Широко применети видео системи со лизгачки прстени со средна фреквенција Ingiant

1. Преглед на производот

Овој документ опишува нестандарден, специјално изработен високофреквентен ротационен спој, дизајниран за континуиран пренос на RF сигнали преку ротирачки интерфејси. Уредот поддржува три независни канали од 50Ω во фреквентниот опсег од 1–5,25 GHz, што го прави погоден за радари, сателитска комуникација, тест-клупи за електронско војување, системи за позиционирање на антени и грамофони за мерење со микробранови.

За разлика од конвенционалните лизгачки прстени што пренесуваат сигнали со моќност или ниска фреквенција, овој ротационен спој го зачувува интегритетот на сигналот - вклучувајќи губење на вметнување, VSWR, изолација и фазна стабилност - во текот на континуирана ротација од 360°. Тој го премостува фундаменталниот инженерски предизвик за одржување на RF перформансите помеѓу стационарните и ротирачките платформи без извиткување на кабелот, замор од свиткување или прекин на сигналот.

2. Пополнете ја табелата со параметри

Механички и еколошки параметри

3. Инженерско толкување на клучните параметри

3.1 Фреквентен опсег: 1 – 5.25 GHz

Овој опсег ги опфаќа L-опсегот (1–2 GHz), S-опсегот (2–4 GHz) и долниот дел од C-опсегот (4–5,25 GHz). Типичните примени вклучуваат:

• L-опсег: GPS, BeiDou, IFF (Идентификација на пријател или непријател), радар за контрола на воздушниот сообраќај
• S-опсег: метеоролошки радар, бродски надзорен радар, сателитски комуникациски даунлинкови
• C-опсег: некои сателитски ТВ линкови, микробранови линкови на долг дострел

Прилагодените верзии можат да го прошират фреквентното покривање од DC до 18 GHz, 26,5 GHz или 40 GHz, или да го стеснат опсегот за да го оптимизираат губењето и VSWR.

3.2 Просечна моќност: 10W по канал

Номиналната моќност од 10W за континуиран бран (CW) се однесува на услови на усогласено оптоварување на собна температура. За пулсирачки сигнали со ниски работни циклуси (на пр., радар со 1% работен циклус), врвната моќност може да достигне неколку стотици вати. Термичкото управување станува критично над 10W, а повисоките номинални моќности (50W, 100W) се достапни преку прилагодени модификации на дизајнот, вклучувајќи подобрено тонење на топлината и надградби на диелектричниот материјал.

3.3 VSWR и VSWR варијација

VSWR од 1,5 се смета за одличен за ротационен спој преку повеќеоктавен пропусен опсег. Варијацијата на VSWR покажува како се менува усогласувањето на импедансата за време на ротацијата. Канал 1 постигнува варијација од ±0,1 dB - исклучително мала толеранција што укажува на исклучителна механичка концентричност и стабилност на контактот.

3.4 Загуба при вметнување и варијација на загуба

Загубата на вметнување се состои од три компоненти:

• Губење на проводникот (ефект на кожа во централниот проводник и надворешниот штит)
• Диелектрични загуби (PTFE или друг микробранов супстрат)
• Губење на контакт (отпорност на ротирачкиот интерфејс)

Канал 1: максимална загуба од 1 dB со варијација од ±0,3 dB
Канал 2: максимална загуба од 1,2 dB со варијација од ±0,15 dB

Бројката на варијација е често поважна од апсолутната загуба во динамичките системи. На пример, варијација од 0,15 dB се преведува како промена од ±1,7% во амплитудата на сигналот за време на една целосна ротација - занемарлива за повеќето системи базирани на амплитуда, како што се јамките за автоматска контрола на засилувањето или едноставните детектори.

3.5 Изолација: ≥50 dB

Изолацијата се мери помеѓу кои било два канали. При минимум 50 dB, истекувањето од Канал 1 до Канал 2 (или обратно) го намалува сигналот од 10W на 0,1 mW. Ова ниво обезбедува:

• Изолација од пренос до прием во целосно дуплекс системи
• Минимално пробивање на локалниот осцилатор
• Намалени интермодулациски производи во средини со повеќе носачи

3.6 Фазна стабилност: ±2° до ±4°

Фазната стабилност е веројатно најкритичната динамичка спецификација за кохерентни системи како што се:

• Фазно распоредени калибрациски јамки
• Интерферометриско наоѓање на насока
• Монопулсни радари за следење
• Синтетички радар за апертура (SAR)
• Кохерентни приемници за детекција

На 5,25 GHz, промената на фазата од ±2° одговара на варијација на физичката должина на патеката од приближно:
ΔL = (Δφ / 360°) × λ = (2/360) × (299,8 / 5,25) ≈ 0,32 mm

За да се постигне стабилност од ±2°, потребно е радијално искривување на лежиштето поголемо од 0,02 mm и прецизно прелиени контактни површини – доказ за ригорозно производство и контрола на квалитетот.

3.7 Објаснување на механичките параметри

Ротациона брзина: максимум 30 вртежи во минута
Погодно за ротатори на антени, тест грамофони, радарски пиедестали и сензори со бавно скенирање. Достапни се поголеми брзини (до 300 вртежи во минута) преку прилагодени лежишта и динамичко балансирање.

Работен век: минимум 5 милиони вртежи
При континуирана работа од 30 вртежи во минута, ова е еднакво на 115 дена непрекината ротација. За типична повремена употреба (на пр., 1 час дневно при 10 вртежи во минута), работниот век надминува 80 години - далеку повеќе од практичниот век на траење на производот.

Вртежен момент: ≤0,6 N·m на собна температура
Нискиот вртежен момент ги намалува барањата на погонскиот мотор, овозможува употреба со мали или високопрецизни фази на позиционирање и го минимизира генерирањето на топлина од триење. Вртежниот момент се зголемува при екстремни температури поради промени во вискозитетот на маста.

Температурен опсег: -40°C до +70°C (работа)
Ова ги исполнува барањата за воена (MIL-STD-810) и индустриска надворешна опрема. Работата на ниски температури е овозможена со мазива со широк опсег; перформансите на високи температури бараат внимателен избор на диелектричен материјал за да се спречи деформација.

IP51 рејтинг

• IP5: Заштитено од прашина (ограничено навлегување на прашина, без штетни наслаги)
• IP1: Заштитено од вертикално капење вода

Оваа оценка е погодна за внатрешни средини, заштитени надворешни куќишта и полици за опрема. Повисоки оценки (IP65, IP67) се достапни за надворешни, бродски или пустински средини.

Материјал: Алуминиумска легура со спроводлива оксидација
Алуминиумот обезбедува мала тежина (клучна за ротирачки склопови), добра топлинска спроводливост (за дисипација на топлина од оптоварувањето од 10W) ​​и одлична обработливост. Спроводливата оксидација обезбедува површинска електрична спроводливост за RF заземјување, а воедно обезбедува и основна отпорност на корозија.

4. Типични апликации

4.1 Земјени радарски системи

Се користи помеѓу стационарниот примопредавател и ротирачкиот антенски систем. Три канали поддржуваат истовремен пренос, прием и калибрациска јамка.

4.2 Постаменти на сателитска комуникациска антена

Го одржува интегритетот на RF врската за време на континуирано сателитско следење. Фазната стабилност директно влијае на стапката на грешки во модулацијата (MER) и стапката на грешки во битот (BER).

4.3 Тест-клупи за електронско војување (EW)

Симулаторите на ротирачки емитери на закана бараат стабилна фаза и амплитуда низ повеќе канали за симулација на агол на пристигнување (AOA).

4.4 Микробранова медицинска опрема

Ротирачките глави за снимање или терапија (на пр., системи со микробранова хипертермија) имаат потреба од сигурна RF испорака без замор на каблите.

4.5 Индустриско греење во микробранова печка

Ротационите зглобови овозможуваат континуирана обработка на материјали во микробранови печки или системи за сушење.

4.6 Тестирање и мерење на грамофони

Коморите за мерење на шемата на антената користат ротирачки зглобови за напојување на тестираната антена (AUT) додека ротира.

5. Нестандардни можности за прилагодување

Овој производ е експлицитно дизајниран како платформа по мерка. Следните параметри можат да се модифицираат според барањата на клиентот:

6. Обезбедување на квалитет и ригорозно тестирање

Секој ротационен зглоб поминува низ повеќестепен процес на квалификација пред испорака:

6.1 RF тестирање на перформансите (100% од единиците)

• VSWR и загуба на вметнување мерени низ целиот фреквентен опсег (1–5,25 GHz) на 101 точки
• Измерена изолација помеѓу сите парови канали
• Сите тестови се извршени во статички и динамички (ротирачки со 30 вртежи во минута) услови

6.2 Мерење на фазната стабилност

• Фазна варијација снимена во текот на 10 континуирани ротации
• Податоци евидентирани со зголемување од 1° (3600 точки по канал)

6.3 Механичко тестирање

• Вртежен момент измерен на -40°C, +25°C и +70°C
• Истекување мерено на ротирачката површина
• Тестирање на примероци од животниот циклус: единици случајно избрани за 5 милиони вртежи на издржливост

6.4 Скрининг на стрес од околината (база на примерок)

• Термичко циклирање: -50°C до +85°C, 10 циклуси, 2-часовно задржување
• Влажна топлина: 95% RH на +40°C во тек на 48 часа
• Вибрации: 5g RMS, 10–500 Hz, според MIL-STD-810

7. Зошто да го изберете овој ротационен зглоб

• Нестандардна флексибилност – Не сте принудени на готов компромис. Ние се прилагодуваме на вашиот систем, а не обратно.
• Ригорозна контрола на квалитетот – Секоја спецификација е потврдена. Нема статистички „типични“ вредности. Секоја единица се испорачува со извештај од тестирањето.
• Долг работен век – минимум 5 милиони вртежи обезбедува децении работа во типични ротирачки апликации.
• Водството во фазната стабилност – ±2° низ три канали е реткост во оваа ценовна-перформансна точка.
• Техничка поддршка – Инженерскиот тим обезбедува помош за интеграција, 3Д модели и одобрување на цртежи по нарачка.