„Ingiant“ vidutinio dažnio slydimo žiedų plačiai naudojamos vaizdo sistemos

1. Produkto apžvalga

Šiame dokumente aprašoma nestandartinė, pagal užsakymą pagaminta aukšto dažnio rotacinė jungtis, skirta nuolatiniam radijo dažnių signalų perdavimui per rotacines sąsajas. Įrenginys palaiko tris nepriklausomus 50Ω kanalus 1–5,25 GHz dažnių diapazone, todėl tinka radarams, palydoviniam ryšiui, elektroninės kovos bandymų stendams, antenų padėties nustatymo sistemoms ir mikrobangų matavimo patefonams.

Skirtingai nuo įprastų slydimo žiedų, perduodančių galios arba žemo dažnio signalus, ši rotacinė jungtis išsaugo signalo vientisumą, įskaitant įterpties nuostolius, VSWR, izoliaciją ir fazės stabilumą, per nuolatinį 360° sukimąsi. Ji įveikia esminį inžinerinį iššūkį – išlaikyti radijo dažnių veikimą tarp stacionarių ir besisukančių platformų be kabelio susisukimo, lenkimo nuovargio ar signalo pertraukimo.

2. Užpildykite parametrų lentelę

Mechaniniai ir aplinkos parametrai

3. Pagrindinių parametrų inžinerinis aiškinimas

3.1 Dažnių diapazonas: 1–5,25 GHz

Šis diapazonas apima L diapazoną (1–2 GHz), S diapazoną (2–4 GHz) ir apatinę C diapazono dalį (4–5,25 GHz). Tipinės taikymo sritys:

• L diapazonas: GPS, „BeiDou“, IFF (identifikavimo sistema „Draugas ar priešas“), oro eismo valdymo radaras
• S diapazonas: orų radaras, laivo stebėjimo radaras, palydovinio ryšio žemyn nukreiptos linijos
• C diapazonas: kai kurios palydovinės televizijos imtuvai, tolimojo nuotolio mikrobangų jungtys

Pasirinktinės versijos gali išplėsti dažnių aprėptį nuo nuolatinės srovės iki 18 GHz, 26,5 GHz arba 40 GHz arba susiaurinti juostą, kad optimizuotų nuostolius ir VSWR.

3.2 Vidutinė galia: 10 W vienam kanalui

10 W nuolatinės bangos (CW) galia taikoma esant suderintoms apkrovos sąlygoms kambario temperatūroje. Impulsiniams signalams su mažu darbo ciklu (pvz., radarui su 1 % darbo ciklu) didžiausia galia gali siekti kelis šimtus vatų. Šilumos valdymas tampa labai svarbus, kai signalo galia viršija 10 W, o didesnė galia (50 W, 100 W) gali būti pasiekiama modifikuojant konstrukciją, įskaitant patobulintą šilumos izoliaciją ir dielektrinių medžiagų atnaujinimus.

3.3 VSWR ir VSWR variantas

1,5 VSWR laikoma puikiu rotacinei jungčiai, kurios pralaidumas yra daugiaoktavė. VSWR kitimas rodo, kaip varžos atitikimas keičiasi sukimosi metu. 1 kanalas pasiekia ±0,1 dB kitimą – itin griežtą toleranciją, rodančią išskirtinį mechaninį koncentriškumą ir kontakto stabilumą.

3.4 Įterpties nuostoliai ir nuostolių kitimas

Įterpties nuostoliai susideda iš trijų komponentų:

• Laidininko praradimas (odos efektas centriniame laidininke ir išoriniame ekrane)
• Dielektriniai nuostoliai (PTFE arba kitas mikrobangų substratas)
• Kontakto praradimas (besisukančios sąsajos varža)

1 kanalas: maks. 1 dB nuostoliai su ±0,3 dB pokyčiu
2 kanalas: maks. 1,2 dB nuostoliai su ±0,15 dB pokyčiu

Dinaminėse sistemose variacijos rodiklis dažnai yra svarbesnis už absoliučius nuostolius. Pavyzdžiui, 0,15 dB pokytis reiškia ±1,7 % signalo amplitudės pokytį per vieną pilną apsisukimą – tai nereikšminga daugumai amplitudės pagrindu veikiančių sistemų, tokių kaip automatinės stiprinimo reguliavimo kilpos ar paprasti detektoriai.

3.5 Izoliacija: ≥50 dB

Izoliacija matuojama tarp bet kurių dviejų kanalų. Esant ne mažiau kaip 50 dB, nuotėkis iš 1 kanalo į 2 kanalą (arba atvirkščiai) susilpnina 10 W signalą iki 0,1 mW. Šis lygis užtikrina:

• Perdavimo ir priėmimo izoliacija pilno duplekso sistemose
• Minimalus vietinio osciliatoriaus prasiskverbimas
• Sumažinti intermoduliacijos produktai daugiakanalio aplinkoje

3.6 Fazės stabilumas: nuo ±2° iki ±4°

Fazės stabilumas yra bene svarbiausia dinaminė specifikacija koherentinėms sistemoms, tokioms kaip:

• Fazinių masyvų kalibravimo kilpos
• Interferometrinis krypties nustatymas
• Monopulsiniai sekimo radarai
• Sintetinės apertūros radaras (SAR)
• Nuoseklaus aptikimo imtuvai

Esant 5,25 GHz dažniui, ±2° fazės pokytis atitinka maždaug tokį fizinio kelio ilgio pokytį:
ΔL = (Δφ / 360°) × λ = (2/360) × (299,8 / 5,25) ≈ 0,32 mm

Norint pasiekti ±2° stabilumą, reikia guolio radialinio išbėgimo, mažesnio nei 0,02 mm, ir tiksliai nušlifuotų kontaktinių paviršių – tai griežtos gamybos ir kokybės kontrolės įrodymas.

3.7 Mechaninių parametrų paaiškinimas

Sukimosi greitis: maksimalus 30 aps./min.
Tinka antenų rotatoriams, bandymų patefonams, radarų stovams ir lėtai skenuojantiems jutikliams. Didesni greičiai (iki 300 aps./min.) pasiekiami naudojant specialius guolius ir dinaminį balansavimą.

Veikimo laikas: mažiausiai 5 milijonai apsisukimų
Esant nepertraukiamam 30 aps./min. veikimui, tai atitinka 115 dienų nepertraukiamo sukimosi. Įprasto naudojimo su pertrūkiais metu (pvz., 1 valandą per dieną 10 aps./min. greičiu) tarnavimo laikas viršija 80 metų – gerokai viršija praktinį gaminio tarnavimo laiką.

Sukimo momentas: ≤0,6 N·m kambario temperatūroje
Mažas sukimo momentas sumažina pavaros variklio apkrovą, leidžia naudoti su mažais arba didelio tikslumo padėties nustatymo etapais ir sumažina šilumos susidarymą dėl trinties. Sukimo momentas padidėja esant ekstremaliai temperatūrai dėl tepalo klampumo pokyčių.

Temperatūros diapazonas: nuo -40 °C iki +70 °C (darbinė)
Tai atitinka karinės klasės (MIL-STD-810) ir pramoninės lauko įrangos reikalavimus. Veikimą žemoje temperatūroje užtikrina plataus diapazono tepimo priemonės; veikimui aukštoje temperatūroje reikia kruopščiai parinkti dielektrinę medžiagą, kad būtų išvengta deformacijos.

IP51 įvertinimas

• IP5: Apsauga nuo dulkių (ribotas dulkių patekimas, nėra kenksmingų nuosėdų)
• IP1: Apsaugota nuo vertikaliai lašančio vandens

Šis įvertinimas tinka naudoti patalpose, uždarose lauko patalpose ir įrangos lentynose. Aukštesni įvertinimai (IP65, IP67) galimi lauko aplinkai, laivuose arba dykumose.

Medžiaga: aliuminio lydinys su laidžia oksidacija
Aliuminis pasižymi lengvumu (labai svarbiu besisukančių mazgų savybėms), geru šilumos laidumu (šilumos išsklaidymui nuo 10 W apkrovos) ir puikiu apdirbamumu. Laidinis oksidavimas užtikrina paviršiaus elektrinį laidumą RF įžeminimui, kartu užtikrindamas pagrindinį atsparumą korozijai.

4. Tipinės taikymo sritys

4.1 Antžeminės radarų sistemos

Naudojamas tarp stacionaraus siųstuvo-imtuvo ir besisukančios antenos masyvo. Trys kanalai palaiko vienalaikį perdavimą, priėmimą ir kalibravimo ciklą.

4.2 Palydovinio ryšio antenų stovai

Palaiko radijo ryšio vientisumą nuolatinio palydovų sekimo metu. Fazės stabilumas tiesiogiai veikia moduliacijos klaidų dažnį (MER) ir bitų klaidų dažnį (BER).

4.3 Elektroninės kovos (EW) bandymų stendai

Besisukančių grėsmės skleidėjų simuliatoriams reikalinga stabili fazė ir amplitudė keliuose kanaluose, kad būtų galima modeliuoti atvykimo kampą (AOA).

4.4 Mikrobangų medicinos įranga

Besisukančios vaizdo gavimo ar terapijos galvutės (pvz., mikrobangų hipertermijos sistemos) turi būti tiekiamos patikimai, nepavargstant kabeliams.

4.5 Pramoninis mikrobangų šildymas

Rotaciniai sujungimai leidžia nuolat apdoroti medžiagas mikrobangų krosnelėse arba džiovinimo sistemose.

4.6 Bandymo ir matavimo patefonai

Antenos charakteristikų matavimo kamerose naudojami sukamieji sujungimai, skirti maitinti bandomąją anteną (AUT) jai sukant.

5. Nestandartinės pritaikymo galimybės

Šis produktas yra specialiai sukurtas kaip individualiai pritaikyta platforma. Šiuos parametrus galima modifikuoti pagal kliento reikalavimus:

6. Kokybės užtikrinimas ir griežtas testavimas

Kiekviena rotacinė jungtis prieš išsiuntimą pereina daugiapakopį kvalifikacijos procesą:

6.1 RF veikimo bandymas (100 % įrenginių)

• VSWR ir įterpties nuostoliai, išmatuoti visame dažnių diapazone (1–5,25 GHz) 101 taške
• Izoliacija, išmatuota tarp visų kanalų porų
• Visi bandymai atlikti statinėmis ir dinaminėmis (sukančiomis 30 aps./min.) sąlygomis

6.2 Fazės stabilumo matavimas

• Fazės kitimas užfiksuotas per 10 nepertraukiamų sukimų
• Duomenys registruojami 1° intervalais (3600 taškų vienam kanalui)

6.3 Mechaniniai bandymai

• Sukimo momentas matuojamas esant -40 °C, +25 °C ir +70 °C temperatūrai
• Sukamojo paviršiaus matuojamas tekėjimas
• Gyvavimo ciklo mėginių bandymai: atsitiktinai parinkti vienetai 5 milijonų apsisukimų ištvermės bandymams

6.4 Aplinkos streso atranka (imties pagrindu)

• Terminis ciklas: nuo -50 °C iki +85 °C, 10 ciklų, 2 valandų trukmės
• Drėgna šiluma: 95 % santykinis oro drėgnumas esant +40 °C 48 valandas
• Vibracija: 5 g RMS, 10–500 Hz, pagal MIL-STD-810

7. Kodėl verta rinktis šią sukamąją jungtį

• Nestandartinis lankstumas – Jums nereikia ieškoti standartinių kompromisų. Mes prisitaikome prie Jūsų sistemos, o ne atvirkščiai.
• Griežta kokybės kontrolė – kiekviena specifikacija yra patikrinta. Jokių statistinių „tipinių“ verčių. Kiekvienas įrenginys pristatomas su bandymo ataskaita.
• Ilgas eksploatavimo laikas – mažiausiai 5 milijonai apsisukimų užtikrina dešimtmečius trunkantį tarnavimą įprastose rotacinėse sistemose.
• Fazės stabilumo lyderystė – ±2° trijuose kanaluose – šiame kainos ir kokybės santykyje yra retenybė.
• Techninė pagalba – inžinierių komanda teikia integravimo pagalbą, 3D modelius ir individualių brėžinių patvirtinimą.