旋转关节与射频转接头有啥区别呢？

在雷达、通信天线中，旋转关节是关键的部件，其作用是在两个具有共轴旋转关系的设备或模块之间提供射频信号通道的器件。旋转关节与射频转接头，从外观上有些类似，那这两者有啥区别呢？今天就一起来认识一下：

（一）定义

同轴旋转关节是将静态射频系统与转动式射频线路连接时必须使用的串联部件。此类旋转关节用于军事、航空航天和商业应用，并通常与转动式天线和雷达联用。

具体而言，同轴旋转关节用于空中交通管制，图像传输，医疗/工业及电信控制，以及陆基、舰载和空基雷达。由于所有这些应用都需要高性能互连，高可靠性以及长的工作寿命，因此同轴旋转关节也必须满足同样的标准。

PE1400（射频旋转关节，DC~18GHz，2.92mm 母头）

（二）与射频转接头的相同点

1. 同轴连接器决定最大工作频率

与所有的同轴系统一样，旋转关节的最大工作频率决定于旋转关节端口所采用的同轴连接器。因此，最大工作频率为18GHz的旋转关节可采用2.92mm的母头同轴连接器，最大工作频率为6GHz的同轴旋转关节可采用标准SMA连接器。

某些特殊旋转关节还可具有PCB引脚连接器，这些旋转关节可用作末端装接微带、带状线或波导的同轴转动式转换器。其他类型的旋转关节包括90度同轴旋转关节。某些波导旋转关节还包括设于装置内的同轴中间级，而其末端端口可以为波导或同轴端口。

2.设计时需考虑因素

与常规转接头的相同之处是，旋转关节在设计时需考虑以下因素：

插入损耗

带宽

电压驻波比

阻抗

传输线类型

对以上因素的考量都是必不可少的。鉴于与高精度转接头相比，旋转部分的插入会带来更多的不匹配问题，因此旋转关节的插入损耗和电压驻波比（VSWR）往往比固定式转接头高一些。

3.波导或是同轴互连选择

与其他转接头一样，选择波导或是同轴互连，在很大程度上取决于实际的应用要求以及关节之间所使用的互连。

如果需要更高的功率容量和信号质量，则默认使用波导。反之，对于信号链的中频（IF）和低功率区域，同轴互连更为常见。此外，波导关节仅限于标准波导频带，而同轴互连则可以从DC至最大工作频率范围内使用。

通常波导旋转关节的接口包括矩形和圆形两种，但其旋转部分的内部始终呈圆形，而对于某些应用而言，这可能带来其他因素的考量。同轴旋转关节则更为简单，其功能与常规同轴转接头基本相同。因此，旋转关节所配置的可以是直通式、跨系列、PCB安装式连接器，且包含多种尺寸。

由于旋转关节通常用于飞机、航空电子设备、航空航天和雷达应用，因此这些组件通常采用符合军用标准或航空电子设备标准的材料和制造方法制成，以增强坚固性和可靠性。

（三）与射频转接头的不同点

1.需要考虑其他机械方面因素

与其他同轴转换器或串联互连器件不同，同轴旋转关节还需要考虑其他的机械方面因素。这些因素包括以每分钟转数（RPM）表示的平均转速极限。

这些极限值通常由转动式系统的轴承和机械总成决定。如果长时超出平均最大转速极限的转速运行时，有可能导致转动能力的早期失效，并可能降低射频性能。

但是，与标准的同轴转接头和波导转接头不同，旋转关节可能还需要考虑包括插拔次数、功率容量、振动/冲击耐受性等更多其他因素。此外，旋转关节的一侧可以设计为固定部分，而另一侧可以设计为连接到旋转接口的部分。

PE1402（射频旋转关节，DC~18GHz）

2.输入功率和峰值功率的要求

由于同轴旋转关节为连接转动式系统的串联同轴互连器件，因此其对输入功率和峰值功率的要求可能非常严苛。当达到功率限制或超出工作范围时，则可能会降低旋转关节的转动性能，并使得旋转关节更容易损坏。一般而言，同轴旋转关节的电压驻波比性能略低于典型串联互连器件的电压驻波比性能。

3.垂直于波传播的方向绕轴旋转

旋转关节，与常规转接头的不同之处在于其能够在垂直于波传播的方向绕轴旋转。这类旋转关节可以在保持传输特性的同时，自由地旋转360度。

对于要求具备旋转功能的所有应用场景，例如旋转天线（空中监视）、导弹制导系统和其他旋转式雷达应用而言，这类关节部件必不可少。如缺少旋转关节，就无法将信号链的旋转部分与固定部分相连。

审核编辑 ：李倩