无接点旋转耦合器制造技术

无接点旋转耦合器通过在安排成互相分开的相对耦合板之间形成的耦合电容发送信号。在耦合平面中，在一个电阻器与一个电容器的节点与接地导体之间或者不接地导体与接地导体之间连接一个电感，它与在接地导体和不接地导体之间存在的寄生电容在信号频带中产生并联谐振，因而减少了耦合损耗。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及在天线设备(如接收卫星广播的天线)中使用的无接点旋转耦合器，具体涉及一种力求减少其内耦合损耗的无接点旋转耦合器。目前，业已迅速开发一种用于接收卫星广播的天线，它安装在移动体(如旅游车、私人汽车和周末旅游车)上。在这类车载天线中，就天线而言，广播卫星(BS)的方向随车的路由变化而瞬时变化。为此，需要执行跟踪操作以控制天线的方位角和仰角，以使天线总是朝向广播卫星。据此，在保持信号频带的电耦合的同时应该在馈线连接天线与调谐器过程中提供允许天线进行相对旋转的旋转耦合器。这样的旋转耦合器可包括高频型的旋转耦合器，该旋转耦合器安装在旋转天线和固定变换器之间，用以耦合具有12GHz附近频率的接收信号。在另一种类型的旋转耦合器中，天线与变换器互相组合在一起，12GHz附近频率的接收信号由该变换器一次地变换为具有1GHz数量级频率的中频信号。这种类型的旋转耦合器或低频类型的旋转耦合器在中频信号传输通路的过程中提供。这两种类型的旋转耦合器有其优点和缺点。但是，从电气特性如信噪比和频率特性方面来看，低频类型的旋转耦合器被认为是有利的。上述的低频类型的旋转耦合器具有图4A和4B所示的结构。如图4A所示，耦合板30包括一个绝缘板31、一个不接地(或称热侧)导体板32，它是在绝缘板31相对表面的一面上形成的，在绝缘板31的另一表面上形成的一个接地导体板33，在不接地导体板32与接地导体板33之间提供阻抗匹配电阻R1与隔直流电容C1，两者串联连接。标号34表示在绝缘板31的一个表面上形成的导体板，包围不接地导体板32。电容C1的一端连接通过绝缘板31延伸的一条导线，以被接到在绝缘板31的一个表面上形成的不接地导体板32。如图4B所示，耦合板30和耦合板40具有相同的结构，因为耦合板30安排成互相离开并且互相相对着，以便由耦合板30与40的不接地导体板32和它们之间提供的间隙形成一个耦合电容。同轴连接器35和45连接到耦合板30和40，而且这两个耦合板借助外围设备部分上设置的保持机构(图中未示出)旋转地保持互相面对着。图5示出具有4A和4B所示结构的旋转耦合器的等效电路。由两块耦合板的不接地导体板和它们之间提供的间隙形成一个耦合电容C2，而由两块耦合板的接地导体板和它们之间提供的间隙形成一个耦合电容C3。耦合电容C3包括由接地导体板33与两块耦合板之一的导体板34及在它们之间的绝缘板31形成的耦合电容、由另一块耦合板形成的一个类似的耦合电容和在两块导体板34之间形成的一个耦合电容。在每块耦合板中，静电电容C1或隔直流电容器C4和电阻器R1或R2在不接地导体板和接地导体板之间互相串联。标记R0表示在变换器侧的一个输出电阻器，标记RL表示在调谐器侧的负载电阻。具有图4A与4B所示结构和图5所示等效电路的无接点旋转耦合器，遇到一个问题是如何减少耦合损耗。据此，要求耦合电容C2和C3应该做得足够大。为使耦合电容足够大，不仅需要使每个导体板的面积足够大，而且需使两块耦合板之间的间隔足够窄。但是，除了接地导体板之外，对于加大在中心部分形成的不接地导体板的面积有一个限制。而且，从机械精度和从稳定性方面看，耦合板之间的间隔的减小也有一定的限制。虽然业已努力使耦合电容大，但本专利技术仍有一点疑点，亦即图5所示的等效电路可能没有图4A和4B所示的无接点旋转耦合器的等效电路精确，而且实际上，如图6所示的不接点导体板和接地导体板之间形成的寄生电容CS1和CS2可能对耦合损耗有较大的影响。如果这样的寄生电容CS1和CS2相当大，则线路阻抗大大地减少了，因此引起大的阻抗不匹配。于是，由信号的吸收或反射产生的耦合损耗的增加可能比耦合电容C2和C3的值的小更重要。力求加大不接地导体板32的面积以增加耦合电容可能有相反的影响，因为加大不接地导体板32的面积可能伴随着寄生电容CS1和CS2的增加。本专利技术的无接点旋转耦合器目的在于解决现有技术的上述问题，至少两块耦合板之中的一块耦合板设有一个电感，这导致在接地导体板和不接地导体板之间存在的寄生电容在信号频带中并联谐振，该寄生电容连接在接地导体板和不接地导体板之间或在隔直流电阻与阻抗匹配电容的节点和接点导体板之间。该电感与寄生电容在信号频带内发生并联谐振的结构另外地提供给该耦合板，以消除寄生电路的影响，因此，消除了因寄生电容和因信号路由短路产生的耦合损耗，从而减少了耦合损耗。又因于增加不接地导体的面积而增加耦合电容C2或C3能够不考虑寄生电容的增加。附图说明图1示出本专利技术实施例中形成无接点旋转耦合器的每块耦合板的结构的平面、底视和截面视图;图2示出本专利技术实施例的无接点旋转耦合器的等效电路;图3示出本专利技术实施例的无接点旋转耦合器的耦合损耗的测量值与常规的无接点旋转耦合器的耦合损耗的测量值的比较;图4A示出构成常规无接点旋转耦合器的每个耦合板的结构的平面图、底视图和截面图;图4B示出由两块耦合板形成的常规无接点旋转耦合器的截面图;图5示出常规无接点旋转耦合器的等效电路;和图6示出常规无接点旋转耦合器的改进的等效电路。图1示出本专利技术实施例中形成无接点旋转耦合器的每个耦合平面的结构的平面图、底视图和截面图。耦合板10包括一个绝缘板11，在该绝缘板11的相对表面的一面上形成的一个不接地(或者热侧)的导体板12，其绝缘板11的另一表面上形成的一个接地导体板13，在不接点导体板12与接地导体板13之间提供的串联的一个阻抗匹配电阻R1和一个隔直流电容C1。导体板14是在绝缘板11的一个表面上形成的，包围该不接地导体板12。每个导体板可包括在印刷接线板上形成的铜箔或者可包括以公知的方法形成的任何厚膜导体或薄膜导体。电容器C1的一端接到一个导体，该导体伸过绝缘板11，它被接到在绝缘板11的一个表面上形成的不接地导体板12。此外，一个分布常数电感器L1接在电阻器R1和电容器C1的节点与接地导体板13之间。电感器可包括一个板状的导体或具有弯曲式样的导体，该导体以与上述的导体板的相似方式形成的，而且是一个铜箔、一个厚膜导体或一个薄膜导体。无接点旋转耦合器是这样构成的以类似于图4B所示方法将耦合板10和与耦合板10的结构相同的耦合板20安排成互相分开和互相相对，以便由耦合板10及20的不接地导体板12和它们之间的间隙形成一个耦合电容。在图2中示出该无接点旋转耦合器的等效电路，考虑在谐振频率附近每个耦合板的等效电路在寄生电容与隔直流电容器之间的数值关系CS1＜＜C1和CS2＜＜C4，耦合板10的电容CS1和电感L1可认为在不接地导体与接地导体之间基本上是互相并联的，而耦合板20的电容CS2与电感L2可认为是在不接体导体与接地导体之间互相并联的。如果选择电感L1的电感，以使寄生电容CS1和电感器L1在中频信号的基本上中心的频率中显现并联谐振状况，这个并联谐振电路接近开路状况，因此消除了由寄生电容CS1产生的信号线的短路状况。类似地，如果选择电感器L2的电感，以在中频信号的基本上中心的频率呈现并联谐振状况，这个并联谐振电路接近开路状态，因而清除了由寄生电容CS2产生的信号线的短路状况。结果，耦合损耗大大地减少了。图3表示在中频频带中实际测量的耦合损耗的数据。在图3中，实线表示使用图1所示的耦合板的本实施例的无接点旋转耦合器的耦本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无接点旋转耦合器，包括两个耦合板，每个耦合板包括一个绝缘板，该绝缘板具有相对的表面，在所述绝缘板的相对表面之一上形成的一个板状或箔状不接地导体，在所述绝缘板的另一表面上形成的一个板状或箔状接地导体，在所述不接地导体与所述接地导体之间提供的串联的一个阻抗匹配电阻器的一个隔直流电容器，所述两个耦合板被安排互相分开和互相相对，以便由所述两个耦合板的不接地导体和它们之间隙一个耦合电容，其特征在于：所述两个耦合板的至少一个耦合板还包括在所述的电阻器与所述电容器的节点与所述接地导体之间或所述不接地导体与所述接地导体之间连接的一个电感器，所述电感器与在所述接地导体和所述不接地导体之间存在的寄生电容在信号频带中产生并联谐振。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：植松正博，尾岛孝，加藤和郎，
申请(专利权)人：新日本制铁株式会社，特殊系统股份有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]