Desafíos clave en el diseño de anillos deslizantes para sistemas de inclinación panorámica RF de doble canal

Con el desarrollo de una frecuencia más alta, un ancho de banda más amplio y sistemas de RF de función más compleja, el sistema de inclinación de doble canal RF se vuelve rampante en muchos campos, como el enlace primario de radar de canal de comunicación de doble canal de antena doble/sistema de enlace de multipolarización secundario. Etc. En tales sistemas, el sistema de inclinación panorámica no solo tiene control de puntero con alta precisión, sino que también tiene capacidad para dos transmisiones de señal de RF de alta frecuencia simultáneamente y de manera estable durante la rotación. La transmisión de la señal  se apoya en los anillos deslizantes, la parte más importante de este trabajo clave.

Los gimbals de RF de doble canal tienen requisitos más estrictos y complejos en anillos deslizantes en comparación con los syste ms de RF de un solo canal, y las principales dificultades son las siguientes.

Yo. Independencia y aislamiento de dos señales de RF

En el sistema RF Pan Tilt de dos canales, se requiere que un anillo deslizante proporcione dos señales de RF. Tales señales pueden operar en bandas de frecuencia iguales o diferentes, con el mismo esquema de polarización o ortogonal, y pueden transmitirse y recibirse simultáneamente. La principal dificultad para el deslizamiento ring es cómo lograr el aislamiento entre canales. Las estructuras internas mal diseñadas pueden causar diafonía de canales de RF, acoplamiento de señales y una peor SNR. A altas frecuencias, la diafonía menor se puede multiplicar a nivel del sistema degradando la calidad de comunicación o resolución del radar. Por lo tanto, para superar este inconveniente, el anillo deslizante en los sistemas de inclinación panorámica de RF de doble canal debe proporcionar un nivel razonable de independencia tanto para la electricidad como para la estructural entre dos señales de RF diferentes.

II. Ajuste de impedancia y estabilidad en un marco giratorio

Los sistemas de RF son altamente sensibles a la continuidad de la impedancia y esta demanda aumenta aún más en los anillos deslizantes de RF de doble canal. En rotación, el anillo deslizante también necesita trabajar para mantener estable la impedancia característica para cada canal de RF (por ejemplo, 50) y no cambiar cuando varía el ángulo y la velocidad de rotación. También debe evitar reflejos excesivos causados por tolerancias mecánicas, o las condiciones de contacto ligeramente variadas. La variación de rendimiento en un canal puede causar el movimiento coordinado de todo el sistema, de modo que la estabilidad de la impedancia del anillo deslizante bajo la condición de rotación es un problema fundamental que debe resolverse radialmente simétrico para la Unidad de inclinación panorámica de RF de doble canal.

III. Restricciones duales de pérdida de inserción y estabilidad de fase

REQUISITOS DEL ANILLO DE DESLIZAMIENTO En el sistema de inclinación panorámica de RF de dos canales, el anillo deslizante es necesario para transferir, así como para controlar señales dobles, y para tener un rendimiento de sincronización consistente entre cada canal. Esto consiste entre los otros (control de nivel en pérdida absoluta, uniformidad entre dos canales de pérdida y estabilidad y previsibilidad de retardo de fase). Si hubiera diferentes pérdidas o cambios de fase de las dos señales de RF con respecto a una condición de inicio dentro del anillo deslizante, este desequilibrio de enlace puede provocar errores de formación de haces o procesamiento de señales y complicar significativamente la calibración del sistema. Por lo tanto, en un sistema de inclinación de panorámica de RF de doble canal, el anillo deslizante no es solo una "parte de RF", sino más bien un componente de precisión que requiere emparejamiento de canales y gestión de consistencia.

IV. Dificultades de la integración de múltiples canales en regiones restringidas

La inclinación de la panorámica es inherentemente sensible al tamaño y al peso, mientras que los anillos deslizantes de RF de doble canal generalmente se requieren para land entre una constelación de canales de potencia de canales adicionales, señal de control (e.g., RS-485 o Ethernet) y señales de sensor/retroalimentación. Habilitar la integración de tales canales de RF duales en múltiples señales de baja frecuencia, junto con un aislamiento electromagnético adecuado y una disipación de calor estructuralmente compatible en un espacio estructural confinado es un problema complicado de ingeniería de sistemas. En tal entorno, su diseño de estructura interna, diseño de canal y medidas de protección (protección) del anillo de deslizamiento juegan un papel crucial en el rendimiento global y la confiabilidad del RF PTZ de doble canal.

V. El problema del acoplamiento de la precisión de mecanizado y el rendimiento de RF

Los subsistemas mecánicos y de RF están estrechamente relacionados  en un sistema de inclinación panorámica de RF de doble eje. El anillo deslizante, que acts como una "interfaz giratoria", puede introducir en la ruta de la señal de RF incluso leves errores de centrado y concentricidad además de la desviación axial y radial, vibración durante la rotación, y desgaste debido al uso a largo plazo. Los sistemas de RF de doble canal son más susceptibles al acoplamiento de este tipo que un sistema de un solo canal, en la medida en que la inestabilidad que ocurre en cualquiera de los canales  afectará el rendimiento general y, por lo tanto, la obtención de una constancia relativa entre las dos señales no se gestiona fácilmente. Esta dependencia destaca la importancia del anillo deslizante en los Cardales de RF de doble canal donde la precisión mecánica y el rendimiento de RF están estrechamente acoplados.

VI. Desafíos de la fiabilidad a largo plazo y robustez ambiental

Los sistemas de inclinación panorámica de RF de doble canal se utilizan ampliamente en aplicaciones de estaciones fijas para vehículos, barcos y exteriores, y pueden experimentar altas cargas de viento o fuertes vibraciones. Para lograr tales aplicaciones,  el anillo deslizante debe proporcionar un rendimiento de RF estable durante una rotación prolongada en un entorno complejo. En los sistemas de RF de doble canal que fallan en un canal, las funciones del sistema se perderán mientras que, por otro lado, la deriva de rendimiento suele ser más difícil de detectar y causar problemas que la falla total. Por lo tanto, para desarrollar un sistema de inclinación RF de doble canal, cómo diseñar la vida útil, el material y la adaptabilidad ambiental de su anillo deslizante es muy importante.

VII. Diseño de anillo deslizante 2 a nivel de sistema Al preparar el diseño de un conjunto de anillo deslizante completo,  ¿ qué es un diseño de nivel de sistema?

Desde la perspectiva de la ingeniería de sistemas, el rendimiento total de un sistema de inclinación panorámica de RF de doble canal se formula como:

Rendimiento del sistema de inclinación panorámica de RF de doble canal = Características de la antena X de rendimiento frontal de RF X sistema de inclinación panorámica Señala precisión X anillo deslizante de estabilidad y consistencia de RF multicanal.

Bajo tal condición, el anillo deslizante no es solo un "Conector", sino también una llave o incluso uno de Los dispositivos centrales que influyen en las capacidades generales del sistema y los límites de rendimiento.

Conclusión

Para el sistema de inclinación panorámica RF de doble canal, la complejidad y correlación del diseño de deslizamiento ring es mayor que el uso de RF de un solo canal. El aislamiento del canal, la estabilidad de la impedancia, la uniformidad de pérdida de inserción, el acoplamiento mecánico/RF y la confiabilidad a largo plazo son los principales problemas para determinar las dificultades del diseño del anillo de deslizamiento de RF de doble canal. Estos desafíos a nivel del sistema no se comprenden completamente y son cruciales para realizar el potencial total de los sistemas de inclinación panorámica de RF de doble canal en aplicaciones de alta frecuencia y alta confiabilidad.