在雷達、通信天線中，旋轉關節是關鍵的部件，其作用是在兩個具有共軸旋轉關系的設備或模塊之間提供射頻信號通道的器件。旋轉關節與射頻轉接頭，從外觀上有些類似，那這兩者有啥區別呢？今天就一起來認識一下：

（一）定義

同軸旋轉關節是將靜態射頻系統與轉動式射頻線路連接時必須使用的串聯部件。此類旋轉關節用于軍事、航空航天和商業應用，并通常與轉動式天線和雷達聯用。

具體而言，同軸旋轉關節用于空中交通管制，圖像傳輸，醫療/工業及電信控制，以及陸基、艦載和空基雷達。由于所有這些應用都需要高性能互連，高可靠性以及長的工作壽命，因此同軸旋轉關節也必須滿足同樣的標準。

PE1400（射頻旋轉關節，DC~18GHz，2.92mm 母頭）

（二）與射頻轉接頭的相同點

1. 同軸連接器決定最大工作頻率

與所有的同軸系統一樣，旋轉關節的最大工作頻率決定于旋轉關節端口所采用的同軸連接器。因此，最大工作頻率為18GHz的旋轉關節可采用2.92mm的母頭同軸連接器，最大工作頻率為6GHz的同軸旋轉關節可采用標準SMA連接器。

某些特殊旋轉關節還可具有PCB引腳連接器，這些旋轉關節可用作末端裝接微帶、帶狀線或波導的同軸轉動式轉換器。其他類型的旋轉關節包括90度同軸旋轉關節。某些波導旋轉關節還包括設于裝置內的同軸中間級，而其末端端口可以為波導或同軸端口。

2.設計時需考慮因素

與常規轉接頭的相同之處是，旋轉關節在設計時需考慮以下因素：

插入損耗

帶寬

電壓駐波比

阻抗

傳輸線類型

對以上因素的考量都是必不可少的。鑒于與高精度轉接頭相比，旋轉部分的插入會帶來更多的不匹配問題，因此旋轉關節的插入損耗和電壓駐波比（VSWR）往往比固定式轉接頭高一些。

3.波導或是同軸互連選擇

與其他轉接頭一樣，選擇波導或是同軸互連，在很大程度上取決于實際的應用要求以及關節之間所使用的互連。

如果需要更高的功率容量和信號質量，則默認使用波導。反之，對于信號鏈的中頻（IF）和低功率區域，同軸互連更為常見。此外，波導關節僅限于標準波導頻帶，而同軸互連則可以從DC至最大工作頻率范圍內使用。

通常波導旋轉關節的接口包括矩形和圓形兩種，但其旋轉部分的內部始終呈圓形，而對于某些應用而言，這可能帶來其他因素的考量。同軸旋轉關節則更為簡單，其功能與常規同軸轉接頭基本相同。因此，旋轉關節所配置的可以是直通式、跨系列、PCB安裝式連接器，且包含多種尺寸。

由于旋轉關節通常用于飛機、航空電子設備、航空航天和雷達應用，因此這些組件通常采用符合軍用標準或航空電子設備標準的材料和制造方法制成，以增強堅固性和可靠性。

（三）與射頻轉接頭的不同點

1.需要考慮其他機械方面因素

與其他同軸轉換器或串聯互連器件不同，同軸旋轉關節還需要考慮其他的機械方面因素。這些因素包括以每分鐘轉數（RPM）表示的平均轉速極限。

這些極限值通常由轉動式系統的軸承和機械總成決定。如果長時超出平均最大轉速極限的轉速運行時，有可能導致轉動能力的早期失效，并可能降低射頻性能。

但是，與標準的同軸轉接頭和波導轉接頭不同，旋轉關節可能還需要考慮包括插拔次數、功率容量、振動/沖擊耐受性等更多其他因素。此外，旋轉關節的一側可以設計為固定部分，而另一側可以設計為連接到旋轉接口的部分。

PE1402（射頻旋轉關節，DC~18GHz）

2.輸入功率和峰值功率的要求

由于同軸旋轉關節為連接轉動式系統的串聯同軸互連器件，因此其對輸入功率和峰值功率的要求可能非常嚴苛。當達到功率限制或超出工作范圍時，則可能會降低旋轉關節的轉動性能，并使得旋轉關節更容易損壞。一般而言，同軸旋轉關節的電壓駐波比性能略低于典型串聯互連器件的電壓駐波比性能。

3.垂直于波傳播的方向繞軸旋轉

旋轉關節，與常規轉接頭的不同之處在于其能夠在垂直于波傳播的方向繞軸旋轉。這類旋轉關節可以在保持傳輸特性的同時，自由地旋轉360度。

對于要求具備旋轉功能的所有應用場景，例如旋轉天線（空中監視）、導彈制導系統和其他旋轉式雷達應用而言，這類關節部件必不可少。如缺少旋轉關節，就無法將信號鏈的旋轉部分與固定部分相連。

審核編輯 ：李倩