匯流環(huán)的工作原理介紹什么是匯流環(huán)
匯流環(huán)是什么？匯流環(huán)又稱導(dǎo)電滑環(huán)，是雷達(dá)設(shè)備的關(guān)鍵部件，其作用是使雷達(dá)旋轉(zhuǎn)部分與固定部分之間形成電能和（電和光）信號連續(xù)的連接，本文介紹匯流環(huán)的工作原理，匯流環(huán)根據(jù)頻率和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)可分為低頻匯流環(huán)、中頻匯流環(huán)、微波旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)和光纖匯流環(huán)。
1.低頻匯流環(huán)
在雷達(dá)上常用的低頻匯流環(huán)有柱式匯流環(huán)、盤式匯流環(huán)和差動(dòng)匯流環(huán)。
1）柱式匯流環(huán)
柱式匯流環(huán)又稱疊式匯流環(huán)，它是早期雷達(dá)最普遍使用的匯流環(huán)。這種匯流環(huán)的接觸面是每個(gè)導(dǎo)電環(huán)的周圍面，每一環(huán)形成一個(gè)信號通道，環(huán)與環(huán)之間用絕緣環(huán)隔開，以保證環(huán)與環(huán)之間的絕緣。一環(huán)一環(huán)疊加在一起構(gòu)成環(huán)芯，可用一個(gè)或多個(gè)電刷，也可以用金屬絲（如銅絲或金絲）固定在外殼上每個(gè)導(dǎo)電環(huán)構(gòu)成一組電接觸副。
增加環(huán)與環(huán)之間絕緣環(huán)的厚度或改變絕緣環(huán)的結(jié)構(gòu)形式，可增長環(huán)間的漏電路徑，減小線路之間的電容和電路之間的電干擾（即串?dāng)_）。這種匯流環(huán)既可用于小電流的信號傳輸，也可用于大電流的功率傳輸。在匯流環(huán)尺寸一定時(shí)，可通過增加電刷的數(shù)量，增大接觸面積，所以大功率傳輸一般都用這種匯流環(huán)。匯流環(huán)與電刷在周面上接觸、調(diào)整、維護(hù)比較方便。
這種匯流環(huán)的缺點(diǎn)是軸向尺寸較大，一般適用于雷達(dá)立式轉(zhuǎn)臺。
2）盤式匯流環(huán)
盤式匯流環(huán)又稱平面式匯流環(huán)，是為了減小匯流環(huán)的軸向尺寸而采用的一種匯流環(huán)結(jié)構(gòu)式。不同直徑的幾個(gè)導(dǎo)電環(huán)同心裝在絕緣支撐盤上，兩個(gè)盤背靠背裝在一起，電刷在盤的上、下端面與導(dǎo)電環(huán)接觸。每個(gè)盤可以裝多少個(gè)同心導(dǎo)電環(huán)，多個(gè)盤疊加構(gòu)成環(huán)芯，電刷固定在外殼上。lpk盤式滑環(huán)電環(huán)最小厚度僅為6mm，外徑82mm，可提供實(shí)心及不同尺寸過孔選擇。
這種匯流環(huán)的主要優(yōu)點(diǎn)是軸向尺寸小。但要保證各同心導(dǎo)電環(huán)在同一平面上較困難，加工成本高。電刷和導(dǎo)電環(huán)的磨屑在導(dǎo)電環(huán)上能加速磨損，導(dǎo)致相鄰導(dǎo)電環(huán)之間絕緣電阻的降低，甚至短路。此缺點(diǎn)限制了盤式匯流環(huán)的應(yīng)用范圍，也是國內(nèi)很少應(yīng)用的而原因。盤式匯流環(huán)一般適用于雷達(dá)臥式轉(zhuǎn)臺。
3）差動(dòng)匯流環(huán)
差動(dòng)匯流環(huán)是一種結(jié)構(gòu)形式特殊的匯流環(huán)，它打破了傳統(tǒng)匯流環(huán)的結(jié)構(gòu)，即一層只構(gòu)成一個(gè)信號通道的結(jié)構(gòu)。在它的一層上裝有多個(gè)電刷，可以形成多個(gè)信號通道。因此可以顯著地降低匯流環(huán)的軸向尺寸，減少體積，減少質(zhì)量。
差動(dòng)匯流環(huán)有端面接觸式和徑向（柱面）接觸式兩種結(jié)構(gòu)形式。端面接觸式差動(dòng)匯流環(huán)軸向尺寸小，空間利用率高，結(jié)構(gòu)比較緊湊。但是，端面接觸磨下的粉末不易清洗，維修也不方便，已經(jīng)很少采用。現(xiàn)在廣泛采用的是徑向（柱面）接觸式。
(差動(dòng)匯流環(huán)的工作原理如下：差動(dòng)匯流環(huán)由兩組電刷（一組為固定，另一組為轉(zhuǎn)動(dòng)，它們分別固定在兩個(gè)基本相同的外殼上）和一個(gè)固定在差動(dòng)機(jī)構(gòu)托盤上匯流盤組成，回流盤由多組環(huán)芯組成。)
2.中頻匯流環(huán)
在現(xiàn)代雷達(dá)技術(shù)中，經(jīng)常遇到再固定部分與轉(zhuǎn)動(dòng)部分之間需要傳輸頻率在幾十兆赫到上百兆赫范圍中的中、高頻信號。中頻匯流環(huán)就是完成這一任務(wù)的轉(zhuǎn)換裝置。在雷達(dá)技術(shù)上常用的中頻匯流環(huán)有接觸式中頻匯流環(huán)和耦合式中頻匯流環(huán)。
1)接觸式中頻匯流環(huán)
接觸式中頻匯流環(huán)就是用普通的柱式匯流環(huán)與屏蔽電纜連接，組成一個(gè)同軸線性匯流環(huán)。一個(gè)環(huán)連接中心導(dǎo)體，中心導(dǎo)體的兩邊都有屏蔽環(huán)并構(gòu)成“u”形屏蔽層，這種匯流環(huán)的截面與外殼一起構(gòu)成一圈近似封閉的屏蔽層，實(shí)質(zhì)上就是矩形同軸導(dǎo)體。決定匯流環(huán)的截至頻率的因素與同軸線相同，因而同軸線可以傳輸?shù)男盘?，這種接觸式中頻匯流環(huán)也可以傳輸。
接觸式中頻匯流環(huán)傳輸信號的頻率寬，可以從幾兆赫到幾百兆赫，其傳輸信號的電壓駐波比決定于匯流環(huán)的直徑、傳輸信號的頻率、內(nèi)外導(dǎo)體直徑之比和絕緣材料的介電常數(shù)。
2）非接觸式中頻匯流環(huán)
非接觸式中頻匯流環(huán)是通過電容耦合來傳輸信號的，亦稱電容式中頻匯流環(huán)，中心道題為環(huán)狀，用絕緣體支撐在屏蔽層內(nèi)，在固定部分與轉(zhuǎn)動(dòng)部分之間有一個(gè)空隙，互不接觸，中頻信號是通過電容耦合來傳輸?shù)摹?br />
非接觸式中頻匯流環(huán)傳輸信號的頻率較窄，但由于采用非接觸形式，不但沒有附加的方位摩擦力矩，而且在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中信號穩(wěn)定，工作可靠，壽命長，在機(jī)械上可以密封，不易污染，不需要經(jīng)常維修。
3. 微波旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)
微波旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)是通過電磁耦合來傳遞能量或信息。
4. 光纖匯流環(huán)
近年來，隨著光纖技術(shù)在我國軍事領(lǐng)域的運(yùn)用迅速擴(kuò)大，光纖通信技術(shù)在雷達(dá)領(lǐng)域的應(yīng)用更加廣泛，對動(dòng)態(tài)連接的光纖滑環(huán)的需求日益迫切。
光纖匯流環(huán)又稱光纖旋轉(zhuǎn)接頭，它是一種能在旋轉(zhuǎn)部分與靜止部分之間的一根或幾根光纖上傳輸光信號的無源器件，與普通傳輸電信號的電滑環(huán)相比，它具有帶寬大，噪聲小，串?dāng)_低，無電磁干擾，尺寸小，質(zhì)量輕等優(yōu)點(diǎn)。
lpfo光纖匯流環(huán)按照使用光纖分為單模光纖匯流環(huán)和多模光纖匯流環(huán)；按照旋轉(zhuǎn)方式分為同軸光纖匯流環(huán)和偏軸光纖匯流環(huán)；按照光學(xué)結(jié)構(gòu)分為單通道光纖匯流環(huán)和多通道光纖匯流環(huán)。
