В большинстве контактных колец с отверстиями в качестве формы электрического соединения используется контакт трения. Это безопасно, надежно и позволяет удовлетворить потребности заказчиков в количестве каналов. Представленные на рынке контактные кольца, как правило, используют именно эту форму контакта. Другие варианты, такие как ртутный контакт, инфракрасная передача, беспроводная передача и т. д., в настоящее время не являются основными продуктами, поскольку дисковые контактные кольца, производимые таким способом, все еще имеют множество ограничений, таких как проблема утечки ртутного контакта, сложность производства более 8 каналов и высокая себестоимость производства. Инфракрасная и беспроводная передача имеют проблемы с помехами сигнала, и передача сильноточных силовых каналов таким способом невозможна.
В зависимости от частоты передаваемого сигнала, контактные кольца можно разделить на низкочастотные, среднечастотные и высокочастотные. Обычно под контактными кольцами подразумевают только первые два типа. Электрические характеристики контактных колец включают: сопротивление изоляции, контактное сопротивление, диэлектрическую прочность и перекрестные помехи. Для среднечастотных контактных колец, из-за высокой частоты, необходимо также учитывать экранирование, согласование импеданса, шумовое напряжение и т.д. С точки зрения конструктивного проектирования, в первую очередь необходимо обеспечить надежный контакт, чтобы все линии были непрерывно соединены. Поэтому требуется хорошая электропроводность материала, используемого для щеток, соответствующее давление на контактное кольцо, малый эксцентриситет и вибрация контактного кольца, хорошая износостойкость, малый момент трения и простота обслуживания.
1) Низкочастотное контактное кольцо: узел контактного кольца, использующий скользящий контакт для передачи низкочастотных сигналов и энергии. Распространенными контактными кольцами являются цилиндрические и дифференциальные. Проводящие кольца цилиндрических контактных колец делятся на плоские и V-образные. Материалами проводящих колец обычно являются медь, латунь, монетное серебро и золото. Щетки представляют собой палладиевые, золотые сплавы или позолоченные проволочные щетки, а также медно-графитовые композитные щетки. Если количество контактных колец велико, цилиндрическое контактное кольцо состоит из двух комплектов верхних и нижних щеток и дифференциального адаптера, но его осевые размеры велики. Использование дифференциальных контактных колец позволяет значительно уменьшить осевые размеры, объем и вес. Дифференциальное контактное кольцо состоит из двух комплектов верхних и нижних щеток и дифференциального адаптера. Верхняя щетка вращается вместе с азимутом антенны, в то время как нижняя щетка неподвижна. На пластине дифференциального адаптера расположены два комплекта верхних и нижних контактных элементов. Соответствующие контактные элементы соединены проводами, а дифференциальный механизм используется для обеспечения скорости вращения, равной половине скорости вращения по азимуту. При вращении антенны ток, протекающий через каждую нижнюю щетку, проходит через одну или две цепи контактных элементов на дифференциальном поворотном столе и выходит через соответствующую верхнюю щетку, обеспечивая постоянное соединение между неподвижной и вращающейся частями. Износ скользящих контактных колец может вызвать короткое замыкание между ними. Поэтому конструкция должна обеспечивать легкость очистки, и обычно используется комбинированная конструкция для облегчения ремонта или замены компонентов на месте.
2) Контактное кольцо промежуточной частоты: узел контактного кольца, используемый для передачи радиолокационных сигналов и энергии промежуточной частоты (десятки мегагерц). Это контактное кольцо имеет более высокую частоту и требует экранирования. Для передачи сигналов ниже 12 МГц также могут использоваться обычные высокоскоростные контактные кольца. Одно кольцо соединено с центральным проводником, а другое — с внешним слоем кабеля в качестве экранирующего кольца. Коаксиальные экранированные контактные кольца обычно используются для передачи сигналов выше 12 МГц. Поперечное сечение этого контактного кольца имеет канавочную форму и представляет собой, по сути, прямоугольный коаксиальный проводник. Существует также емкостное контактное кольцо промежуточной частоты, центральный проводник которого имеет кольцевую форму, поддерживается изоляционной прокладкой в экранирующем слое, между вращающейся и неподвижной частями имеется зазор, и они не соприкасаются друг с другом, а сигнал промежуточной частоты передается через емкость. В случае ограниченного диапазона вращения антенны вместо контактного кольца может использоваться устройство для намотки кабеля.
Дата публикации: 13 августа 2024 г.