विशाल मध्यम वारंवारता स्लिप-रिंग व्यापकपणे वापरल्या जाणाऱ्या व्हिडिओ प्रणाली

१. उत्पादनाचा आढावा

या दस्तऐवजात फिरत्या इंटरफेसवरून RF सिग्नलच्या अखंड प्रसारणासाठी डिझाइन केलेल्या एका गैर-मानक, विशेष-अभियांत्रिकी उच्च-फ्रिक्वेन्सी रोटरी जॉइंटचे वर्णन केले आहे. हे उपकरण 1–5.25GHz फ्रिक्वेन्सी रेंजवर तीन स्वतंत्र 50Ω चॅनेलला समर्थन देते, ज्यामुळे ते रडार, उपग्रह संचार, इलेक्ट्रॉनिक युद्ध चाचणी बेंच, अँटेना पोझिशनिंग सिस्टीम आणि मायक्रोवेव्ह मापन टर्नटेबलसाठी उपयुक्त ठरते.

पॉवर किंवा कमी-फ्रिक्वेन्सी सिग्नल प्रसारित करणाऱ्या पारंपरिक स्लिप रिंग्सच्या विपरीत, हा रोटरी जॉइंट सतत ३६०° फिरताना इन्सर्शन लॉस, VSWR, आयसोलेशन आणि फेज स्टॅबिलिटीसह सिग्नलची अखंडता टिकवून ठेवतो. केबलला पीळ न पडू देता, वाकण्यामुळे येणारा थकवा न येऊ देता किंवा सिग्नलमध्ये व्यत्यय न आणता, स्थिर आणि फिरत्या प्लॅटफॉर्ममध्ये RF कार्यक्षमता टिकवून ठेवण्याचे मूलभूत अभियांत्रिकी आव्हान तो पार पाडतो.

२. संपूर्ण पॅरामीटर सारणी

यांत्रिक आणि पर्यावरणीय मापदंड

३. प्रमुख मापदंडांचे अभियांत्रिकी विश्लेषण

३.१ वारंवारता श्रेणी: १ – ५.२५ गिगाहर्ट्झ

या श्रेणीमध्ये एल-बँड (१-२ गिगाहर्ट्झ), एस-बँड (२-४ गिगाहर्ट्झ) आणि सी-बँडचा खालचा भाग (४-५.२५ गिगाहर्ट्झ) समाविष्ट आहे. ठराविक उपयोगांमध्ये यांचा समावेश होतो:

• एल-बँड: जीपीएस, बेईडू, आयएफएफ (मित्र की शत्रू ओळख), हवाई वाहतूक नियंत्रण रडार
• एस-बँड: हवामान रडार, जहाजावरील निगराणी रडार, उपग्रह संचार डाउनलिंक्स
• सी-बँड: काही सॅटेलाइट टीव्ही अपलिंक्स, लांब पल्ल्याच्या मायक्रोवेव्ह लिंक्स

सानुकूलित आवृत्त्या फ्रिक्वेन्सी कव्हरेज DC पासून 18 GHz, 26.5 GHz, किंवा 40 GHz पर्यंत वाढवू शकतात, किंवा लॉस आणि VSWR ऑप्टिमाइझ करण्यासाठी बँड अरुंद करू शकतात.

३.२ सरासरी पॉवर: १० वॅट प्रति चॅनल

१० वॅटचे कंटीन्युअस वेव्ह (CW) रेटिंग सामान्य तापमानावर मॅच्ड लोडच्या परिस्थितीत लागू होते. कमी ड्युटी सायकल असलेल्या पल्स्ड सिग्नल्ससाठी (उदा., १% ड्युटी सायकल असलेले रडार), पीक पॉवर अनेकशे वॅटपर्यंत पोहोचू शकते. १० वॅटपेक्षा जास्त पॉवरसाठी थर्मल मॅनेजमेंट अत्यंत महत्त्वाचे ठरते, आणि सुधारित हीट सिंकिंग व डायलेक्ट्रिक मटेरियल अपग्रेड्ससह कस्टम डिझाइनमधील बदलांद्वारे उच्च पॉवर रेटिंग्ज (५० वॅट, १०० वॅट) उपलब्ध आहेत.

३.३ व्हीएसडब्ल्यूआर आणि व्हीएसडब्ल्यूआर भिन्नता

मल्टी-ऑक्टेव्ह बँडविड्थवर रोटरी जॉइंटसाठी १.५ चा VSWR उत्कृष्ट मानला जातो. VSWR मधील बदल हे दर्शवतो की फिरताना इम्पेडन्स मॅचिंगमध्ये कसा बदल होतो. चॅनल १ मध्ये ±०.१ dB चा बदल साधला जातो – ही एक अत्यंत कमी सहनशीलता आहे, जी अपवादात्मक यांत्रिक एककेंद्रता आणि संपर्क स्थिरता दर्शवते.

३.४ इन्सर्शन लॉस आणि लॉस व्हेरिएशन

इन्सर्शन लॉसमध्ये तीन घटक समाविष्ट आहेत:

• वाहक हानी (मध्य वाहक आणि बाह्य शील्डमधील स्किन इफेक्ट)
• डायलेक्ट्रिक लॉस (पीटीएफई किंवा इतर मायक्रोवेव्ह सबस्ट्रेट)
• संपर्क हानी (फिरत्या इंटरफेसचा प्रतिरोध)

चॅनल १: ±०.३ dB फरकासह कमाल १ dB घट
चॅनल २: ±०.१५ डीबी फरकासह १.२ डीबी कमाल घट

डायनॅमिक सिस्टीममध्ये, प्रत्यक्ष हानीपेक्षा फरकाचा आकडा अनेकदा अधिक महत्त्वाचा असतो. उदाहरणार्थ, 0.15 dB चा फरक म्हणजे एका पूर्ण रोटेशनमध्ये सिग्नल अॅम्प्लिट्यूडमध्ये ±1.7% बदल होतो – जो ऑटोमॅटिक गेन कंट्रोल लूप्स किंवा साध्या डिटेक्टर्ससारख्या बहुतेक अॅम्प्लिट्यूड-आधारित सिस्टीमसाठी नगण्य असतो.

३.५ विलगीकरण: ≥५० डीबी

आयसोलेशन कोणत्याही दोन चॅनेलमध्ये मोजले जाते. किमान ५० dB पातळीवर, चॅनेल १ मधून चॅनेल २ मध्ये (किंवा उलट) होणारी गळती १०W सिग्नलला ०.१ mW पर्यंत क्षीण करते. ही पातळी हे सुनिश्चित करते की:

• फुल-डुप्लेक्स सिस्टीममध्ये ट्रान्समिट-टू-रिसीव्ह आयसोलेशन
• किमान स्थानिक दोलक गळती
• बहु-वाहक वातावरणात कमी झालेले इंटरमॉड्युलेशन उत्पादने

३.६ प्रावस्था स्थिरता: ±२° ते ±४°

फेज स्थिरता ही कदाचित खालीलसारख्या सुसंगत प्रणालींसाठी सर्वात महत्त्वाची गतिशील वैशिष्ट्य आहे:

• फेज्ड अॅरे कॅलिब्रेशन लूप्स
• इंटरफेरोमेट्रिक दिशा शोधणे
• मोनोपल्स ट्रॅकिंग रडार
• सिंथेटिक ॲपर्चर रडार (एसएआर)
• सुसंगत शोधन रिसीव्हर्स

५.२५ GHz वर, ±२° कला बदलामुळे भौतिक मार्गाच्या लांबीमध्ये अंदाजे इतका बदल होतो:
ΔL = (Δφ / 360°) × λ = (2/360) × (299.8 / 5.25) ≈ 0.32 मिमी

±2° स्थिरता मिळवण्यासाठी बेअरिंगचा रेडियल रनआउट 0.02 मिमी पेक्षा कमी आणि अचूकपणे लॅप केलेले संपर्क पृष्ठभाग आवश्यक असतात – हे कठोर उत्पादन आणि गुणवत्ता नियंत्रणाचे द्योतक आहे.

३.७ यांत्रिक मापदंडांचे स्पष्टीकरण

फिरण्याचा वेग: कमाल ३० आरपीएम
अँटेना रोटेटर्स, टेस्ट टर्नटेबल्स, रडार पेडस्टल्स आणि स्लो-स्कॅनिंग सेन्सर्ससाठी उपयुक्त. कस्टम बेअरिंग्ज आणि डायनॅमिक बॅलन्सिंगद्वारे अधिक वेग (300 RPM पर्यंत) मिळवता येतो.

कार्यकाळ: किमान ५० लाख फेऱ्या
३० आरपीएमच्या सतत गतीने चालवल्यास, हे ११५ दिवसांच्या अविरत फिरण्याइतके आहे. सामान्यतः अधूनमधून वापरल्यास (उदा., दररोज १ तास १० आरपीएमने), याचे सेवा आयुष्य ८० वर्षांपेक्षा जास्त असते – जे उत्पादनाच्या व्यावहारिक सेवा आयुष्यापेक्षा खूपच अधिक आहे.

टॉर्क: सामान्य तापमानावर ≤०.६ न्यूटन·मीटर
कमी टॉर्कमुळे ड्राइव्ह मोटरवरील ताण कमी होतो, लहान किंवा उच्च-सुस्पष्टता असलेल्या पोझिशनिंग स्टेजसोबत वापर करणे शक्य होते आणि घर्षणातून निर्माण होणारी उष्णता कमी होते. ग्रीसच्या स्निग्धतेतील बदलांमुळे तापमानाच्या टोकाच्या परिस्थितीत टॉर्क वाढतो.

तापमान श्रेणी: -४०°से ते +७०°से (कार्यरत)
हे लष्करी दर्जाच्या (MIL-STD-810) आणि औद्योगिक बाह्य उपकरणांच्या आवश्यकता पूर्ण करते. विस्तृत श्रेणीतील स्नेहकांमुळे कमी तापमानात कार्य करणे शक्य होते; उच्च तापमानातील कामगिरीसाठी विरूपण टाळण्याकरिता डायलेक्ट्रिक पदार्थाची काळजीपूर्वक निवड करणे आवश्यक आहे.

आयपी५१ रेटिंग

• आयपी५: धुळीपासून संरक्षित (धुळीचा मर्यादित प्रवेश, हानिकारक थर जमा होत नाही)
• आयपी१: उभ्या ठिबकणाऱ्या पाण्यापासून संरक्षित

हे रेटिंग बंदिस्त जागा, संरक्षित बाह्य आवरण आणि उपकरणांच्या रॅकसाठी योग्य आहे. बाह्य, जहाजावरील किंवा वाळवंटी वातावरणासाठी उच्च रेटिंग (IP65, IP67) उपलब्ध आहेत.

सामग्री: वाहक ऑक्सिडेशनसह अॅल्युमिनियम मिश्रधातू
ॲल्युमिनियम हलके वजन (फिरणाऱ्या भागांसाठी अत्यंत महत्त्वाचे), चांगली औष्णिक वाहकता (१० वॅटच्या भारातून निर्माण होणारी उष्णता बाहेर टाकण्यासाठी) आणि उत्कृष्ट यंत्रणक्षमता प्रदान करते. प्रवाहकीय ऑक्सिडीकरणामुळे आरएफ ग्राउंडिंगसाठी पृष्ठभागाची विद्युत वाहकता सुनिश्चित होते, तसेच मूलभूत गंज-प्रतिरोधकताही मिळते.

४. ठराविक अनुप्रयोग

४.१ जमिनीवर आधारित रडार प्रणाली

स्थिर ट्रान्सीव्हर आणि फिरत्या अँटेना अॅरे दरम्यान वापरले जाते. तीन चॅनेल एकाच वेळी प्रसारण, ग्रहण आणि कॅलिब्रेशन लूपला समर्थन देतात.

४.२ उपग्रह संचार अँटेना पेडस्टल

सतत उपग्रह ट्रॅकिंग दरम्यान आरएफ लिंकची अखंडता राखते. फेज स्थिरतेचा थेट परिणाम मॉड्युलेशन एरर रेट (MER) आणि बिट एरर रेट (BER) वर होतो.

४.३ इलेक्ट्रॉनिक युद्ध (EW) चाचणी बेंच

फिरणाऱ्या धोका उत्सर्जक सिम्युलेटरना अँगल-ऑफ-अरायव्हल (AOA) सिम्युलेशनसाठी अनेक चॅनेलवर स्थिर फेज आणि अँप्लिट्यूडची आवश्यकता असते.

४.४ मायक्रोवेव्ह वैद्यकीय उपकरणे

फिरणाऱ्या इमेजिंग किंवा थेरपी हेड्सना (उदा., मायक्रोवेव्ह हायपरथर्मिया सिस्टीम्स) केबल थकल्याशिवाय विश्वसनीय RF वितरणाची आवश्यकता असते.

४.५ औद्योगिक मायक्रोवेव्ह हीटिंग

रोटरी जॉइंट्समुळे मायक्रोवेव्ह ओव्हन किंवा ड्रायिंग सिस्टीममध्ये पदार्थांवर अखंड प्रक्रिया करणे शक्य होते.

४.६ चाचणी आणि मापन टर्नटेबल्स

अँटेना पॅटर्न मापन कक्ष, चाचणी अंतर्गत असलेल्या अँटेनाला (AUT) फिरवत असताना फीड देण्यासाठी रोटरी जॉइंट्सचा वापर करतात.

५. गैर-मानक सानुकूलन क्षमता

हे उत्पादन विशेषतः कस्टम-इंजिनिअर्ड प्लॅटफॉर्म म्हणून डिझाइन केलेले आहे. ग्राहकांच्या गरजेनुसार खालील पॅरामीटर्समध्ये बदल केला जाऊ शकतो:

६. गुणवत्ता हमी आणि कठोर चाचणी

प्रत्येक रोटरी जॉइंट पाठवण्यापूर्वी बहु-स्तरीय पात्रता प्रक्रियेतून जातो:

६.१ आरएफ कार्यक्षमता चाचणी (१००% युनिट्सची)

• संपूर्ण फ्रिक्वेन्सी रेंजमध्ये (१–५.२५ GHz) १०१ बिंदूंवर VSWR आणि इन्सर्शन लॉसचे मापन केले.
• सर्व चॅनल जोड्यांमध्ये मोजलेले विलगीकरण
• सर्व चाचण्या स्थिर आणि गतिशील (३० RPM वेगाने फिरणाऱ्या) परिस्थितीत घेण्यात आल्या.

६.२ प्रावस्था स्थिरता मापन

• सलग १० आवर्तनांमध्ये नोंदवलेला कला बदल
• १° च्या अंतराने डेटा नोंदवला गेला (प्रत्येक चॅनेलसाठी ३६०० पॉइंट्स)

६.३ यांत्रिक चाचणी

• -४०°C, +२५°C, आणि +७०°C तापमानावर मोजलेले टॉर्क
• फिरत्या इंटरफेसवर मोजलेले रनआउट
• जीवनचक्र नमुना चाचणी: ५० लाख फेऱ्यांच्या सहनशक्ती चाचण्यांसाठी यादृच्छिकपणे निवडलेले एकक

६.४ पर्यावरणीय ताण तपासणी (नमुन्याच्या आधारावर)

• थर्मल सायकलिंग: -५०°C ते +८५°C, १० सायकल्स, २ तासांचा थांबा
• दमट उष्णता: +४०°C तापमानावर ९५% सापेक्ष आर्द्रता, ४८ तासांसाठी
• कंपन: ५ ग्रॅम आरएमएस, १०–५०० हर्ट्झ, एमआयएल-एसटीडी-८१० नुसार

७. हा रोटरी जॉइंट का निवडावा?

• अपारंपरिक लवचिकता – तुमच्यावर तयार असलेल्या तडजोडीची सक्ती केली जात नाही. आम्ही तुमच्या प्रणालीनुसार जुळवून घेतो, उलट नाही.
• कडक गुणवत्ता नियंत्रण – प्रत्येक विनिर्देशाची पडताळणी केली जाते. कोणतीही सांख्यिकीय “ठराविक” मूल्ये नाहीत. प्रत्येक युनिटसोबत चाचणी अहवाल पाठवला जातो.
• दीर्घ कार्यकाळ – किमान ५० लाख फेऱ्यांमुळे सामान्य फिरणाऱ्या उपयोगांमध्ये अनेक दशकांची सेवा सुनिश्चित होते.
• या किंमत-कार्यक्षमता पातळीवर, तीनही चॅनेलमध्ये ±2° ची फेज स्थिरता मिळणे दुर्मिळ आहे.
• तांत्रिक सहाय्य – अभियांत्रिकी संघ एकीकरणासाठी मदत, ३डी मॉडेल्स आणि सानुकूलित रेखाचित्रांना मंजुरी प्रदान करतो.