Ingiant中周波スリップリング式ビデオシステムは広く応用されています
1. 製品概要
この文書では、回転インターフェースを介してRF信号を連続的に伝送するために設計された、非標準のカスタム設計高周波回転ジョイントについて説明します。このデバイスは、1～5.25GHzの周波数範囲で3つの独立した50Ωチャネルをサポートしており、レーダー、衛星通信、電子戦試験台、アンテナ位置決めシステム、マイクロ波測定ターンテーブルなどに適しています。
電力や低周波信号を伝送する従来のスリップリングとは異なり、この回転ジョイントは、挿入損失、VSWR、アイソレーション、位相安定性など、信号の完全性を360°連続回転中も維持します。ケーブルのねじれ、曲げ疲労、信号途絶を起こすことなく、静止プラットフォームと回転プラットフォーム間のRF性能を維持するという、根本的なエンジニアリング上の課題を解決します。
2. パラメータ表を完成させる
| パラメータ | チャンネル1 | チャンネル2 | チャンネル3 |
|---|---|---|---|
| コネクタタイプ | SMA-F（50Ω） | SMA-F（50Ω） | SMA-F（50Ω） |
| 周波数範囲 | 1～5.25GHz | 1～5.25GHz | 1～5.25GHz |
| 平均出力（最大） | 10W | 10W | 10W |
| VSWR（最大） | 1.5 dB | 1.6 dB | 1.6 dB |
| VSWR変動（最大） | 0.1 dB | 0.2 dB | 0.2 dB |
| 挿入損失（最大） | 1 dB | 1.2 dB | 1.2 dB |
| 挿入損失変動（最大） | 0.3 dB | 0.15 dB | 0.3 dB |
| 隔離（分） | 50 dB | 50 dB | 50 dB |
| 位相安定性（最大） | ±4° | ±2° | ±2° |
機械的および環境的パラメータ
| パラメータ | 価値 |
|---|---|
| 最大回転速度 | 30回転/分 |
| 動作寿命（分） | 500万回転 |
| トルク（最大） | 室温時：0.6 N・m |
| 動作温度 | -40℃～+70℃ |
| 保管温度 | -50℃～+85℃ |
| 相対湿度（最大） | 95% |
| IPレーティング | IP51 |
| ハウジング材 | アルミニウム合金 |
| 表面仕上げ | 導電性酸化 |
3. 主要パラメータの工学的解釈
3.1 周波数範囲：1～5.25GHz
この周波数帯は、Lバンド（1～2GHz）、Sバンド（2～4GHz）、およびCバンドの下部（4～5.25GHz）をカバーします。代表的な用途は以下のとおりです。
- Lバンド：GPS、北斗衛星測位システム、IFF（敵味方識別装置）、航空管制レーダー
- Sバンド：気象レーダー、船舶搭載監視レーダー、衛星通信ダウンリンク
- Cバンド：衛星テレビのアップリンク、長距離マイクロ波リンクの一部
カスタムバージョンでは、周波数範囲をDCから18GHz、26.5GHz、または40GHzまで拡張したり、損失とVSWRを最適化するために帯域幅を狭めたりすることができます。
3.2 平均出力：チャンネルあたり10W
10Wの連続波（CW）定格は、室温における負荷整合条件下で適用されます。デューティサイクルの低いパルス信号（例えば、デューティサイクル1%のレーダー）の場合、ピーク電力は数百ワットに達する可能性があります。10Wを超えると熱管理が重要になり、放熱性能の向上や誘電体材料のアップグレードなどのカスタム設計変更により、より高い電力定格（50W、100W）に対応可能です。
3.3 VSWRとVSWR変動
| チャネル | VSWR（最大） | リターンロス（概算） | 反射電力（概算） |
|---|---|---|---|
| CH1 | 1.5 dB | 14.0 dB | 4.0% |
| CH2/CH3 | 1.6 dB | 12.7 dB | 5.3% |
VSWRが1.5であれば、マルチオクターブ帯域幅における回転ジョイントとして優れた値とみなされます。VSWRの変化は、回転中にインピーダンス整合がどのように変化するかを示します。チャンネル1は±0.1dBの変動を実現しており、これは非常に厳しい許容範囲であり、優れた機械的同心度と接触安定性を示しています。
3.4 挿入損失と損失変動
挿入損失は3つの要素から構成されます。
- 導体損失（中心導体および外側シールドにおける表皮効果）
- 誘電損失（PTFEまたはその他のマイクロ波基板）
- 接触損失（回転界面抵抗）
チャンネル1：最大損失1dB、変動±0.3dB
チャンネル2：最大損失1.2dB、変動範囲±0.15dB
動的システムにおいては、絶対損失よりも変動値の方が重要となる場合が多い。例えば、0.15 dBの変動は、1回転における信号振幅の±1.7%の変化に相当する。これは、自動利得制御ループや単純な検出器など、振幅ベースのシステムのほとんどにとって無視できる程度である。
3.5 遮音性：50 dB以上
アイソレーションは任意の2つのチャンネル間で測定されます。50 dB以上の場合、チャンネル1からチャンネル2への（またはその逆の）漏洩によって、10Wの信号が0.1 mWまで減衰されます。このレベルにより、以下のことが保証されます。
- 全二重システムにおける送受信分離
- 局部発振器の漏れを最小限に抑える
- マルチキャリア環境における相互変調積の低減
3.6 位相安定性：±2°～±4°
位相安定性は、以下のようなコヒーレントシステムにとって、おそらく最も重要な動的仕様であると言えるでしょう。
- フェーズドアレイ校正ループ
- 干渉法による方向探知
- モノパルス追跡レーダー
- 合成開口レーダー（SAR）
- コヒーレント検出受信機
5.25 GHzでは、±2°の位相変化は、物理的な経路長の変動にほぼ相当します。
ΔL = (Δφ / 360°) × λ = (2/360) × (299.8 / 5.25) ≒ 0.32 mm
±2°の安定性を実現するには、ベアリングのラジアル振れが0.02mm以下であることと、精密に研磨された接触面が必要であり、これは厳格な製造と品質管理の証である。
3.7 機械的パラメータの説明
回転速度：最大30回転/分
アンテナ回転装置、試験用ターンテーブル、レーダー台座、低速走査センサーなどに適しています。特注ベアリングと動的バランス調整により、より高速（最大300 RPM）での回転も可能です。
動作寿命：最低500万回転
30 RPMの連続運転では、これは115日間の連続回転に相当します。一般的な断続使用（例えば、1日1時間、10 RPM）の場合、耐用年数は80年を超え、製品の実用寿命をはるかに上回ります。
トルク：室温で≤0.6 N·m
低トルクは駆動モーターへの負荷を軽減し、小型または高精度な位置決めステージでの使用を可能にし、摩擦による発熱を最小限に抑えます。トルクは、グリース粘度の変化により、極端な温度条件下で増加します。
温度範囲：-40℃～+70℃（動作時）
本製品は、軍用規格（MIL-STD-810）および産業用屋外機器の要件を満たしています。低温動作は幅広い潤滑剤によって実現され、高温性能は変形を防ぐために誘電体材料の慎重な選択によって確保されます。
IP51規格
- IP5：防塵性能（粉塵の侵入を最小限に抑え、有害な物質の付着を防ぎます）
- IP1：垂直方向からの滴下水に対する保護性能
この等級は、屋内環境、屋根付きの屋外筐体、および機器ラックに適しています。屋外、船舶、または砂漠環境向けには、より高い等級（IP65、IP67）が用意されています。
材質：導電性酸化膜付きアルミニウム合金
アルミニウムは、軽量性（回転部品にとって重要）、優れた熱伝導性（10W負荷からの放熱に不可欠）、そして優れた加工性を備えています。導電性酸化処理により、RF接地のための表面導電性が確保されるとともに、基本的な耐食性も提供されます。
4. 代表的な用途
4.1 地上レーダーシステム
固定式送受信機と回転式アンテナアレイの間で使用されます。3つのチャンネルで同時送受信および校正ループをサポートします。
4.2 衛星通信アンテナ台座
衛星追跡を継続的に行う際に、RFリンクの完全性を維持します。位相安定性は、変調誤り率（MER）およびビット誤り率（BER）に直接影響します。
4.3 電子戦（EW）試験ベンチ
回転する脅威発信器シミュレーターでは、到来角（AOA）シミュレーションのために、複数のチャネルにわたって安定した位相と振幅が必要となる。
4.4 マイクロ波医療機器
回転式イメージングヘッドや治療ヘッド（例えば、マイクロ波温熱療法システム）には、ケーブルの疲労を起こさずに信頼性の高いRF伝送が必要となる。
4.5 工業用マイクロ波加熱
回転ジョイントを用いることで、電子レンジや乾燥システムにおいて材料を連続的に処理することが可能になる。
4.6 試験・測定用ターンテーブル
アンテナパターン測定チャンバーは、回転ジョイントを使用して、回転中の被試験アンテナ（AUT）に給電します。
5. 非標準カスタマイズ機能
本製品は、お客様のご要望に合わせてカスタマイズ可能なプラットフォームとして設計されています。以下のパラメータは、お客様のご要望に応じて変更可能です。
| カスタマイズ面 | 利用可能なオプション |
|---|---|
| チャンネル数 | 1～8（直径が大きくなるにつれてそれ以上） |
| 周波数範囲 | DC～18GHz、DC～26.5GHz、DC～40GHz、またはカスタムバンド |
| コネクタタイプ | N型、TNC、BNC、2.92mm（K）、2.4mm、SMP、SSMA |
| 電力定格 | 50W、100W、200W（熱設計付き） |
| 回転速度 | 最大回転数300RPM（精密ベアリング） |
| 環境保護 | IP65、IP67、耐塩水噴霧性、耐カビ性 |
| ハウジング材 | ステンレス鋼、真鍮、銅合金 |
| 表面仕上げ | ニッケルメッキ、銀メッキ、金メッキ |
| 取付フランジ | カスタムボルトパターン、パイロット径、回転防止機能 |
| 位相追跡 | 複数のユニット間で位相と回転を一致させる |
6. 品質保証と厳格なテスト
すべての回転継手は、出荷前に多段階の品質検査プロセスを経ます。
6.1 RF性能テスト（全ユニット）
- VSWRと挿入損失は、全周波数範囲（1～5.25GHz）にわたって101点で測定された。
- すべてのチャネルペア間で測定されたアイソレーション
- すべての試験は、静的条件と動的条件（30 RPMで回転）の両方で実施されました。
6.2 位相安定性測定
- 10回の連続回転にわたって記録された位相変化
- データは1°間隔で記録されます（チャンネルあたり3600ポイント）。
6.3 機械的試験
- トルクは-40℃、+25℃、および+70℃で測定された。
- 回転界面で測定された振れ
- ライフサイクルサンプル試験：500万回転の耐久試験のために無作為に選ばれたユニット
6.4 環境ストレススクリーニング（サンプルベース）
- 温度サイクル：-50℃～+85℃、10サイクル、2時間保持
- 湿熱：+40℃で相対湿度95％、48時間
- 振動：5g RMS、10～500Hz、MIL-STD-810準拠
7．このロータリージョイントを選ぶ理由
- 既成概念にとらわれない柔軟性 – 既成の妥協案に縛られることはありません。お客様のシステムに合わせて当社が対応します。その逆ではありません。
- 厳格な品質管理 – すべての仕様が検証されます。統計的な「代表値」は使用しません。各製品にはテストレポートが同梱されます。
- 長寿命 – 最低500万回転により、一般的な回転用途において数十年にわたる使用が保証されます。
- この価格帯で、3チャンネル全体で±2°という位相安定性を実現しているのは稀です。
- 技術サポート – エンジニアリングチームが、システム統合支援、3Dモデル作成、およびカスタム図面の承認を提供します。
