CN101291009A - 多路微波开关系统及其实现方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种微波开关，更具体地是指一种多路微波开关系统及其实现方法，它按拓扑原理组合，首个电子开关的RF输入端通过一段传输线，与高频连接头相接、两个输出端RF1、RF2分别通过一段传输线与第二、第三电子开关的RF输入端相接，以此类推，最后多个电子开关的两个输出端RF传输线，与高频连接头相接，电子开关有两个控制端A、B，通过A、B二端的电平高低来切换通道，本发明适用于各种RF射频和微波开关系统，也适用于RF射频通信系统，具有反应快、损耗小、隔离高、操作方便等特点。
Description
技术领域：
本发明涉及一种微波开关，更具体地是指一种多路微波开关系统及其实现方法，它包括电子开关、高频连接头、PCB板、外壳等组成，电子开关按拓扑原理组合，首个电子开关的RF输入端通过一段特性阻抗为50′Ω的传输线，与高频连接头相接、电子开关的两个输出端RF1、RF2分别通过一段特性阻抗为50′Ω的传输线与第二、第三电子开关的RF输入端相接，以此类推，最后多个电子开关的两个输出端RF通过一段特性阻抗为50′Ω的传输线，与高频连接头相接，所有的传输线中间是可连的，也可以有间隙，有间隙间装有合电容，所有的电子开关有两个电源控制端A、B，通过A、B二端的电平高低来切换通道，本发明适用于各种具有RF射频和微波开关系统的装置，也适用于RF射频通信系统，具有反应快、损耗小、隔离高、操作方便等特点。
背景技术：
目前市场上能够看到的微波开关大多是机械结构，结构复杂，操作方便，切换通道亦少，且重量重；虽然近来也有人采用PIN二极管来做多路微波开关，如ZL200410052278.X(微波开关及功率放大器热备份与互助系统及实现方法)，但应用了许多功率分配器，这样使结构复杂，频率范围小。在现代RF射频和微波测量仪器日趋宽频带的今天，已经很难适应，为此我们开发设计了一种新的多路微波开关系统。以适应现代RF射频和微波测量及射频和微波通信系统的要求。
发明内容：
本发明的目的是提供一种多路微波开关系统及其实现方法，它能够结构紧凑轻巧，操作方便。
为达到上述目的，本发明实现多路微波开关系统的方法的步骤如下：
首个电子开关的RF输入端通过一段特性阻抗为50′Ω的传输线，与高频连接头相接；
电子开关的两个输出端RF1、RF2分别通过一段特性阻抗为50′Ω的传输线与第二、第三电子开关的RF输入端相接；
以此类推，最后多个电子开关的两个输出端RF通过一段特性阻抗为50′Ω的传输线，与高频连接头相接；
为达到制造一种多路微波开关系统的目的，该系统包括电子开关、高频连接头、PCB板、串心电容、外壳所组成，其中PCB板安装在壳体内；多个高频连接头安装在壳体上，内导体与PCB板上微带线相连接；n个电子开关，焊接在PCB板的相应位置上；2n+2穿心电容安装在外壳体上，并与基板对应孔焊接相连，其中2n个穿心电容对应于n个电子开关的电源控制端A、B，2个穿心电容与基板地相连；形成2n个电源控端。
电子开关按拓扑原理组合，首个电子开关的RF输入端通过一段特性阻抗为50′Ω的传输线，与高频连接头相接、电子开关的两个输出端RF1、RF2分别通过一段特性阻抗为50′Ω的传输线与高频连接头相接，则成为一刀双掷开关；或与第二、第三电子开关的RF输入端相接，当第二、第三电子开关的RF的四个输出端，分别通过一段特性阻抗为50′Ω的传输线，与高频连接头相接时，就成为一刀四掷开关，反之，如果将第二、第三电子开关的RF的四个输出端的高频连接头作为RF输入端，第一个电子开关的RF输入端作为RF输出端时，就成为一个四选一开关；如果在第二、第三电子开关的RF的四个输出端，再通过一段特性阻抗为50′Ω的传输线，与第四、第五、第六、第七电子开关的RF输入端相接，第四、第五、第六、第七电子开关的RF的八个输出端，再通过一段特性阻抗为50′Ω的传输线与高频连接头相接时，就成为一刀八掷开关；同理反之，就成为一个八选一开关，以此类推。
当然，任何事有个限，由于电子开关存在插入损耗，多级应用时要加放大补偿；在所有的传输线中间是可连的，也可以有间隙，在有间隙间装有合电容；所有的电子开关有两个电源控制端A、B，通过A、B二端的电平高低来切换通道。在本发明中，电子开关均采用HMC194MS8，它是一个GaAsIC电路，有1-8八个引出端，其中3端为RF输入端，5，8端为RF输出端，1，2端为电源控制端，即为A、B端，通过A、B二端的电平高低来切换通道，当A为低电平B为高电平时，(即A＝0，B＝1)5，端有RF输出；当A为高电平B为低电平时，(即A＝1，B＝0)，8端有RF输出；6，7端为接地端，4端空脚，电源通过串心电容引入，电压为3-7V。当为多路开关系统时，电源控制端可采用编码方式控制。
附图说明：
附图1为本发明单刀双掷开关示意图
附图2为本发明单刀双掷开关电原理图
附图3为本发明一刀八掷或八选一开关电原理图
附图4为本发明一刀八掷或八选一开关外壳结构示意图
在图1中1.1基板、1.2微带线、1.3高频连接头、1.4耦合电容、1.5外壳、1.6电子开关，
在图4中4.1高频连接头、4.2外壳、4.3串心电容，
具体实施方式：
本发明包括电子开关、高频连接头、PCB板、外壳等组成，电子开关按拓扑原理组合，可组合成各种形式的多路微波开关，通过电子开关的电源控制端的电平高低来切换通道，
实施例1：单刀双掷开关
参考附图1，这是一个单刀双掷微波开关，它由内部的1.1基板、
1.2微带线1.4耦合电容、1.6电子开关和安装基板的外壳体1.5、壳体盖板及安装在壳体上的高频连接头1.3组成，基板采用1.6mm厚的聚四氟乙烯板，做成PCB板，微带线的特性阻抗为50′Ω，基板安装在壳体内，高频连接头安装在壳体上，内导体与PCB板上微带线相连接，电子开关采用HMC194MS8，将它焊接在PCB板的相应位置上，在壳体上还安装有电子开关的电源控制端插座。
实施例2：一刀八掷或八选一微波开关
参考附图2.3.4，这是一个八选一微波开关，它是按拓扑原理组合而成，第一个电子开关的RF输入端通过一段特性阻抗为50′Ω的传输线，与高频连接头相接、电子开关的两个输出端RF1、RF2分别通过一段特性阻抗为50g的传输线与第二、第三电子开关的RF输入端相接，第二、第三电子开关的RF的四个输出端，再通过一段特性阻抗为50′Ω的传输线，与第四、第五、第六、第七电子开关的RF输入端相接，第四、第五、第六、第七电子开关的RF的八个输出端，再通过一段特性阻抗为50′Ω的传输线与高频连接头相接时，就成为一刀八掷开关；反之就成为一个八选一开关，在所有的传输线中，中间可以有间隙的，在间隙间装有耦合电容；所有的电子开关有两个电源控制端A、B，通过A、B二端的电平高低来切换通道；
同样，此微波开关由内部的PCB板(基板)、电子开关和安装基板的外壳体、壳体盖板及安装在壳体上的高频连接头组成，基板采用0.4mm厚的玻纤板做成PCB板，微带线的特性阻抗为50′Ω，基板安装在壳体内，多(9)个高频连接头安装在壳体上，内导体与基板上微带线相连接，n(7)个电子开关均采用HMC194MS8，将它焊接在PCB板的相应位置上，2n+2(16)个串心电容安装在外壳体上，并与基板对应孔焊接相连，其中2n(14)个串心电容对应于n(7)个电子开关的电源控制端A、B，2个串心电容与基板地相连，2n(14)个电源控制端采用编码方式控制。在所有的50′Ω微带传输线中，可以是连续的，也可以中间有间隙的，在间隙间装有耦合电容，电容容量是根据微波开关的最低工作频率f决定的，多(9)个高频连接头采用SMA接头。
本实施例的外形尺寸为53*43*18mm，具有体积小，重量轻；其电气性能经实测：
工作频率：DC-3000MHZ；
插入损耗≤1.5dB
隔离度≥30dB
由此可见：本发明具有体积小，重量轻，反应快、频带宽、损耗小、隔离高、操作方便等特点，适用于各种具有RF射频和微波开关系统的装置，也适用于RF射频通信系统。
Claims (7)
1.一种实现多路微波开关系统的方法，其特征在于：其方法的步骤如下：
首个电子开关的RF输入端通过一段特性阻抗为50′Ω的传输线，与高频连接头相接；
电子开关的两个输出端RF1、RF2分别通过一段特性阻抗为50′Ω的传输线与第二、第三电子开关的RF输入端相接；
以此类推，最后多个电子开关的两个输出端RF通过一段特性阻抗为50′Ω的传输线，与高频连接头相接；
所有的电子开关有两个电源控制端A、B，通过A、B二端的电平高低来切换通道。
2.根据权利要求1所述的实现多路微波开关系统的方法，其特征在于：如果将多路微波开关的RF的输出端的高频连接头作为RF输入端，第一个电子开关的RF输入端作为RF输出端时，则就成为一个多路选一开关，即可正反向使用。
3.根据权利要求1所述的实现多路微波开关系统的方法，其特征在于：所述的一段特性阻抗为50′Ω的传输线，中间是可以连的，也可以有间隙，有间隙时，间隙间装有耦合电容。
4.根据权利要求1实现的方法制造的多路微波开关系统，其特征在于：系统包括电子开关、高频连接头、PCB板、串心电容、外壳所组成，其中PCB板安装在壳体内；多个高频连接头安装在壳体上，内导体与PCB板上微带线相连接；n个电子开关，焊接在PCB板的相应位置上；2n+2穿心电容安装在外壳体上，并与基板对应孔焊接相连，其中2n个穿心电容对应于n个电子开关的电源控制端A、B，2个穿心电容与基板地相连；形成2n个电源控端。
5.根据权利要求4所述的多路微波开关系统，其特征在于：所述n个电子开关均采用HMC194MS8。
6.根据权利要求4所述的多路微波开关系统，其特征在于：所述2n个电源控制端采用编码方式控制。
7.根据权利要求4所述的多路微波开关系统，其特征在于：所述的高频连接头采用SMA接头。
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| CNA2007100394997A CN101291009A (zh) | 2007-04-16 | 2007-04-16 | 多路微波开关系统及其实现方法 |
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|---|---|---|---|---|
| CN101877599A (zh) * | 2009-04-30 | 2010-11-03 | 株式会社村田制作所 | 高频组合元器件 |
| CN105119028A (zh) * | 2015-07-14 | 2015-12-02 | 西安空间无线电技术研究所 | 一种微波开关矩阵实现的卫星带宽可切换交链转发器 |
| CN104620120B (zh) * | 2012-05-02 | 2017-11-28 | 美国国家仪器有限公司 | 基于mems的开关系统 |
| CN113540737A (zh) * | 2021-07-02 | 2021-10-22 | 中国船舶重工集团公司第七二四研究所 | 一种2x2单元横向/纵向可切换微波合成网络 |
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2007
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