CN104022767A - 一种低互调自动切换开关 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种低互调自动切换开关，所述低互调自动切换开关包括：相对设置的第一连接板和第二连接板；设于第一连接板上呈阵列状排列的多个第一触头，多个第一触头包括偶数个信号输入触头以及数个信号输出触头；设于第二连接板上、可将各所述信号输入触头分别与各所述信号输出触头级联的多对第二触头，且每对所述第二触头中的两个第二触头之间导通；与第二连接板相连以驱动第二连接板相对第一连接板前后、左右、上下移动的三坐标驱动单元；以及与三坐标驱动单元信号连接、通过控制三坐标驱动单元使各所述信号输入触头通过多对第二触头分别与各所述信号输出触头级联的控制器。本发明适用于无源天线的互调测试。

Description

一种低互调自动切换开关

技术领域

本发明涉及无源互调测试技术领域，特别涉及一种低互调自动切换开关。

背景技术

在移动通信系统中，无源天线都会存在非线性互调失真，特别是在大功率、多信道通信系统中，产生的非线性互调失真信号会影响正常通信，因此对无源天线进行互调(无源互调)测试是十分必要的。

目前，无源天线主要包括宽频多端口和单频多端口两种形态，而用于对无源天线进行测试的互调仪通常同一频段只有两个输出通道，因此在对无源天线进行互调测试时，每测完无源天线的两个通道后需要操作人员进行人工换线，切换测试通道，然后操作人员返回测试岗位确认连线无误后启动下一通道测试；可见，对于有多个通道的被测无源天线，需要操作人员多次进行人工换线，严重影响了互调测试的效率。

虽然在现有技术中出现了一种利用多个二选一低互调开关组成的开关矩阵来连接互调仪和无源天线的各个端口，利用一次人工接线的方式来提高互调测试的效率。但组成开关矩阵的二选一低互调开关的可靠性差，且使用寿命短，如图1所示，二选一低互调开关采用电压保持型控制方式，当在A端时间电压(12V)，J0和J1导通，当在B端施加电压(12V)，J0和J2导通。不过，采用电压保持型控制方式，会产生较大的热量而加速开关老化，导致二选一低互调开关的使用寿命非常短，需要经常更换开关矩阵中损坏的二选一低互调开关，而更换二选一低互调开关的过程费时费力，因而，采用上述开关矩阵的方式也不能提高对无源天线的互调测试的效率。

发明内容

本发明提供了一种低互调自动切换开关，利用此开关连接互调仪和无源天线，可提高对无源天线的互调测试的效率。

第一方面，提供一种低互调自动切换开关，包括：

相对设置的第一连接板和第二连接板；

设于所述第一连接板面向所述第二连接板的面上且呈阵列状排列的多个第一触头，所述多个第一触头包括：可与至少一个互调仪的两个输出端一一对应连接的偶数个信号输入触头，且所述信号输入触头的数量大于等于两个，以及可与无源天线的数个输入端一一对应连接的数个信号输出触头；

设于所述第二连接板面向所述第一连接板的面上、可将各所述信号输入触头分别与各所述信号输出触头级联的多对第二触头，且每对所述第二触头中的两个第二触头之间导通；

与所述第二连接板相连以驱动所述第二连接板相对所述第一连接板前后、左右、上下移动的三坐标驱动单元；

以及与所述三坐标驱动单元信号连接的控制器，所述控制器通过所述三坐标驱动单元控制所述第二连接板相对所述第一连接板的位置，使各所述信号输入触头通过所述多对第二触头分别与各所述信号输出触头级联。

结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，所述第一触头的数量为六个，排列成两行三列，其中，位于中间列的两个第一触头为信号输入触头，余下两列的四个第一触头为信号输出触头；

相应的，所述第二触头的数量为四对八个，排列成两行四列，其中，第一行第一列的第二触头和第二行第一列的第二触头为一对，第一行第二列的第二触头和第二行第三列的第二触头为一对，第一行第三列的第二触头和第二行第二列的第二触头为一对，第一行第四列的第二触头和第二行第四列的第二触头为一对。

结合第一方面，在第二种可能的实现方式中，所述第一触头的数量为十二个，排列成三行四列，其中，位于中间行的四个第一触头为信号输入触头，余下两行的八个第一触头为信号输出触头；

相应的，所述第二触头的数量为四对八个，排列成四行五列，其中，第一行第一列的第二触头和第二行第一列的第二触头为一对，第一行第二列的第二触头和第二行第三列的第二触头为一对，第一行第三列的第二触头和第二行第二列的第二触头为一对，第一行第四列的第二触头和第二行第四列的第二触头为一对，第三行第一列的第二触头和第四行第三列的第二触头为一对，第三行第二列的第二触头和第四行第五列的第二触头为一对，第三行第三列的第二触头和第四行第一列的第二触头为一对，第三行第五列的第二触头和第四行第二列的第二触头为一对。

结合第一方面，在第三种可能的实现方式中，所述三坐标驱动单元包括：基台，位于所述基台上方用于带动所述第二连接板相对所述第一连接板左右移动的x方向驱动机构、用于带动所述第二连接板相对所述第一连接板前后移动y方向驱动机构和用于驱动所述第二连接板相对所述第一连接板上下移动z方向驱动机构；其中，

所述基台上设有x方向导轨，所述x方向导轨与所述第二连接板相对所述第一连接板左右移动的方向对应；

所述x方向驱动机构包括：滑动安装在所述x方向导轨上的第一支撑台，且所述第一支撑台的上表面设有y方向导轨，与所述第一支撑台传动连接以驱动所述第一支撑台沿x方向移动的第一电缸，以及用于检测所述第一支撑台相对所述基台的x方向位移量的第一位移传感器，且所述第一位移传感器和所述第一电缸分别与所述控制器信号连接；

所述y方向驱动机构包括：滑动安装在所述y方向导轨上的第二支撑台，与所述第二支撑台传动连接以驱动所述第二支撑台沿y方向移动的第二电缸，以及与用于检测所述第二支撑台相对所述基台的y方向位移量的第二位移传感器，且所述第二位移传感器和所述第二电缸分别与所述控制器信号连接；

所述z方向驱动机构包括：固定安装在所述第二支撑台上的气缸，所述气缸的活塞杆与所述第二连接板固定连接，以及用于检测所述第二连接板相对所述基台的z方向位移量的第三位移传感器，且所述第三位移传感器和所述气缸分别与所述控制器信号连接。

结合第一方面、第一种可能的实现方式、第二种可能的实现方式或第三种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，上述低互调自动切换开关还包括箱体，所述第一连接板、所述第二连接板和所述三坐标驱动单元位于所述箱体内，所述第一连接板与所述箱体的顶板固定连接，且所述箱体上设有与所述第一触头数量对应的多个导线孔。

当采用上述第一方面提供的低互调自动切换开关来连接无源天线和互调仪时，只需进行一次人工接线操作，且在互调测试时可以自动切换测试通道，与现有技术中在每测量完无源天线的两个通道后进行一次人工换线相比，或与现有技术中采用需要经常更换二选一低互调开关的开关矩阵相比，减少了人工换线时间和更换二选一低互调开关的时间，从而提高了对无源天线的互调测试的效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为现有技术中二选一低互调开关的工作原理图；

图2为本发明实施例提供的低互调自动切换开关的结构示意图；

图3为图2中设有多个第一触头的第一连接板的结构示意图；

图4为图2中设有多个第二触头的第二连接板的结构示意图；

图5为图1中多个第一触头的一种排布图；

图6为图1中多个第二触头的一种排布图；

图7为图1中多个第一触头的另一种排布图；

图8为图1中多个第二触头的另一种排布图。

附图标记：

1-第一连接板，          2-第一触头，

3-第二连接板，          4-第二触头，

5-三坐标驱动单元，         51-基台，

52-第一支撑台，            53-第一电缸，

54-第二支撑台，            55-气缸。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

为使本发明技术方案的优点更加清楚，下面结合附图和实施例对本发明作详细说明。

本发明实施例提供一种低互调自动切换开关，如图2、图3和图4所示，所述低互调自动切换开关包括：

相对设置的第一连接板1和第二连接板3；

设于第一连接板1面向第二连接板3的面上且呈阵列状排列的多个第一触头2，多个第一触头2包括：可与至少一个互调仪的两个输出端一一对应连接的偶数个信号输入触头，且信号输入触头的数量大于等于两个，以及可与无源天线的数个输入端一一对应连接的数个信号输出触头；

设于第二连接板3面向第一连接板1的面上、可将各信号输入触头分别与各信号输出触头级联的多对第二触头4，且每对第二触头4中的两个第二触头4之间导通；

与第二连接板3相连以驱动第二连接板3相对第一连接板1前后、左右、上下移动的三坐标驱动单元5；

以及与三坐标驱动单元5信号连接的控制器(图中未画出)，控制器通过三坐标驱动单元5控制第二连接板3相对第一连接板1的位置，使各信号输入触头通过多对第二触头4分别与各信号输出触头级联。

具体实施时，请参阅图5和图6，在上述实施例中，设于第一连接板1上的第一触头2的数量为六个，排列成两行三列，其中，位于中间列的两个第一触头B3和B4为信号输入触头，余下两列的四个第一触头B1、B2、B5和B6为信号输出触头。相应的，设于第二连接板3上第二触头4的数量为四对八个，排列成两行四列，其中，第一行第一列的第二触头A1和第二行第一列的第二触头A1为一对，第一行第二列的第二触头A2和第二行第三列的第二触头A2为一对，第一行第三列的第二触头A3和第二行第二列的第二触头A3为一对，第一行第四列的第二触头A4和第二行第四列的第二触头A4为一对；且没对第二触头4中的两个第二触头4通过导线连接导通。

继续参阅图2，三坐标驱动单元5包括：基台51，位于基台上方用于带动第二连接板3相对第一连接板1左右移动的x方向驱动机构、用于带动第二连接板3相对第一连接板1前后移动的y方向驱动机构和用于驱动第二连接板3相对所述第一连接板1上下移动的z方向驱动机构，其中，

基台51上设有x方向导轨，所述x方向导轨与第二连接板3相对第一连接板1左右移动的方向对应，

x方向驱动机构包括：滑动安装在x方向导轨上的第一支撑台52，且第一支撑台52的上表面设有y方向导轨，所述y方向导轨与第二连接板3相对第一连接板1前后移动的方向对应，与第一支撑台52传动连接以驱动第一支撑台51沿x方向移动的第一电缸53，以及用于检测第一支撑台52相对基台51的x方向位移量的第一位移传感器(图中未画出)，且第一位移传感器和第一电缸53分别与控制器信号连接；

y方向驱动机构包括：滑动安装在y方向导轨上的第二支撑台54，与第二支撑台54传动连接以驱动第二支撑台54沿y方向移动的第二电缸(图中未画出)，以及用于检测第二支撑台相对基台51的y方向位移量的第二位移传感器(图中未画出)，且第二位移传感器和第二电缸分别与控制器信号连接；

z方向驱动机构包括：固定安装在第二支撑台54上的气缸55，气缸55的活塞杆与第二连接板3固定连接，以及与用于检测第二连接板3相对基台51的z方向位移量的第三位移传感器(图中未画出)，且所述第三位移传感器和所述气缸分别与所述控制器信号连接。

当采用本发明实施例提供的低互调自动切换开关来接无源天线和至少一个互调仪时，操作人员可以在测试前通过导线将每个互调仪的两个输出端和第一连接板1上的两个信号输入触头连接，通过导线将无源天线的各输入端分别与第一连接板1上的各信号输出触头一一对应连接；测试时，控制器根据预设的控制程序以及第一位移传感器、第二位移传感器和、第三位移传感器所反馈的位置信息，通过三坐标驱动单元5控制第二连接板3相对第一连接板1的位置，使各信号输入触头通过多对第二触头4分别与各信号输出触头级联，即通过上述低互调自动切换开关可以自动切换测试通道，从而依次完成对无源天线的各通道的互调测试。

具体地，在上述实施例中，第一连接板1上的信号输入触头有两个，分别为信号输入触头B3和信号输入触头B4，分别与一个互调仪的两个输出端一一对应连接；信号输出触头有四个，分别为信号输出触头B1、信号输出触头B2、信号输出触头B5和信号输出触头B6，分别与无源天线的四个输入端一一对应连接。

继续参阅图3、图4、图5和图6，控制器根据预设的控制程序以及第一位移传感器、第二位移传感器和第三位移传感器所反馈的位置信息，通过第一电缸53、第二电缸以及气缸控制第二连接板3相对第一连接板1移动，当第二连接板3移动到设定位置后，两个第二触头A1分别与信号输入触头B4和信号输出触头B5对正连接，即利用两个第二触头A1使信号输入触头B4和信号输出触头B5级联，从而可以进行后续互调测试。

当需要通过两个第二触头A1将信号输入触头B4和信号输出触头B5级联切换至将信号输入触头B3和信号输出触头B6级联，控制器通过控制第二电缸使第二支撑台54向前移动，根据第二位移传感器反馈的位置信息，当两个第二触头A1分别与信号输入触头B3和信号输出触头B6对正时，第二电缸停止工作；控制器通过气缸55控制第二连接板3向第一连接板1移动，并根据第三位移传感器所反馈的位置信息，当两个第二触头A1分别与信号输入触头B3和信号输出触头B6接触后，气缸55停止工作，此时两个第二触头A1将信号输入触头B3和信号输出触头B6级联，从而达到自动切换通道的目的。

当需要从通过两个第二触头A1将信号输入触头B3和信号输出触头B6级联切换至通过两个第二触头A2将信号输入触头B3和信号输出触头B1级联、通过两个第二触头A3将信号输入触头B4和信号输出触头B2级联时，控制器首先控制第一电缸53向右移动，并根据第一位移传感器所反馈的位置信息，当两个第二触头A2分别与信号输入触头B3和信号输出触头B1对正、两个第二触头A3分别与信号输入触头B4和信号输出触头B2对正时，第一电缸停止工作；然后，控制器通过气缸55控制第二连接板3向第一连接板1移动，并根据第三位移传感器所反馈的位置信息，当两个第二触头A3分别与信号输入触头B4和信号输出触头B2、两个第二触头A3分别与信号输入触头B4和信号输出触头B2接触后，气缸55停止工作，此时两个第二触头A2将信号输入触头B3和信号输出触头B1级联，两个第二触头A3将信号输入触头B4和信号输出触头B2级联，从而达到自动切换通道的目的。

依此类推，通过两个第二触头A1还可将信号输入触头B4和信号输出触头B1级联、信号输入触头B3和信号输出触头B2级联，通过两个第二触头A2还可将信号输入触头B4和信号输出触头B6级联，通过两个第二触头A3还可将信号输入触头B3和信号输出触头B5级联，通过第二触头A4可将信号输入触头B3和信号输出触头B2级联、信号输入触头B4和信号输出触头B1级联、信号输入触头B4和信号输出触头B5级联和信号输入触头B3和信号输出触头B6级联。

从上述技术方可知，采用本发明实施例提供的低互调自动切换开关，在进行互调测试的过程中，只需进行一次人工接线操作，且在互调测试时可以自动切换测试通道，因此，与现有技术相比，采用本发明实施例提供的低互调自动切换开关，可明显提高对无源天线的互调测试的效率。

在上述实施例中，第一触头2的数量为六个，信号输入触头的数量为两个，信号输出触头的数量为四个，适用于连接具有四个输入端的无源天线，但如果输入端的无源天线多于四个如，例如无源天线具有八个输入端时，可以采用两个上述低互调自动切换开关，相应的互调仪也采用两个。

请参阅图7和图8，在一种可选的实施方式中，设于第一连接板1上的第一触头2的数量为十二个，排列成三行四列，其中，位于中间行的四个第一触头C5、C6、C7和C8为信号输入触头，余下两行的八个第一触头C1-C4和C9-C12为信号输出触头；

相应的，设于第二连接板3上第二触头4的数量为四对八个，排列成四行五列，其中，第一行第一列的第二触头D1和第二行第一列的第二触头D1为一对，第一行第二列的第二触头D2和第二行第三列的第二触头D2为一对，第一行第三列的第二触头D3和第二行第二列的第二触头D3为一对，第一行第四列的第二触头D4和第二行第四列的第二触头D4为一对，第三行第一列的第二触头D5和第四行第三列的第二触头D5为一对，第三行第二列的第二触头D6和第四行第五列的第二触头D6为一对，第三行第三列的第二触头D7和第四行第一列的第二触头D7为一对，第三行第五列的第二触头D8和第四行第二列的第二触头D8为一对。

在上述实施方式中，第二连接板3的移动控制过程与上一实施方式基本一致，具体级联方案如表1：

表1

上述第一连接板1上设有四个信号输入触头和八个信号输出触头、第二连接板3上设有十六个第二触头4的级联方案如下：

(1)、信号输出触头C1和信号输入触头C5、信号输出触头C2和信号输入触头C6、信号输出触头C5和信号输入触头C9、信号输出触头C6和信号输入触头C10可以通过两个第二触头D1(一对第二触头D1)级联；

(2)、信号输出触头C3和信号输入触头C7、信号输出触头C4和信号输入触头C8、信号输出触头C11和信号输入触头C7、信号输出触头C12和信号输入触头C8可以通过两个第二触头D4(一对第二触头D4)级联；

(3)、信号输出触头C1和信号输入触头C6、信号输出触头C2和信号输入触头C7、信号输出触头C3和信号输入触头C8、信号输出触头C5和信号输入触头C10、信号输出触头C6和信号输入触头C11、信号输出触头C7和信号输入触头C12可以通过两个第二触头D2(一对第二触头D2)级联；

(4)、信号输出触头C2和信号输入触头C5、信号输出触头C3和信号输入触头C6、信号输出触头C7和信号输入触头C4、信号输出触头C9和信号输入触头C6、信号输出触头C10和信号输入触头C7、信号输出触头C11和信号输入触头C8、可以通过两个第二触头D3(一对第二触头D3)级联；

(5)、信号输出触头C1和信号输入触头C7、信号输出触头C2和信号输入触头C8信号输出触头C11和信号输入触头C5、信号输出触头C12和信号输入触头C6可以通过两个第二触头D5(一对第二触头D5)级联；

(6)、信号输出触头C3和信号输入触头C5、信号输出触头C4和信号输入触头C6、信号输出触头C7和信号输入触头C9、信号输出触头C8和信号输入触头C10可以通过两个第二触头D6(一对第二触头D6)级联；

(7)、信号输出触头C4和信号输入触头C5、信号输出触头C9和信号输入触头C8可以通过两个第二触头D8(一对第二触头D8)级联；

(8)、信号输出触头C1和信号输入触头C8、信号输出触头C12和信号输入触头C5可以通过两个第二触头D7(一对第二触头D7)级联。

为了提高低互调自动切换开关的美观性，以及提高安全性，在上述各实施方式的基础上，低互调自动切换开关还包括箱体，第一连接板1、第二连接板3和三坐标驱动单元5位于箱体内，第一连接板1与箱体的顶板固定连接，且箱体上设有与第一触头2数量对应的多个导线孔。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种低互调自动切换开关，其特征在于，包括：

相对设置的第一连接板和第二连接板；

设于所述第一连接板面向所述第二连接板的面上且呈阵列状排列的多个第一触头，所述多个第一触头包括：可与至少一个互调仪的两个输出端一一对应连接的偶数个信号输入触头，且所述信号输入触头的数量大于等于两个，以及可与无源天线的数个输入端一一对应连接的数个信号输出触头；

设于所述第二连接板面向所述第一连接板的面上、可将各所述信号输入触头分别与各所述信号输出触头级联的多对第二触头，且每对所述第二触头中的两个第二触头之间导通；

与所述第二连接板相连以驱动所述第二连接板相对所述第一连接板前后、左右、上下移动的三坐标驱动单元；

以及与所述三坐标驱动单元信号连接的控制器，所述控制器通过所述三坐标驱动单元控制所述第二连接板相对所述第一连接板的位置，使各所述信号输入触头通过所述多对第二触头分别与各所述信号输出触头级联。

2.根据权利要求1所述的低互调自动切换开关，其特征在于，

所述第一触头的数量为六个，排列成两行三列，其中，位于中间列的两个第一触头为信号输入触头，余下两列的四个第一触头为信号输出触头；

相应的，所述第二触头的数量为四对八个，排列成两行四列，其中，第一行第一列的第二触头和第二行第一列的第二触头为一对，第一行第二列的第二触头和第二行第三列的第二触头为一对，第一行第三列的第二触头和第二行第二列的第二触头为一对，第一行第四列的第二触头和第二行第四列的第二触头为一对。

3.根据权利要求1所述的低互调自动切换开关，其特征在于，

所述第一触头的数量为十二个，排列成三行四列，其中，位于中间行的四个第一触头为信号输入触头，余下两行的八个第一触头为信号输出触头；

相应的，所述第二触头的数量为四对八个，排列成四行五列，其中，第一行第一列的第二触头和第二行第一列的第二触头为一对，第一行第二列的第二触头和第二行第三列的第二触头为一对，第一行第三列的第二触头和第二行第二列的第二触头为一对，第一行第四列的第二触头和第二行第四列的第二触头为一对，第三行第一列的第二触头和第四行第三列的第二触头为一对，第三行第二列的第二触头和第四行第五列的第二触头为一对，第三行第三列的第二触头和第四行第一列的第二触头为一对，第三行第五列的第二触头和第四行第二列的第二触头为一对。

4.根据权利要求1所述的低互调自动切换开关，其特征在于，所述三坐标驱动单元包括：基台，位于所述基台上方用于带动所述第二连接板相对所述第一连接板左右移动的x方向驱动机构、用于带动所述第二连接板相对所述第一连接板前后移动y方向驱动机构和用于驱动所述第二连接板相对所述第一连接板上下移动z方向驱动机构；其中，

所述基台上设有x方向导轨，所述x方向导轨与所述第二连接板相对所述第一连接板左右移动的方向对应；

所述x方向驱动机构包括：滑动安装在所述x方向导轨上的第一支撑台，且所述第一支撑台的上表面设有y方向导轨，与所述第一支撑台传动连接以驱动所述第一支撑台沿x方向移动的第一电缸，以及用于检测所述第一支撑台相对所述基台的x方向位移量的第一位移传感器，且所述第一位移传感器和所述第一电缸分别与所述控制器信号连接；

所述y方向驱动机构包括：滑动安装在所述y方向导轨上的第二支撑台，与所述第二支撑台传动连接以驱动所述第二支撑台沿y方向移动的第二电缸，以及与用于检测所述第二支撑台相对所述基台的y方向位移量的第二位移传感器，且所述第二位移传感器和所述第二电缸分别与所述控制器信号连接；

所述z方向驱动机构包括：固定安装在所述第二支撑台上的气缸，所述气缸的活塞杆与所述第二连接板固定连接，以及用于检测所述第二连接板相对所述基台的z方向位移量的第三位移传感器，且所述第三位移传感器和所述气缸分别与所述控制器信号连接。

5.根据权利要求1-4任一所述的低互调自动切换开关，其特征在于，还包括箱体，所述第一连接板、所述第二连接板和所述三坐标驱动单元位于所述箱体内，所述第一连接板与所述箱体的顶板固定连接，且所述箱体上设有与所述第一触头数量对应的多个导线孔。