CN105097367B - 一种t型同轴机电开关 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种T型同轴机电开关，包括：控制电路组件、电磁驱动组件、微波信号传输通路组件以及外壳，通过控制电路组件控制电磁驱动组件中线圈内的电流，通过电磁驱动组件上的推杆驱动传输通路组件上的导杆运动，进而带动传输簧片动作，使得微波信号输入端与输出端连接或者断开，实现两两端口相导通。本发明的T型同轴机电开关能够实现最高频率到33GHz的切换能力，而且具有高抗振性，解决了现有技术工作频率低、环境适应性差的问题。

Description

一种T型同轴机电开关
技术领域
本发明涉及机电开关领域，特别涉及一种T型同轴机电开关。
背景技术
同轴机电开关是指能够几乎无失真地传输并切换高频信号的微波射频继电器，广泛应用于军事及民用领域，在无线通讯、卫星通讯、卫星导航、雷达系统、自动控制系统等方面起着重要的作用，这些设备不仅对使用频率要求越来越高，而且对其环境适应性有着严格的要求。
目前国内的同轴机电开关可分为单刀双掷开关，单刀多掷开关和双刀双掷开关，使用频率达40GHz，然而国内尚无T型同轴机电开关。
国外T型同轴机电开关的微波传输结构采用通常的直簧片方式，最高频率达31GHz；另外，开关的控制方式取用步进式，利用磁铁的同性相斥、异性相吸原理来进行切换和保持状态的，此种方式，在保持状态时，因为两相斥磁铁的距离比较远，簧片的保持力比较小，故它的振动、冲击等环境适应性比较差。
由于国外T型同轴机电开关的抗振动能力差，不能满足军用领域的要求。因此，设计一种具有高使用频率和高抗振动能力的T型同轴机电开关，是目前亟待解决的问题。
发明内容
本发明公开了一种高频率高抗振的T型同轴机电开关，解决T型同轴机电开关工作频率低、环境适应性差的问题，目前国内没有相关方面的产品，国外相关产品的工作频率最高只能到31GHz，而本发明采用了一种新型的圆弧形结构，实现最高频率到33GHz的切换能力。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种T型同轴机电开关，包括：控制电路组件、电磁驱动组件、微波信号 传输通路组件以及外壳，其特征在于，通过控制电路组件控制电磁驱动组件中线圈内的电流，通过电磁驱动组件上的推杆驱动传输通路组件上的导杆运动，进而带动传输簧片动作，使得微波信号输入端与输出端连接或者断开，实现两两端口相导通；
所述微波信号传输通路组件的第一射频端口1设置在圆心上，第二射频端口2、第三射频端口3和第四射频端口4平均分布在以第一射频端口1为圆心的圆环上；第一射频端口1与第二射频端口2通过第一直线结构簧片12相连接，第一射频端口1与第三射频端口3通过第二直线结构簧片13相连接，第一射频端口1与第四射频端口4通过第三直线结构簧片14相连接，第二射频端口2与第三射频端口3通过第一圆弧形结构簧片23相连接，第二射频端口2与第四射频端口4通过第二圆弧形结构簧片24相连接，第三射频端口3与第四射频端口4通过第三圆弧形结构簧片34相连接；通过导杆运动，进而带动传输簧片动作，其中，第一导杆121与第一直线结构簧片12相连接，第二导杆131与第二直线结构簧片13相连接，第三导杆141与第三直线结构簧片14相连接，第四导杆231和第五导杆232与第一圆弧形结构簧片23相连接，第六导杆241和第七导杆242与第二圆弧形结构簧片24相连接，第八导杆341和第九导杆342与第三圆弧形结构簧片34相连接；
第一导杆121、第八导杆341、第九导杆342为一组，第二导杆131、第六导杆241、第七导杆242为一组，第三导杆141、第四导杆231、第五导杆232为一组，同一组导杆共同向上或向下运动；每一组导杆连接在一块，再分别与电磁驱动组件的三个推杆相连。
可选地，所述电磁驱动组件的三个推杆通过螺钉固定在三角架上。
本发明的有益效果是：
(1)实现最高频率到33GHz的切换能力；
(2)，而且具有高抗振性，解决了现有技术工作频率低、环境适应性差的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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他的附图。
图1为本发明T型同轴机电开关中微波信号传输通路组件的结构示意图；
图2为本发明T型同轴机电开关的推杆和三角架结构示意图。
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他实施例，都属于本发明保护的范围。
现有的T型同轴机电开关的抗振动能力差，不能满足军用领域的要求。本发明提出了一种T型同轴机电开关，具有使用频率更高、环境适应性更好的优点。
本发明的T型同轴机电开关包括：控制电路组件、电磁驱动组件、微波信号传输通路组件以及外壳。通过控制电路组件控制电磁驱动组件中线圈内是否有电流流过，一旦电流流过线圈，线圈产生磁场，通过电磁驱动组件上的三个推杆驱动传输通路组件上的导杆运动，进而带动传输簧片动作，使得微波信号输入端与输出端连接或者断开，实现两两端口相导通。
本发明的微波信号传输通路组件实现DC～33GHz的高频率传输，其结构如图1所示，具体为：射频端口1设置在圆心上，射频端口2、射频端口3和射频端口4平均分布在以射频端口1为圆心的圆环上；射频端口1与射频端口2通过直线结构簧片12相连接，射频端口1与射频端口3通过直线结构簧片13相连接，射频端口1与射频端口4通过直线结构簧片14相连接，射频端口2与射频端口3通过圆弧形结构簧片23相连接，射频端口2与射频端口4通过圆弧形结构簧片24相连接，射频端口3与射频端口4通过圆弧形结构簧片34相连接； 通过导杆运动，进而带动传输簧片动作，其中，导杆121与簧片12相连接，导杆131与簧片13相连接，导杆141与簧片14相连接，导杆231和导杆232与簧片23相连接，导杆241和导杆242与簧片24相连接，导杆341和导杆342与簧片34相连接。
本发明的T型同轴机电开关的四个射频端口1、2、3、4，通过电磁驱动组件(图中未示出)上的推杆推动导杆上下运动，可使任意两个射频端口相通，如图1所示，总共三种状态，状态1：导杆121驱动簧片12，导杆341和导杆342驱动簧片34，此时，射频端口1与射频端口2相通，射频端口3与射频端口4相通；状态2：导杆141驱动簧片14，导杆231和导杆232驱动簧片23，此时，射频端口1与射频端口4相通、射频端口2与射频端口3相通；状态3：导杆131驱动簧片13，导杆241和导杆242驱动簧片24，此时，射频端口1与射频端口3相通、射频端口2与射频端口4相通。
图1中9个导杆的相对位置是固定的，中间三个导杆121、131、141分别处于三个直线结构簧片上，而外面的6个导杆处于圆弧形结构簧片上，本发明采用圆弧形结构微波射频通道，通过软件仿真分析可知，圆弧形结构能增大簧片与连接器内导体的接触面积，从而更容易实现了在宽频下的阻抗匹配，保证了33GHz信号的有效传输。除了圆弧形结构，微波射频通道也可设计成折线形。
图1中9个导杆分为三组：导杆121、导杆341、导杆342为一组，导杆131、导杆241、导杆242为一组，导杆141、导杆231、导杆232为一组，每一组导杆通过一个弹片组件连接在一块，同一组导杆共同向上或向下运动。每一组导杆连接在一块，再分别与电磁驱动组件中相应的一个推杆相连，通过推杆带动一组导杆共同上下运动，实现微波传输通道的切换。推杆可以与相应一组导杆中的任意一个导杆相连接，带动一组导杆共同上下运动。
优选地，为了提高本发明T型同轴开关的抗振动冲击性能，如图2所示，电磁驱动组件的三个推杆通过螺钉与三角架固定在一起。三个推杆因为三角架的关系，相互制约，当同一组导杆共同向上或向下运动时，三角架有且只有一个角是在下方，其余两个角在上方。这样，保证了三个推杆中有且只有一个推杆处于下压状态，T型同轴机电开关切换状态时，原来在下方的角往上提，变成在上方，原来在上方的两个角，对应着电流控制的那个角就往下压，变为在下 方，因此，T型同轴机电开关不会发生状态重叠情况，有且只有一组导杆处于与微波信号传输通路组件中的簧片接通的状态。
因为电磁驱动组件的磁力，每一个推杆都有自身的保持力。当本发明的开关不加激励时，在振动、冲击等过程中，因为三角架的制约作用，若任意一个推杆要改变状态，除了必须克服自身的保持力外，还需要克服另个两个推杆中保持力相对比较小的那个保持力，因此，使得开关有着很好的抗振动冲击性能。
本发明的T型同轴机电开关能够实现最高频率到33GHz的切换能力，而且具有高抗振性，解决了现有技术工作频率低、环境适应性差的问题。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种T型同轴机电开关，包括：控制电路组件、电磁驱动组件、微波信号传输通路组件以及外壳，通过控制电路组件控制电磁驱动组件中线圈内的电流，通过电磁驱动组件上的推杆驱动传输通路组件上的导杆运动，进而带动传输簧片动作，使得微波信号输入端与输出端连接或者断开，实现两两端口相导通；其特征在于，
所述微波信号传输通路组件的第一射频端口(1)设置在圆心上，第二射频端口(2)、第三射频端口(3)和第四射频端口(4)平均分布在以第一射频端口(1)为圆心的圆环上；第一射频端口(1)与第二射频端口(2)通过第一直线结构簧片(12)相连接，第一射频端口(1)与第三射频端口(3)通过第二直线结构簧片(13)相连接，第一射频端口(1)与第四射频端口(4)通过第三直线结构簧片(14)相连接，第二射频端口(2)与第三射频端口(3)通过第一圆弧形结构簧片(23)相连接，第二射频端口(2)与第四射频端口(4)通过第二圆弧形结构簧片(24)相连接，第三射频端口(3)与第四射频端口(4)通过第三圆弧形结构簧片(34)相连接；通过导杆运动，进而带动传输簧片动作，其中，第一导杆(121)与第一直线结构簧片(12)相连接，第二导杆(131)与第二直线结构簧片(13)相连接，第三导杆(141)与第三直线结构簧片(14)相连接，第四导杆(231)和第五导杆(232)与第一圆弧形结构簧片(23)相连接，第六导杆(241)和第七导杆(242)与第二圆弧形结构簧片(24)相连接，第八导杆(341)和第九导杆(342)与第三圆弧形结构簧片(34)相连接；
第一导杆(121)、第八导杆(341)、第九导杆(342)为一组，第二导杆(131)、第六导杆(241)、第七导杆(242)为一组，第三导杆(141)、第四导杆(231)、第五导杆(232)为一组，同一组导杆共同向上或向下运动；每一组导杆连接在一块，再分别与电磁驱动组件中相应的推杆相连接；
9个导杆的相对位置是固定的，中间三个导杆分别处于三个直线结构簧片上，而外面的6个导杆处于圆弧形结构簧片上；
电磁驱动组件的三个推杆通过螺钉与三角架固定在一起，因为电磁驱动组件的磁力，每一个推杆都有自身的保持力；三个推杆因为三角架的关系，相互制约，当同一组导杆共同向上或向下运动时，三角架有且只有一个角是在下方，其余两个角在上方，三个推杆中有且只有一个推杆处于下压状态，T型同轴机电开关切换状态时，原来在下方的角往上提，变成在上方，原来在上方的两个角，对应着电流控制的那个角就往下压，变为在下方，有且只有一组导杆处于与微波信号传输通路组件中的簧片接通的状态。
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