CN108270054A - C波段小型化低损耗微波单刀四掷固态开关 - Google Patents

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欧定武
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Abstract

本发明涉及C波段小型化低损耗微波单刀四掷固态开关，包括壳体，壳体内形成腔体且通过盖板密封，壳体的一侧有一个公共输入端而另一侧有四个输出端，腔体中设置有射频板和控制板；射频板包括主微带线和分支微带线，主微带线连接在公共输入端上，四条分支微带线连接在主微带线上，四条分支微带线还分别与对应的输出端相连，主微带线还通过λ/4长度高阻线引出接地；四条分支微带线上，从输入端到输出端，依次串联有PIN二极管B、并联有两个PIN二极管A、并联有控制电路、串联有微波单层片式瓷介电容器，PIN二极管A与地相接通。本发明达到的有益效果是：体积小、插入损耗小、端口驻波系数小、性能稳定、功率利用率高。

Description

C波段小型化低损耗微波单刀四掷固态开关
技术领域
本发明涉及雷达技术领域，特别是C波段小型化低损耗微波单刀四掷固态开关。
背景技术
微波固态开关是雷达接收机中的重要部件之一，它直接关系到雷达接收系统中的通道转换能力。雷达接收机上传统的单刀四掷固态开关主要由梁式二极管及开关控制电路组成，通过控制电路的电平转换，来实现接收通道的转换。由于梁式二极管的结构特性，导致了单刀四掷开关的体积大，电性能差，插入损耗大，端口驻波系数较大，且可靠性差，性能不稳定，二极管极易损坏。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供体积小、插入损耗小、端口驻波系数小、性能稳定、功率利用率高的C波段小型化低损耗微波单刀四掷固态开关。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：C波段小型化低损耗微波单刀四掷固态开关，包括壳体，壳体内形成腔体，腔体通过盖板密封，壳体的一侧设置有一个公共输入端，壳体的另一侧设置有四个输出端，腔体中设置有射频板和控制板；
所述的射频板包括主微带线和分支微带线，主微带线连接在公共输入端上，四条分支微带线连接在主微带线上，四条分支微带线还分别与对应的输出端相连，主微带线还通过λ/4长度高阻线引出接地；
所述的四条分支微带线上，从输入端到输出端，串联有PIN二极管B，串联有微波单层片式瓷介电容器；
在PIN二极管B和微波单层片式瓷介电容器之间的微带线上，靠近PIN二极管B处并联有两个PIN二极管A，PIN二极管A还与地相连，靠近微波单层片式瓷介电容器处并联有控制电路，控制电路设置在控制板上，控制电路中设置有电阻和电容，通过控制电路产生直流偏置电压，从而形成控制信号。
所述的PIN二极管A和PIN二极管均为二极管裸芯片。
所述的PIN二级管A和微波单层片式瓷介电容器均通过导电胶粘在微带线上，PIN二极管A通过金丝搭焊接地。
所述的λ/4长度高阻线同样通过金丝搭焊接地。
所述的腔体内，射频板位于控制板的上方。
每一条分支微带线及其连接的元器件，形成一路通道。
工作原理为：通过控制电路，对四路通道加控制信号直流偏置电压。对于要导通的一路，加正电平的偏置电压；其它关断的三路，加负电平的偏置电压。偏置电压要高于PIN二极管A和PIN二极管B的导通电压即+0.7V。在开关公共端引出λ/4长度高阻线接地，等效为电感，使馈入的直流分量形成回路，从而使控制生效。每一通路，采用“一串两并”的模式，即一只串联的PIN二级管B，两只并联接地的PIN二级管A，使其性能提高。在高电平下，该路串联PIN二极管B导通，并联接地PIN二极管A关断，使该路导通。
本发明具有以下优点：体积小，插入损耗小，端口驻波系数小，且性能稳定，工艺可靠，方便接收机的维护。在接收通道中减小了损耗，不使过多功率消耗在射频前端部分，提高了功率利用率。
附图说明
图1 为本发明的主视图；
图2 为本发明的俯视图；
图3 为射频板的示意图；
图中：1-射频板，2-控制板，3-腔体，4-盖板，5-PIN二极管A，6-PIN二极管B，7-微波单层式瓷介电容器，8-电阻，9-电容。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的描述，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
如图1~图3所示，C波段小型化低损耗微波单刀四掷固态开关，包括壳体，壳体内形成腔体3，腔体3通过盖板4密封，壳体的一侧设置有一个公共输入端，壳体的另一侧设置有四个输出端，腔体3中设置有射频板1和控制板2。
具体地，所述的射频板1包括主微带线和分支微带线，主微带线连接在公共输入端上，四条分支微带线连接在主微带线上，四条分支微带线还分别与对应的输出端相连，主微带线还通过λ/4长度高阻线引出接地；所述的四条分支微带线上，从输入端到输出端，串联有PIN二极管B6，串联有微波单层片式瓷介电容器7。
进一步地，在PIN二极管B6和微波单层片式瓷介电容器7之间的微带线上，靠近PIN二极管B6处并联有两个PIN二极管A5，PIN二极管A5还与地相连，靠近微波单层片式瓷介电容器7处并联有控制电路，控制电路设置在控制板2上，控制电路中设置有电阻8和电容9，通过控制电路产生直流偏置电压，从而形成控制信号。
每一条分支微带线及其连接的元器件，形成一路通道。
进一步地，所述的PIN二极管A5和PIN二极管6均为二极管裸芯片。该裸芯片无封装，基本忽略二极管封装在高频下的寄生效应，减小了体积及电路中的插入损耗和输入输出端口驻波比。
进一步地，所述的PIN二级管A5和微波单层片式瓷介电容器7均通过导电胶粘在微带线上，且PIN二极管A5通过金丝搭焊接地。所述的λ/4长度高阻线同样通过金丝搭焊接地。采用这种方式，由于工艺成熟稳定可靠性好，电性能指标好，寄生效应小。
所述的微带线在微波单层片瓷介电容器7和PIN二极管B6处有间隙，微波单层片瓷介电容器7和PIN二极管B6的底面通过导电胶粘在间隙一侧的微带线上，微波单层片瓷介电容器7和PIN二极管B6的顶面通过金丝搭焊在间隙另一侧的微带线上。
本实施例中，所述的腔体3内，射频板1位于控制板2的上方。
利用实施例中的C波段小型化低损耗微波单刀四掷固态开关与传统的单刀四掷开关作对比，在C波段的500MHz带宽内采样12个点，分别测试输入端驻波（S55）、输出端驻波（S44）、带内插入消耗（S45），具体见下表一，从表1中可明显看出，C波段小型化低损耗微波单刀四掷开关减小了在系统中消耗的功率，使更多能量能够在通道传输，提高了通道的指标。
表1 单刀四掷固态开关测试记录表

Claims (5)

1.C波段小型化低损耗微波单刀四掷固态开关，其特征在于：包括壳体，壳体内形成腔体（3），腔体（3）通过盖板（4）密封，壳体的一侧设置有一个公共输入端，壳体的另一侧设置有四个输出端，腔体（3）中设置有射频板（1）和控制板（2）；
所述的射频板（1）包括主微带线和分支微带线，主微带线连接在公共输入端上，四条分支微带线连接在主微带线上，四条分支微带线还分别与对应的输出端相连，主微带线还通过λ/4长度高阻线引出接地；
所述的四条分支微带线上，从输入端到输出端，串联有PIN二极管B（6），串联有微波单层片式瓷介电容器（7）；
在PIN二极管B（6）和微波单层片式瓷介电容器（7）之间的微带线上，靠近PIN二极管B（6）处并联有两个PIN二极管A（5），PIN二极管A（5）还与地相连，靠近微波单层片式瓷介电容器（7）处并联有控制电路，控制电路设置在控制板（2）上，控制电路中设置有电阻（8）和电容（9），通过控制电路产生直流偏置电压，从而形成控制信号。
2.根据权利要求1所述的C波段小型化低损耗微波单刀四掷固态开关，其特征在于：所述的PIN二极管A（5）和PIN二极管（6）均为二极管裸芯片。
3.根据权利要求1所述的C波段小型化低损耗微波单刀四掷固态开关，其特征在于：所述的PIN二级管A（5）和微波单层片式瓷介电容器（7）均通过导电胶粘在微带线上，PIN二极管A（5）通过金丝搭焊接地。
4.根据权利要求1所述的C波段小型化低损耗微波单刀四掷固态开关，其特征在于：所述的λ/4长度高阻线同样通过金丝搭焊接地。
5.根据权利要求1所述的C波段小型化低损耗微波单刀四掷固态开关，其特征在于：所述的腔体（3）内，射频板（1）位于控制板（2）的上方。
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