CN108511267A - 一种小型化六通道机电开关矩阵 - Google Patents

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熊为华
文春华
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Abstract

本发明公开了一种小型化六通道机电开关矩阵，包括控制电路组件、电磁驱动组件、微波信号传输通路组件、外壳、盖板、顶杆、传输簧片，所述盖板水平设置于外壳的下部，所述电磁驱动组件设置于外壳内部，共六件与第一接头、第二接头、第三接头、第四接头、第五接头与第六接头一一对应设置，包括线圈和铁芯，所述控制电路组件控制电磁驱动组件中线圈电流的通断，通过线圈的磁场力的产生和消灭来控制顶杆向上和向下动作，本发明的有益效果：突破国产小型化多通道机电开关矩阵的设计技术，填补我国小型化多通道机电开关矩阵产品的空白，使其能够满足自动测试系统中对开关矩阵小型化、体积小、重量轻等特殊功能的要求。

Description

一种小型化六通道机电开关矩阵
技术领域
本发明属于微波元器件技术领域，具体涉及一种小型化六通道机电开关矩阵。
背景技术
机电开关矩阵采用电磁继电器结构切换微波信号传输通路结构，能几乎无失真的传输并可靠切换微波传输路径的一种自动控制器件。它是一种通用的微波元器件，广泛应用于无线通讯、卫星通讯、卫星导航、雷达系统、等各种自动测试系统中。其中雷达系统在现代高技术战争中占有十分重要的地位，测量跟踪、精密制导、气象探测等都需要先进的雷达系统，而高频率机电开关矩阵是地面雷达、机载雷达、舰载雷达、卫星通信等设备中的重要元器件。随着科学技术的发展，这些设备要求开关矩阵工作频率可达40GHz或更高。
为了满足现代自动测试系统中对小体积、高性能开关矩阵的要求，我们需要设计一种频率高、体积小、高性能的多通道机电开关矩阵。
目前国内无小型化多通道开关矩阵成熟产品，和本发明最为相近的技术方案为国产40GHz单刀六掷同轴机电开关产品，其实现方案如图1所示。单刀六掷开关的电磁继电器部分采用平衡旋转式结构。微波通路部分采用如图2所示结构方案，通过簧片联通中间接头与六路接头。但是六掷开关仅能够满足中间接口和六路接口中的一路联通的功能，不能实现任意两路联通的功能。
发明内容
针对现有技术中六掷开关仅能够满足中间接口和六路接口中的一路联通的功能，不能实现任意两路联通的功能的问题，提供了一种小型化六通道机电开关矩阵。
一种小型化六通道机电开关矩阵，包括控制电路组件、电磁驱动组件、微波信号传输通路组件、外壳、盖板、顶杆、传输簧片，所述盖板水平设置于外壳的下部，所述微波信号传输通路组件包括设置于盖板下侧的腔体和设置于腔体中的中间接头、第一接头、第二接头、第三接头、第四接头、第五接头与第六接头，所述电磁驱动组件设置于外壳内部，共六件与第一接头、第二接头、第三接头、第四接头、第五接头与第六接头一一对应设置，包括线圈和铁芯，所述线圈缠绕于铁芯上，所述顶杆共六件与第一接头、第二接头、第三接头、第四接头、第五接头与第六接头一一对应设置，所述顶杆贯穿盖板，并可相对盖板上下滑动，其下端位于盖板的下侧并伸入腔体中，传输簧片安装于顶杆的下端，所述控制电路组件控制电磁驱动组件中线圈电流的通断，通过线圈的磁场力的产生和消灭来控制顶杆向上和向下动作，进而带动传输簧片动作，传输簧片将六个接头中的任意两个同中间接头接触和分离，完成任意两路的接通，使微波信号在任意两个通路中间实现传输。
在上述方案的基础上，所述小型化六通道机电开关矩阵，还包括衔铁块和弹簧，所述电磁驱动组件还包括安装支架，所述顶杆的上端位于盖板的上侧设置有衔铁块，所述弹簧套装于顶杆上并位于衔铁块和盖板之间，所述安装支架设置于外壳的内壁上，所述铁芯安装于安装支架上，所述线圈缠绕于铁芯上，位于衔铁块的正下方。
在上述方案的基础上，所述小型化六通道机电开关矩阵，所述中间接头位于中心位置，所述第一接头、第二接头、第三接头、第四接头、第五接头、第六接头以中间接头为圆心沿圆周阵列布置，所述传输簧片一端位于中间接头上方，另一端位于所述第一接头、第二接头、第三接头、第四接头、第五接头或第六接头的上方，其长度方向沿阵列的圆的直径半径方向设置。
本发明的有益效果：
突破国产小型化多通道机电开关矩阵的设计技术，填补我国小型化多通道机电开关矩阵产品的空白，使其能够满足自动测试系统中对开关矩阵小型化、体积小、重量轻等特殊功能的要求。
附图说明
图1为现有技术单刀六掷同轴开关原理图；
图2为现有技术单刀六掷同轴开关接头和簧片结构示意图；
图3为本发明一实施例电路原理图；
图4为本发明一实施例中间接头和传输簧片的位置结构原理图；
图5为本发明一实施例结构原理图。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明的技术方案做进一步说明。
一种小型化六通道机电开关矩阵，包括控制电路组件、电磁驱动组件、微波信号传输通路组件、外壳1、盖板2、顶杆5、传输簧片4，
所述盖板2水平设置于外壳1的下部，
所述微波信号传输通路组件包括设置于盖板2下侧的腔体和设置于腔体中的中间接头30、第一接头31、第二接头32、第三接头33、第四接头34、第五接头35与第六接头36，
所述电磁驱动组件设置于外壳1内部，共六件与第一接头31、第二接头32、第三接头33、第四接头34、第五接头35与第六接头36一一对应设置，包括线圈81和铁芯82，
所述顶杆5共六件与第一接头31、第二接头32、第三接头33、第四接头34、第五接头35与第六接头36一一对应设置，所述顶杆5贯穿盖板，并可相对盖板2上下滑动，其下端位于盖板5的下侧并伸入腔体3中，传输簧片4安装于顶杆5的下端，
所述控制电路组件控制电磁驱动组件中线圈81电流的通断，通过线圈81的磁场力的产生和消灭来控制顶杆5动作，进而带动传输簧片4动作，传输簧片4将六个接头中的任意两个同中间接头30接触和分离，完成任意两路的接通，使微波信号在任意两个通路中间实现传输。
如图3所示，为控制电路与电磁驱动组件的接线原理图，图中电磁驱动组件与传输簧片4一一对应，并且线圈81的的电路相互之间是独立的关系，所以可以方便通过控制电路组件来一一的单独控制每一个传输簧片4与中间接头30和六个接头的连通，从而克服了现有技术中仅能够满足中间接口和六路接口中的一路联通的功能，不能实现任意两路联通的缺陷，可以实现任意单个、两个或者多个通路的连通。
所述小型化六通道机电开关矩阵，还包括衔铁块6和弹簧7，所述电磁驱动组件还包括安装支架83，所述顶杆5的上端位于盖板2的上侧设置有衔铁块6，所述弹簧套7装于顶杆5上并位于衔铁块6和盖板2之间，所述安装支架83设置于外壳的内壁上，所述铁芯82安装于安装支架83上，所述线圈81缠绕于铁芯82上，位于衔铁块6的正下方。
如图5所示，在线圈81断电的时候，在弹簧7的弹力作用下，顶杆5带动传输簧片4相对于盖板2向上运动，使传输簧片4与中间接头30和第一接头31相分离。当线圈81通电的时候，产生的磁场力吸引衔铁块6，使顶杆5相对于盖板2向下运动，使传输簧片4将中间接头30和第一接头31相搭接连通。通过这种方式，可以独立的控制六个顶杆，独立控制六个传输簧片4与中间接头30和第一接头31、第二接头32、第三接头33、第四接头34、第五接头35、第六接头36的搭接和分离，控制方便快捷稳定。
如图4所示，所述中间接头30位于中心位置，所述第一接头31、第二接头32、第三接头33、第四接头34、第五接头35、第六接头36以中间接头30为圆心沿圆周阵列布置，所述传输簧片4一端位于中间接头30上方，另一端位于所述第一接头31、第二接头32、第三接头33、第四接头34、第五接头35或第六接头36的上方，其长度方向沿阵列的圆的直径半径方向设置。
通过这种布置中间接头30以及六个接头的方式，可以使开关的整个体积较小，接头紧凑，体积小、重量轻。
可理解的是，尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (3)

1.一种小型化六通道机电开关矩阵，其特征在于，包括控制电路组件、电磁驱动组件、微波信号传输通路组件、外壳(1)、盖板(2)、顶杆(5)、传输簧片(4)，
所述盖板(2)水平设置于外壳(1)的下部，
所述微波信号传输通路组件包括设置于盖板(2)下侧的腔体和设置于腔体中的中间接头(30)、第一接头(31)、第二接头(32)、第三接头(33)、第四接头(34)、第五接头(35)与第六接头(36)，
所述电磁驱动组件设置于外壳(1)内部，共六件与第一接头(31)、第二接头(32)、第三接头(33)、第四接头(34)、第五接头(35)与第六接头(36)一一对应设置，包括线圈(81)和铁芯(82)，所述线圈(81)缠绕于铁芯(82)上，
所述顶杆(5)共六件与第一接头(31)、第二接头(32)、第三接头(33)、第四接头(34)、第五接头(35)与第六接头(36)一一对应设置，所述顶杆(5)贯穿盖板，并可相对盖板(2)上下滑动，其下端位于盖板(5)的下侧并伸入腔体(3)中，传输簧片(4)安装于顶杆(5)的下端，
所述控制电路组件控制电磁驱动组件中线圈(81)电流的通断，通过线圈(81)的磁场力的产生和消灭来控制顶杆(5)向上和向下动作，进而带动传输簧片(4)动作，传输簧片(4)将六个接头中的任意两个同中间接头(30)接触和分离，完成任意两路的接通，使微波信号在任意两个通路中间实现传输。
2.如权利要求1所述的小型化六通道机电开关矩阵，其特征在于，还包括衔铁块(6)和弹簧(7)，所述电磁驱动组件还包括安装支架(83)，所述顶杆(5)的上端位于盖板(2)的上侧设置有衔铁块(6)，所述弹簧套(7)装于顶杆(5)上并位于衔铁块(6)和盖板(2)之间，所述安装支架(83)设置于外壳的内壁上，所述铁芯(82)安装于安装支架(83)上，所述线圈(81)缠绕于铁芯(82)上，位于衔铁块(6)的正下方。
3.如权利要求2所述的小型化六通道机电开关矩阵，其特征在于，所述中间接头(30)位于中心位置，所述第一接头(31)、第二接头(32)、第三接头(33)、第四接头(34)、第五接头(35)、第六接头(36)以中间接头(30)为圆心沿圆周阵列布置，所述传输簧片(4)一端位于中间接头(30)上方，另一端位于所述第一接头(31)、第二接头(32)、第三接头(33)、第四接头(34)、第五接头(35)或第六接头(36)的上方，其长度方向沿阵列的圆的直径半径方向设置。
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