CN109194374A - 一种2×n全交换开关阵列 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种2×N全交换开关阵列，包括第一单刀多掷开关、第二单刀多掷开关及多个双刀双掷开关，每个双刀双掷开关分别与第一单刀多掷开关及第二单刀多掷开关连接；所述第一单刀多掷开关内设有多个第一分支支路，所述第一分支支路的数量与双刀双掷开关的数量相同，所述第一分支支路与双刀双掷开关一一对应连接；所述第二单刀多掷开关内设有多个第二分支支路，所述第二分支支路的数量与双刀双掷开关的数量相同，所述第二分支支路与双刀双掷开关一一对应连接。本发明在不影响全交换的前提下，对开关矩阵的结构进行最大限度的简化，可在提升电路利用率的同时，降低了硬件成本。

Description

一种2×N全交换开关阵列
技术领域
本发明涉及开关技术领域，尤其涉及一种2×N全交换开关阵列。
背景技术
MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)技术指在发射端和接收端分别使用多个发射天线和接收天线，使信号通过发射端与接收端的多个天线传送和接收，从而改善通信质量。
射频MIMO的发展，无论是测试还是应用，对开关矩阵的需求也越来越大，该技术对开关矩阵连接方式在不影响全交换的前提下，对开关矩阵的结构进行最大限度的简化。
现有技术中，通常一个2×N开关矩阵是由N个单刀双掷开关(SPDT，Single PoleDouble Throw)及2个单刀N掷开关(SPNT)的组成。但是，上述连接方式需要两个SPNT开关(即2×N个通路)和N个SPDT(N×2个通路)，一共4×N个开关通路，每一条通路完全独立，利用率低，硬件成本高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种结构简单的2×N全交换开关阵列，可有效提升电路利用率，降低硬件成本。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种2×N全交换开关阵列，包括第一单刀多掷开关、第二单刀多掷开关及多个双刀双掷开关，每个双刀双掷开关分别与第一单刀多掷开关及第二单刀多掷开关连接；所述第一单刀多掷开关内设有多个第一分支支路，所述第一分支支路的数量与双刀双掷开关的数量相同，所述第一分支支路与双刀双掷开关一一对应连接；所述第二单刀多掷开关内设有多个第二分支支路，所述第二分支支路的数量与双刀双掷开关的数量相同，所述第二分支支路与双刀双掷开关一一对应连接。
作为上述方案的改进，每个双刀双掷开关均包括第一端口、第二端口、第三端口及第四端口；所述第一端口用于与对应的第一分支支路连接；所述第二端口用于与对应的第二分支支路连接；所述第三端口用于与同一双刀双掷内的第一端口或第二端口连接；所述第四端口用于与同一双刀双掷内的第一端口或第二端口连接。
作为上述方案的改进，建立第一单刀多掷开关与目标双刀双掷开关的连接时，将第一单刀多掷开关的主端口连接至目标双刀双掷开关所对应的第一分支支路，将对应的第一分支支路连接至目标双刀双掷开关的第一端口，将目标双刀双掷开关的第一端口连接至目标双刀双掷开关的第三端口。
作为上述方案的改进，所述的2×N全交换开关阵列还包括：将目标双刀双掷开关的第四端口连接至目标双刀双掷开关的第二端口。
作为上述方案的改进，所述2×N全交换开关阵列还包括：将目标双刀双掷开关的第二端口连接至对应的第二分支支路。
作为上述方案的改进，建立第二单刀多掷开关与目标双刀双掷开关的连接时，将第二单刀多掷开关的主端口连接至目标双刀双掷开关所对应的第二分支支路。
作为上述方案的改进，断开第二单刀多掷开关与目标双刀双掷开关的连接时，断开第二单刀多掷开关的主端口与目标双刀双掷开关所对应的第二分支支路的连接。
作为上述方案的改进，所述第一单刀多掷开关的输入或第二单刀多掷开关的输入为2×N全交换开关阵列的输入，所述双刀双掷开关的输出为2×N全交换开关阵列的输出。
作为上述方案的改进，所述第一单刀多掷开关的输出或第二单刀多掷开关的输出为2×N全交换开关阵列的输出，所述双刀双掷开关的输入为2×N全交换开关阵列的输入。
实施本发明，具有如下有益效果：
本发明在不影响全交换的前提下，对开关矩阵的结构进行最大限度的简化，可在提升电路利用率的同时，降低了硬件成本，具体地：
本发明一共采用多个双刀双掷开关和两个单刀多掷开关组成，共使用的3×N个开关通路，相比较现有技术手段(4×N个开关通路)直接节约的25％的开关通路。
单刀多掷开关随着分支支路数量的增加，电路复杂程度也会增加，本发明将单刀多掷开关的分支支路数量降低了一半。
附图说明
图1是本发明2×N全交换开关阵列的实施例结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述。仅此声明，本发明在文中出现或即将出现的上、下、左、右、前、后、内、外等方位用词，仅以本发明的附图为基准，其并不是对本发明的具体限定。
参见图1，图1显示了本发明2×N全交换开关阵列的具体结构，其包括第一单刀多掷开关(SPNT)、第二单刀多掷开关(SPNT)及多个双刀双掷开关(DPDT，Double Pole DoubleThrow)，每个双刀双掷开关分别与第一单刀多掷开关及第二单刀多掷开关连接；所述第一单刀多掷开关内设有多个第一分支支路(A1……An)，所述第一分支支路(A1……An)的数量与双刀双掷开关的数量相同，所述第一分支支路(A1……An)与双刀双掷开关一一对应连接；所述第二单刀多掷开关内设有多个第二分支支路(B1……Bn)，所述第二分支支路(B1……Bn)的数量与双刀双掷开关的数量相同，所述第二分支支路(B1……Bn)与双刀双掷开关一一对应连接。
例如，当第一单刀多掷开关为单刀双掷开关SWA，第二单刀多掷开关为单刀双掷开关SWB时，则需配置两个双刀双掷开关(SW1，SW2)；此时，单刀双掷开关SWA内设有两个分支支路(A1，A2)，且分支支路A1连接双刀双掷开关SW1，分支支路A2连接双刀双掷开关SW2；相应地，单刀双掷开关SWB内也设有两个分支支路(B1，B2)，且分支支路B1连接双刀双掷开关SW1，分支支路B2连接双刀双掷开关SW2；
又如，当第一单刀多掷开关为单刀十五掷开关SWA，第二单刀多掷开关为单刀十五掷开关SWB时，则需配置十五个双刀双掷开关(SW1……SW15)；此时，单刀十五掷开关SWA内设有十五个分支支路(A1……A15)，且分支支路A1连接双刀双掷开关SW1，分支支路A2连接双刀双掷开关SW2(以此类推)……分支支路A15连接双刀双掷开关SW15；相应地，单刀十五掷开关SWB内也设有十五个分支支路(B1……B15)，且分支支路B1连接双刀双掷开关SW1，分支支路B2连接双刀双掷开关SW2(以此类推)……分支支路B15连接双刀双掷开关SW15。
因此，本发明首先建立N个2×2的通路开关矩阵(即双刀双掷开关)，然后使用两个单刀多掷开关将N个双刀双掷开关连接起来，单刀多掷开关的每个分支支路连接一个双刀双掷开关的输入(或输出)，两个单刀多掷开关各连一个分支支路，单刀多掷开关的输入作为2×N全交换开关阵列的输入，双刀双掷开关的输出作为2×N全交换开关阵列的输出，从而完成一个完整的2×N全交换开关阵列。具体地，所述第一单刀多掷开关的输入或第二单刀多掷开关的输入为2×N全交换开关阵列的输入，所述双刀双掷开关的输出为2×N全交换开关阵列的输出。所述第一单刀多掷开关的输出或第二单刀多掷开关的输出为2×N全交换开关阵列的输出，所述双刀双掷开关的输入为2×N全交换开关阵列的输入。
如图1所示，每个双刀双掷开关均包括第一端口、第二端口、第三端口及第四端口；所述第一端口用于与对应的第一分支支路连接；所述第二端口用于与对应的第二分支支路连接；所述第三端口用于与同一双刀双掷内的第一端口或第二端口连接；所述第四端口用于与同一双刀双掷内的第一端口或第二端口连接。
当需要建立第一单刀多掷开关与目标双刀双掷开关的连接时，将第一单刀多掷开关的主端口连接至目标双刀双掷开关所对应的第一分支支路，将对应的第一分支支路连接至目标双刀双掷开关的第一端口，将目标双刀双掷开关的第一端口连接至目标双刀双掷开关的第三端口。同时，将目标双刀双掷开关的第四端口连接至目标双刀双掷开关的第二端口，将目标双刀双掷开关的第二端口连接至对应的第二分支支路。
当需要建立第二单刀多掷开关与目标双刀双掷开关的连接时，将第二单刀多掷开关的主端口连接至目标双刀双掷开关所对应的第二分支支路。
当需要断开第二单刀多掷开关与目标双刀双掷开关的连接时，断开第二单刀多掷开关的主端口与目标双刀双掷开关所对应的第二分支支路的连接。
结合图1所示，如需将第一单刀多掷开关SWA的主端口A连接至双刀双掷开关SW1的第三端口1，则通过第一单刀多掷开关SWA将主端口A连接至第一分支支路A1，再与双刀双掷开关SW1的第一端口a相连，再通过双刀双掷开关SW1将第一端口a连接至第三端口1，此时双刀双掷开关SW1的第四端口2与第二端口b相连；如需连接第二单刀多掷开关SWB的主端口B则通过第二单刀多掷开关SWB的分支支路B1与第二端口b相连即可；否则通过第二单刀多掷开关SWB关断。
由上可知，本发明在不影响全交换的前提下，对开关矩阵的结构进行最大限度的简化，具体地，具有以下有益效果：
一、本发明一共采用多个双刀双掷开关和两个单刀多掷开关组成，共使用的3×N个开关通路，相比较现有技术手段(4×N个开关通路)直接节约的25％的开关通路。
二、单刀多掷开关随着分支支路数量的增加，电路复杂程度也会增加，本发明将单刀多掷开关的分支支路数量降低了一半。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种2×N全交换开关阵列，其特征在于，包括第一单刀多掷开关、第二单刀多掷开关及多个双刀双掷开关，每个双刀双掷开关分别与第一单刀多掷开关及第二单刀多掷开关连接；
所述第一单刀多掷开关内设有多个第一分支支路，所述第一分支支路的数量与双刀双掷开关的数量相同，所述第一分支支路与双刀双掷开关一一对应连接；
所述第二单刀多掷开关内设有多个第二分支支路，所述第二分支支路的数量与双刀双掷开关的数量相同，所述第二分支支路与双刀双掷开关一一对应连接。
2.如权利要求1所述的2×N全交换开关阵列，其特征在于，每个双刀双掷开关均包括第一端口、第二端口、第三端口及第四端口；
所述第一端口用于与对应的第一分支支路连接；
所述第二端口用于与对应的第二分支支路连接；
所述第三端口用于与同一双刀双掷内的第一端口或第二端口连接；
所述第四端口用于与同一双刀双掷内的第一端口或第二端口连接。
3.如权利要求2所述的2×N全交换开关阵列，其特征在于，建立第一单刀多掷开关与目标双刀双掷开关的连接时，将第一单刀多掷开关的主端口连接至目标双刀双掷开关所对应的第一分支支路，将对应的第一分支支路连接至目标双刀双掷开关的第一端口，将目标双刀双掷开关的第一端口连接至目标双刀双掷开关的第三端口。
4.如权利要求3所述的2×N全交换开关阵列，其特征在于，还包括：将目标双刀双掷开关的第四端口连接至目标双刀双掷开关的第二端口。
5.如权利要求4所述的2×N全交换开关阵列，其特征在于，还包括：将目标双刀双掷开关的第二端口连接至对应的第二分支支路。
6.如权利要求5所述的2×N全交换开关阵列，其特征在于，建立第二单刀多掷开关与目标双刀双掷开关的连接时，将第二单刀多掷开关的主端口连接至目标双刀双掷开关所对应的第二分支支路。
7.如权利要求5所述的2×N全交换开关阵列，其特征在于，断开第二单刀多掷开关与目标双刀双掷开关的连接时，断开第二单刀多掷开关的主端口与目标双刀双掷开关所对应的第二分支支路的连接。
8.如权利要求1所述的2×N全交换开关阵列，其特征在于，所述第一单刀多掷开关的输入或第二单刀多掷开关的输入为2×N全交换开关阵列的输入，所述双刀双掷开关的输出为2×N全交换开关阵列的输出。
9.如权利要求1所述的2×N全交换开关阵列，其特征在于，所述第一单刀多掷开关的输出或第二单刀多掷开关的输出为2×N全交换开关阵列的输出，所述双刀双掷开关的输入为2×N全交换开关阵列的输入。
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