CN115498380B - 差相移铁氧体锁式开关单独激励方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种差相移铁氧体锁式开关单独激励方法，微波器件领域，激励方法为将所述移相段A（2）、移相段B（3）单独激励，比如对所述移相段A（2）正向激励至饱和态，调节移相段B（3）反向激励电流，从而将差相移开关激励至端口P1→P2；对所述移相段A（2）反向激励至饱和态，调节移相段B（3）正向激励电流，从而将差相移开关激励至端口P1→P3；本发明的差相移铁氧体锁式开关激励方法，可实现两个平行移相段输出相位的精确控制，该方法具有控制简单、激励稳定、速度快的优点。
Description
技术领域
本发明涉及微波器件领域，尤其涉及一种差相移铁氧体锁式开关单独激励方法。
背景技术
铁氧体锁式开关在微波系统中起通道切换的作用，是微波系统中的关重件。随着微波系统功率容量和工作频带的不断提高，传统可由半导体或其它途径实现的微波开关或组件已不能满足应用需要。高功率的差相移铁氧体锁式开关结合了小损耗、高功率承受能力和微秒级开关速度的优势，在许多大功率应用场合成为了唯一选择。差相移铁氧体锁式开关作为大功率微波系统中的关键部件之一，越来越受到本领域的重视。
差相移铁氧体锁式开关的典型结构如图1所示，主要由魔T功分器1、两个平行的移相段即移相段A2和移相段B3、3DB电桥4组成。信号从P1口输入，经魔T功分器1进行功率均分，分别进入移相段A2和移相段B3，3DB电桥4根据移相段A2、移相段B3的输出信号相位关系决定信号从P2或P3口输出。移相段A2、移相段B3需要外部驱动器进行电流激励，该激励电流决定了移相段A2、移相段B3的输出相差，并最终影响整个差相移开关的电性能指标。
具体而言，如上所述的，差相移铁氧体锁式开关内部包含两个平行的铁氧体移相段，为了使差相移开关获得最优的电性能指标，工作时要求两个平行铁氧体移相段的输出相差为±90度。因此这里既对两个平行移相段的插入相位一致性提出了较高的要求，同时也对激励电流的控制精度提出了较高的要求。
目前差相移铁氧体锁式开关主要应用于大功率微波通道高速切换场合，属于特殊定制类产品，暂未见相关激励方法的报道。
发明内容
本发明的目的就在于提供一种差相移铁氧体锁式开关单独激励方法，以解决上述问题。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是这样的：一种差相移铁氧体锁式开关单独激励方法，所述差相移铁氧体锁式开关包括移相段A和移相段B，激励方法为将所述移相段A、移相段B单独激励。
所述的单独激励，又可以分为两种不同的方案：
作为优选的技术方案之一：对所述移相段A正向激励至饱和态，调节移相段B反向激励电流，从而将差相移开关激励至端口P1→P2；对所述移相段A反向激励至饱和态，调节移相段B正向激励电流，从而将差相移开关激励至端口P1→P3，其中，所述正向激励是指激励电流从移相段左进右出，所述反向激励是指激励电流从移相段右进左出。
作为优选的技术方案之二：对所述移相段B反向激励至饱和态，调节移相段A正向激励电流，从而将差相移开关激励至端口P1→P2；对所述移相段A反向激励至饱和态，调节移相段B正向激励电流，从而将差相移开关激励至端口P1→P3，其中，所述正向激励是指激励电流从移相段左进右出，所述反向激励是指激励电流从移相段右进左出。
为了使差相移铁氧体锁式开关中两个平行移相段的输出相位相差±90°，并获得最优电性能指标，本发明提出了一种差相移铁氧体锁式开关激励方法，可实现两个平行移相段输出相位的精确控制，
首先：如图2所示为锁式铁氧体移相段磁化曲线，这里定义移相段A从反向饱和磁化-Br到正向饱和磁化+Br范围内对应的插入相位范围为Ø1到Ø2，定义移相段B从反向饱和磁化-Br到正向饱和磁化+Br范围内对应的插入相位范围为Ø3到Ø4，如图3所示；
然后：为满足移相段A、移相段B输出相位满足±90°关系，要求全温度范围Ø1≤Ø3＜Ø2≤Ø4且90°≤Ø2-Ø3，因此这里优选选用两个插入相位一致性较好的移相段，即Ø1≈Ø3，Ø2≈Ø4；
并定义激励电流从移相段左进右出为正向激励，定义激励电流从移相段右进左出为反向激励，如图4所示。
采用本发明的单独激励方法，采用两组激励电路，激励性能稳定。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明的差相移铁氧体锁式开关激励方法，可实现两个平行移相段输出相位的精确控制，该方法具有控制简单、激励稳定、速度快的优点。
附图说明
图1为典型差相移铁氧体锁式开关的结构组成；
图2为锁式铁氧体移相段磁化曲线；
图3为移相段A、移相B插入相位；
图4为移相段激励方向示意图；
图5为本发明实施例1中将差相移开关激励至端口P1→P2的激励方式（左图）和电流波形图（右图）；
图6为本本发明实施例1中将差相移开关激励至端口P1→P3的激励方式（左图）和电流波形图（右图）；
图7为本发明实施例2中将差相移开关激励至端口P1→P2的激励方式（左图）和电流波形图（右图）
图8为本发明实施例2中将差相移开关激励至端口P1→P3的激励方式（左图）和电流波形图（右图）。
图中：1、魔T功分器；2、移相段A；3、移相段B；4、3DB电桥。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
实施例1：
一种差相移铁氧体锁式开关串联激励方法，所述差相移铁氧体锁式开关包括移相段A2和移相段B3，激励方法为将所述移相段A2、移相段B3单独激励，具体方法为：
如图5所示的激励方式（左图）和电流波形图（右图），将移相段A2正向激励至饱和态，调节移相段B3反向激励电流，从而将差相移开关激励至端口P1→P2；如图6所示的激励方式（左图）和电流波形图（右图），移相段A2反向激励至饱和态，调节移相段B3正向激励电流，可将差相移开关激励至端口P1→P3；
本实施例的方法的特点是：需要两组激励电路，激励时间较长，移相段A交替工作在正负饱和态，移相段B每次激励也会先激励至饱和态，再进行反方向调节，激励性能更加稳定。
实施例2
一种差相移铁氧体锁式开关串联激励方法，所述差相移铁氧体锁式开关包括移相段A2和移相段B3，激励方法为将所述移相段A2、移相段B3单独激励，具体方法为：
如图7所示的激励方式（左图）和电流波形图（右图），将移相段B3反向激励至饱和态，调节移相段A2正向激励电流，可将差相移开关激励至端口P1→P2；如图8所示的激励方式（左图）和电流波形图（右图），移相段A2反向激励至饱和态，调节移相段B3正向激励电流，可将差相移开关激励至端口P1→P3；
本实施例的方法的特点是：需要两组激励电路，激励时间最短，移相段A、B交替工作在反向饱和态，激励性能稳定。
激励效果测试：
首先：采用牌号X8HA11铁氧体材料制作一只完整的Ku波段差相移铁氧体锁式开关，结构如图1所示；
然后：采用上述实施例1和实施例2的方法对差相移铁氧体锁式开关两个平行移相段进行激励，在激励过程中用示波器测试激励时间；激励完成后，使用矢量网络分析仪测量电性能指标，包括驻波、隔离、损耗等，结果如表1所示：
表1 在常温下采用实施例1的激励方式得到的电性能数据
从表1可以得知，本发明的两种单独激励的方法均可实现对差相移铁氧体锁式开关的激励，且激励后电性能指标均较好，激励稳定，实施例2的激励时间更短，适用于对响应速度要求较高的场合。
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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种差相移铁氧体锁式开关单独激励方法，所述差相移铁氧体锁式开关包括移相段A（2）和移相段B（3），其特征在于：激励方法为将所述移相段A（2）、移相段B（3）单独激励；
所述单独激励的方法为：对所述移相段A（2）正向激励至饱和态，调节移相段B（3）反向激励电流，从而将差相移开关激励至端口P1→P2；对所述移相段A（2）反向激励至饱和态，调节移相段B（3）正向激励电流，从而将差相移开关激励至端口P1→P3，
或者，所述单独激励的方法为：对所述移相段B（3）反向激励至饱和态，调节移相段A（2）正向激励电流，从而将差相移开关激励至端口P1→P2；对所述移相段A（2）反向激励至饱和态，调节移相段B（3）正向激励电流，从而将差相移开关激励至端口P1→P3；其中，所述正向激励是指激励电流从移相段左进右出，所述反向激励是指激励电流从移相段右进左出；
所述移相段A（2）从反向饱和磁化-Br到正向饱和磁化+Br范围内对应的插入相位范围为Ø1到Ø2，所述移相段B（3）从反向饱和磁化-Br到正向饱和磁化+Br范围内对应的插入相位范围为Ø3到Ø4，其中，Ø1≈Ø3，Ø2≈Ø4。
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