CN204167443U - 一种宽带单刀十六掷等相pin开关 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种宽带单刀十六掷等相PIN开关，包括结构壳体、射频电路和电源驱动电路，其特征在于，所述结构壳体的外部形状为矩形，所述结构壳体内侧开有内腔，所述内腔为双面铣腔，所述射频电路安装于所述双面铣腔的正面腔体，所述电源驱动电路安装于所述双面铣腔的背面腔体，所述结构壳体上开有过孔，所述射频电路与所述电源驱动电路通过所述过孔连接，所述射频电路采用一分四、四分八、八分十六的多级开关组合模式，所述电源驱动电路的控制信号为4位TTL信号。本实用新型具有以下优点：可以满足1-18GHz的超宽带工作频率；并且具有更高的集成度，可以实现同样的目标单元数下更低损耗、并且具有更好的相位一致性、小型化程度高也便于多元复合。

Description

一种宽带单刀十六掷等相PIN开关

技术领域

本实用新型涉及一种宽带单刀十六掷等相PIN开关，属于射频仿真技术领域。

背景技术

微波开关主要用来控制微波信号的传输路径，在微波技术各个领域尤其在射频仿真领域中有着大量应用。PIN开关以其响应速度快、可靠性高、相位特性好、成本较低的优点在射频仿真系统中起着不可替代的作用。

常见的射频仿真系统中，主要采用由单刀四掷或单刀五掷 PIN开关组成的开关矩阵，来实现不同目标单元传输路径的控制。随着雷达、导引头等电子设备技术的发展，室内射频仿真系统正在经受着各种考验；为满足多型号、多制式的雷达、导引头试验要求，射频仿真系统正向着更多目标单元、高性能、宽带化、多元复合的方向发展，原有的单刀四掷或单刀五掷 PIN开关矩阵模式逐渐不能满足射频仿真系统的使用要求，在一定程度上限制了系统性能的提高，更多的目标单元情况下开关层数的增加也会提高施工难度、降低系统可靠性，且设备量的增加也会提高建设成本。

实用新型内容

为解决上述技术问题，克服现有技术中存在的缺陷，本实用新型提供一种宽带单刀十六掷等相PIN开关。

本实用新型采用如下技术方案：一种宽带单刀十六掷等相PIN开关，包括结构壳体、射频电路和电源驱动电路，其特征在于，所述结构壳体的外部形状为矩形，所述结构壳体内侧开有内腔，所述内腔为双面铣腔，所述射频电路安装于所述双面铣腔的正面腔体，所述射频电路包括微波介质板及芯片，所述电源驱动电路安装于所述双面铣腔的背面腔体，所述结构壳体上开有过孔，所述射频电路与所述电源驱动电路通过所述过孔连接，所述射频电路采用一分四、四分八、八分十六的多级开关组合模式，所述电源驱动电路的控制信号为4位TTL信号。

更进一步地说，结构壳体的盖板为内嵌式。

更进一步地说，射频电路部分内腔为窄腔。

更进一步地说，窄腔与射频电路片走线相同。

更进一步地说，多级开关包括首级单刀四掷开关、次级单刀双掷开关和末级单刀双掷开关。

更进一步地说，首级单刀四掷开关的四路输出端口至公共端口的电长度保持一致，次级的单刀双掷开关和末级的单刀双掷开关的电路结构完全对称。

更进一步地说，首级单刀四掷开关和次级单刀双掷开关的电路结构模型的隔离度小于末级单刀双掷开关的电路结构模型的隔离度。

更进一步地说，末级单刀双掷开关的输出端设置有吸收电路。

本实用新型所达到的有益效果：本实用新型可以满足1-18GHz的超宽带工作频率；并且具有更高的集成度，可以实现同样的目标单元数下更低损耗、并且具有更好的相位一致性、小型化程度高也便于多元复合。

附图说明

图1是本实用新型的外形结构示意图。

图2是本实用新型的射频电路内腔示意图。

图3是本实用新型的射频电路片的设计示意图。

图4是本实用新型的首级单刀四掷低隔离开关电路图。

图5是本实用新型的次级单刀双掷低隔离开关电路图。

图6是本实用新型的末级单刀双掷高隔离开关电路图。

图7是本实用新型的电源驱动电路板的设计示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

本实用新型主要的组成部分为三部分：结构壳体、射频电路、电源驱动电路。

一、结构壳体设计，本实用新型的结构壳体主要从以下三个方面进行设计：（1）在外形方面，采用矩形外观设计，这样的设计便于安装及电缆布线，节省安装空间，并且有利于后期的维修更换，本实用新型的外形结构示意图如图1所示；（2）在内腔方面，采用双面铣腔的方式，正面腔体安装射频电路，背面腔体安装电源驱动电路，射频电路与电源驱动电路之间的连接通过预留的过孔实现，有效的缩小了模块尺寸；（3）在屏蔽设计方面，盖板采用内嵌式设计，射频电路部分内腔则采用窄腔设计，设计成与射频电路片走线相同的不规则窄腔，这样可以防止射频信号在内腔中串扰，提高不同端口的隔离度并改善端口驻波，本实用新型的射频电路内腔示意图如图2所示。

二、射频电路设计，本实用新型主要是应用于射频仿真系统，射频仿真系统中对使用的PIN开关有着幅相一致性、宽带化、低损耗、高隔离度的指标要求。

为满足幅相一致性尤其是相位一致性的要求，需要满足十六个输出端口至公共端口的等电长度要求。在矩形外形下要同时实现十六个输出端口至公共端等电长度的要求非常困难，因此，本使用新型采用一分四，四分八，然后八分十六的多级开关组合模式来实现单刀十六掷的功能，这样在电路设计上比较容易实现，内腔的加工工艺也比较简单。首级的单刀四掷开关，设计时保证四路输出端口至公共端口的电长度保持一致；次级、末级的单刀双掷开关则均采用完全对称的电路结构；装配过程中对焊接工艺严格要求；以上几个方面可以保证十六个输出端口至公共端口的等电长度要求。成件的实测数据为十六个输出端口间的相位差≤±15°18GHz，本实用新型的射频电路片的设计示意图如图3所示。

为满足宽带低损耗的指标要求，本实用新型均采用高性能的微波介质板及芯片，并且三层开关组合中：首级单刀四掷、次级单刀双掷开关均采用损耗较低而隔离度较小的电路结构模型，本实用新型的首级单刀四掷低隔离开关电路图如图4所示，本实用新型的次级单刀双掷低隔离开关电路图如图5所示；而末级单刀双掷则采用损耗相对较大而隔离度较大的电路结构模型；这样的电路组合，既可以满足高隔离度的指标要求，又尽量降低了损耗。同时，末级单刀双掷开关的输出端加入吸收电路，保证输出端口断开状态下依然具有良好的驻波特性，本实用新型的末级单刀双掷高隔离开关电路图如图6所示。成件实测指标在1~18GHz范围内：损耗≤6.5dB，驻波（通/断）≤2.0，端口隔离度≥70dB。

三、电源驱动电路，本实用新型控制信号为4位TTL信号，通过4位TTL的高-低电平组合来实现控制十六路输出端口之间的路径切换，而电源驱动电路即可以根据4位TTL的不同状态输出射频电路需要的驱动电压或驱动电流，并且当TTL状态发生变化时具有快速响应的能力。本实用新型的电源驱动电路板的设计示意图如图7所示。成件实测指标在1~18GHz范围内：单刀十六掷开关的响应速度≤100nS。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种宽带单刀十六掷等相PIN开关，包括结构壳体、射频电路和电源驱动电路，其特征在于，所述结构壳体的外部形状为矩形，所述结构壳体内侧开有内腔，所述内腔为双面铣腔，所述射频电路安装于所述双面铣腔的正面腔体，所述射频电路包括微波介质板及芯片，所述电源驱动电路安装于所述双面铣腔的背面腔体，所述结构壳体上开有过孔，所述射频电路与所述电源驱动电路通过所述过孔连接，所述射频电路采用一分四、四分八、八分十六的多级开关组合模式，所述电源驱动电路的控制信号为4位TTL信号。

2.根据权利要求1所述的一种宽带单刀十六掷等相PIN开关，其特征在于，所述结构壳体的盖板为内嵌式。

3.根据权利要求1所述的一种宽带单刀十六掷等相PIN开关，其特征在于，所述射频电路部分内腔为窄腔。

4.根据权利要求3所述的一种宽带单刀十六掷等相PIN开关，其特征在于，所述窄腔与射频电路片走线相同。

5.根据权利要求1所述的一种宽带单刀十六掷等相PIN开关，其特征在于，所述多级开关包括首级单刀四掷开关、次级单刀双掷开关和末级单刀双掷开关。

6.根据权利要求5所述的一种宽带单刀十六掷等相PIN开关，其特征在于，所述首级单刀四掷开关的四路输出端口至公共端口的电长度保持一致，所述次级的单刀双掷开关和所述末级的单刀双掷开关的电路结构完全对称。

7.根据权利要求6所述的一种宽带单刀十六掷等相PIN开关，其特征在于，所述首级单刀四掷开关和所述次级单刀双掷开关的电路结构模型的隔离度小于所述末级单刀双掷开关的电路结构模型的隔离度。

8.根据权利要求7所述的一种宽带单刀十六掷等相PIN开关，其特征在于，所述末级单刀双掷开关的输出端设置有吸收电路。