CN210839529U - 一种小体积、多通道、高隔离的开关矩阵 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种小体积、多通道、高隔离的开关矩阵，主要解决现有开关矩阵面临的多通路开关矩阵体积大，小型化开关矩阵通路少，大部分开关矩阵隔离差的问题。该开关矩阵包括PCB板，分设与PCB板两侧并通过传输线缆连通的功分器与单刀六掷开关，以及与单刀六掷开关相连的放大器；所述功分器为一分三的功分器，所述功分器共设置六个，分别适用于不同频段的射频信号。通过上述设计，本实用新型产品体积小、安装方便灵活，信号频率切换更快，开关隔离度高，控制简单，能更好的服务通信系统，减小体积、节约人力物力、提高产品可操作性，适于推广用。

Description

一种小体积、多通道、高隔离的开关矩阵

技术领域

本实用新型涉及射频信号多路切换技术领域，具体地说，是涉及一种小体积、多通道、高隔离的开关矩阵。

背景技术

随着电子技术的进一步发展，通信系统对开关切换单元的要求越来越多，在某些应用中，对开关切换单元的体积、通路数量、各通路的独立性有更高的要求。在通信系统中，通信链路对开关切换单元的体积要求很高，开关切换单元能灵活的运用于各种场景中，如机柜、机箱、模块内部等。链路中输入信号数量增多，以减少人工更换线缆的频率、降低人工操作出错率、提高产品使用寿命，同时多路信号同时接收，能更准确、更快速的接收、切换信号，增加通信系统的时效性。通信系统中，干扰信号的存在会极大的影响信号接收和采集分析的准确性，故在接收端，系统需要更高的开关隔离度，以降低干扰信号的负面影响。

目前行业内的开关矩阵，大都使用机箱安装方式，该类安装方式需更大体积的机柜或机架作为载体，架设困难，且设备搬移时需耗费更多的人力物力，虽牢固稳定，但操作性较低；而市面上的小型化开关矩阵，多为二进二出的开关矩阵，开关路数较少，很难同时接收多路信号，并进行快速切换，目前采取的主要方式为增加小型化开关矩阵数量，以适应系统接收通路高速切换的要求，但此实现方式，控制复杂，且控制线路交错，可靠性和维修性较低；在隔离度指标实现上，主要靠集成开关本身的隔离度保证，该类开关在低频率隔离度较好，在高频段，如Ku波段，隔离度就大都无法满足使用要求，此时采用的方式主要为集成开关串联，即在开关的每条通路上再串联一级集成开关，以此增加隔离度，该方式能提高隔离度指标，但占用体积较大，控制线路增加，不利于实现小型化，且给软件控制增加难度。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种小体积、多通道、高隔离的开关矩阵，主要解决现有开关矩阵面临的多通路开关矩阵体积大，小型化开关矩阵通路少，大部分开关矩阵隔离差的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种小体积、多通道、高隔离的开关矩阵，包括PCB板，分设与PCB板两侧并通过传输线缆连通的功分器与单刀六掷开关，以及与单刀六掷开关相连的放大器；所述功分器为一分三的功分器，所述功分器共设置六个，分别适用于不同频段的射频信号；所述单刀六掷开关设置有三个，每个所述功分器将一路射频信号同幅同相的功分成的3路信号，分别对应连接一个单刀六掷开关。

进一步地，所述单刀六掷开关的毎路开关接收的射频信号的频段不同。

进一步地，所述开关矩阵还包括与放大器相连的衰减器。

作为优选，所述衰减器为可调衰减器。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型通过采用集成裸芯片器件，减小器件本身体积，PCB板采用RT5880板材，减少螺钉安装孔位置，较大程度减小产品体积，使产品安装方便、灵活；增加输入输出通路数量，使同个产品能在同一时间接收更多路数的射频信号，在模块内部通过开关切换，替换人工更换线缆和模块的工作，具有更改的速度和时效性；开关为自制基本原件模型组合，可根据需要在开关模型上增加二极管级数，提高开关隔离度，其能达到的效果可与多级集成开关串联工作相比，且占用体积小，控制简单。本使用新型能更好的服务通信系统，减小体积、节约人力物力、提高产品可操作性，适合推广应用。

附图说明

图1为本实用新型的原理框图。

图2为本实用新型的PCB板结构示意图。

其中，附图标记对应的名称为：

1-PCB板，2-功分器，3-单刀六掷开关，4-放大器，5-衰减器，6-传输线缆。

具体实施方式

下面结合附图说明和实施例对本实用新型作进一步说明，本实用新型的方式包括但不仅限于以下实施例。

实施例

如图1、2所示，本实用新型公开的一种小体积、多通道、高隔离的开关矩阵，包括PCB板1，分设与PCB板1两侧并通过传输线缆21连通的功分器2与单刀六掷开关3，以及与单刀六掷开关3相连的放大器4；所述功分器2为一分三的功分器，所述功分器2共设置六个，分别适用于不同频段的射频信号；所述单刀六掷开关3设置有三个。

所述功分器按照输入端口、输入频率，将射频信号功分为三路信号输出。所述功分器应对应当前接口的工作频率，如此，可在功分本频段的射频信号时，对非工作频段信号产生抑制效果。所述开关矩阵核心部件单刀多掷开关，接收从功分器输出的多路不同工作频段(或同频段)的射频信号，并按照控制需求，选择其中设定通路输出，同时对其他通路的射频信号产生较强抑制效果。该单刀多掷开关采用多级PIN二极管、梁氏引线二极管、芯片电阻、芯片电容、回路电感组成，能更好的调整隔离度指标，而且控制方式比较直观。

所述放大器用于补偿前级功分器、开关、传输线的损耗，调整整条链路增益，使整个模块不对射频信号产生损耗。放大器选用比工作频带稍宽的型号，能防止在工作频带边缘产生较大幅度的损耗，降低产品效能。

在本实施例中，六个功分器的工作频率为0.3GHz～0.8GHz、0.8GHz～2GHz、2GHz～4GHz、4GHz～8GHz、8GHz～12GHz、12GHz～18GHz。

单刀六掷开关3工作频率为0.3GHz～18GHz，三只开关工作频率相同，独立控制，传输线6为射频柔性电缆，工作频率为DC～26.5GHz，连接各个功分器与单刀六掷开关。

放大器4工作频率为DC～20GHz，对该频段内信号产生放大作用，且该放大器增益曲线为正斜率，即在低频率的增益偏低，高频率的增益偏高，如此可补偿各器件幅频特性带来的各频率损耗差异。衰减器5为可调衰减器，该衰减器工作频率范围为DC～40GHz，可通过25um金丝连接不同焊盘，调整整条链路增益。

不同工作频率的射频信号从对应的射频输入接口进入模块，经过传输线传输至单刀六掷开关，此处可依照外部输入控制指令(并行TTL控制或串口控制)，控制单刀六掷开关切换不同的状态，即选通不同的工作频率，以实现通信频率的快速切换，再经过后端放大器和衰减器的补偿和调节，使得每路进入链路的射频信号在本链路中实现信号的快速切换，又不影响其幅度。

通过上述设计，本实用新型产品体积小、安装方便灵活，信号频率切换更快，开关隔离度高，控制简单，能更好的服务通信系统，减小体积、节约人力物力、提高产品可操作性，具有很高的使用价值和推广价值。

上述实施例仅为本实用新型的优选实施方式之一，不应当用于限制本实用新型的保护范围，但凡在本实用新型的主体设计思想和精神上作出的毫无实质意义的改动或润色，其所解决的技术问题仍然与本实用新型一致的，均应当包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种小体积、多通道、高隔离的开关矩阵，其特征在于，包括PCB板(1)，分设与PCB板(1)两侧并通过传输线缆(6)连通的功分器(2)与单刀六掷开关(3)，以及与单刀六掷开关(3)相连的放大器(4)；所述功分器(2)为一分三的功分器，所述功分器(2)共设置六个，分别适用于不同频段的射频信号；所述单刀六掷开关(3)设置有三个，每个所述功分器(2)将一路射频信号同幅同相的功分成的3路信号，分别对应连接一个单刀六掷开关(3)。

2.根据权利要求1所述的一种小体积、多通道、高隔离的开关矩阵，其特征在于，所述单刀六掷开关(3)的毎路开关接收的射频信号的频段不同。

3.根据权利要求1所述的一种小体积、多通道、高隔离的开关矩阵，其特征在于，还包括与放大器(4)相连的衰减器(5)。

4.根据权利要求3所述的一种小体积、多通道、高隔离的开关矩阵，其特征在于，所述衰减器(5)为可调衰减器。

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