CN213521942U - 一种平面全交换矩阵 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种平面全交换矩阵，属于电子信息技术领域。它是一种基于微波多层印制技术的小型化平面M×N全交换矩阵，包括低噪声放大器、内埋分路器、选择开关、衰减器、电源管理及控制芯片等部件。本实用新型利用微波传输线内埋技术、无源器件内埋技术及准同轴微波过孔技术将全交换矩阵电路集成于一块多层电路底板之上，实现了全交换矩阵的平面化，大大缩减了电路的结构尺寸，显著降低了全交换矩阵的装配、调试成本，同时改善了驻波比、带内平坦度等射频指标，特别适合于高性能信息共用系统的小型化、轻量化实现。

Description

一种平面全交换矩阵

技术领域

本实用新型涉及电子信息技术领域，特别涉及一种平面形式的全交换矩阵的实现方法。

背景技术

全交换矩阵广泛应用于各种射频、中频信息共用系统，可显著降低各类电子、通信系统的建设、运营成本。随着我国通信及广播事业的飞速发展，全交换矩阵的使用需求量很大，且呈逐年提升的态势。

全交换矩阵的实现方式主要有两种：一种是通过单一crossbar网络实现，另一种是通过二级网络实现。具体而言，为实现M×N全交换，单一crossbar网络交换矩阵须使用N个M分路器和M个N选一开关交叉安装而成；假设M＝M1×M2而N＝N2×N1，则二级网络实现方式的交换矩阵可使用M个N2分路器、M1×N1个M2×N2规模的crossbar网络，及N个M2选一开关级联获得。

两种实现方式的核心单元均为crossbar网络。目前，这一网络的实现方法是通过射频电缆或射频转接器将模块形式的分路器、选择开关的相应端口进行互联。这种方法的实现原理较为简单，但所需的射频电缆或射频转接器数量大，装配、维修成本高，体积大且难以压缩，难以满足日益增长的设备小型化需求，也不利于制造及维护成本的控制。

实用新型内容

针对上述现有技术中存在的问题，本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种基于微波多层印制技术的平面化全交换矩阵，能够大幅缩减传统全交换矩阵的尺寸，降低设备的：

本实用新型采用的技术方案为：

一种平面全交换矩阵，包括一块微波多层印制板和安装于微波多层印制板上的分立器件；分立器件包括M个射频输入端口、M个内埋N分路器、N个M选一开关以及N个射频输出端口；

M个内埋分路器分别集成在微波多层印制板的中间层，每个内埋分路器集成在单独的一层，其他分立器件安装在微波多层印制板的表面层；M个射频输入端口依次与M个内埋N分路器、N个M选一开关以及N个射频输出端口对应相连接；其中，M和N分别为大于1的自然数。

其中，M个射频输入端口与M个内埋N分路器的输入端之间还连接有M个低噪声放大器，N个M选1开关的输出端与N个射频输出端口之间还连接有N个衰减器，M个低噪声放大器和N个衰减器安装在微波多层印制板的表面层。

其中，所有射频输入端口和射频输出端口分布于同一平面。

其中，所述微波多层印制板使用埋嵌电阻材料及工艺制造；内埋N分路器依托埋嵌电阻技术实现输出端口间的隔离。

其中，所述各分立器件端口间微波信号的连接使用微波内埋传输线及准同轴微波过孔实现。

其中，M个内埋N分路器的电路图形在印制板轴向重合。

本实用新型与背景技术相比具有如下优点：

1、本实用新型采用微波多层印制技术，实现了全交换矩阵的平面化。

2、本实用新型采用微波多层印制技术，大幅度缩减了全交换矩阵的尺寸。

3、本实用新型所有部件集成或安装于单一微波多层印制板，采用通用的电装技术即可实现装配、维修。

总之，该全交换矩阵能够大幅缩减结构尺寸，并有效降低装配、维修难度，是对现有技术的一种重要改进。

附图说明

图1是本实用新型全交换矩阵的原理框图

图2是本实用新型实施例一的全交换矩阵的原理框图。

图3是本实用新型实施例一的全交换矩阵的结构示意图。

图4是本实用新型实施例二的全交换矩阵的原理框图。

图5是本实用新型实施例二的全交换矩阵的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。

一种平面全交换矩阵，包括一块微波多层印制板和安装于微波多层印制板上的分立器件；分立器件包括M个射频输入端口、M个内埋N分路器、N个M选一开关以及N个射频输出端口；M个内埋分路器分别集成在微波多层印制板的中间层，每个内埋分路器集成在单独的一层，其他分立器件安装在微波多层印制板的表面层；M个射频输入端口依次与M个内埋N分路器、N个M选一开关以及N个射频输出端口对应相连接；其中，M和N分别为大于1的自然数。可选的，M个射频输入端口与M个内埋N分路器的输入端之间还连接有M个低噪声放大器，N个M选1开关的输出端与N个射频输出端口之间还连接有N个衰减器，M个低噪声放大器和N个衰减器安装在微波多层印制板的表面层。各分立器件的连接关系参照图1。

实施例1

如图2所示，一种2×2平面全交换矩阵，包括一块微波多层印制板和安装于印制板之上的分立器件；所述微波多层印制板的中间层集成了2个内埋2分路器；所述微波多层印制板的表面安装2个低噪声放大器，其输入分别为2个射频输入端口，其输出分别接入2个内埋2分路器的输入端口；所述2个内埋2分路器的输出端口，分别接入2个2选一开关的输入端口，2选一开关的输出端口依次接入2个衰减器，2个衰减器的输出为全交换矩阵的输出端口；所述2个低噪声放大器和2个2选一开关的电源及控制由安装于印制板上的电源管理及控制芯片提供。

如图3所示，所述2个内埋2分路器分别在微波多层印制板内的两个中间层集成，每个内埋分路器集成在单独的一层；所述低噪声放大器、2选一开关、衰减器、电源管理及控制芯片等分立器件安装于微波多层印制板的上、下两个表面；所述2个射频输入端口、2个射频输出端口分布于微波多层印制板的上表面或下表面并分置左、右两侧，便于连接器装配。所述各射频输入端口、射频输出端口、内埋2分路器的输入、输出端口与各分立器件的连接通过微波多层传输线及准同轴微波过孔实现。所述微波多层印制板使用埋嵌电阻材料及工艺制造；内埋N分路器依托埋嵌电阻技术实现输出端口间的隔离。内埋N分路器的电路图形在印制板轴向重合，对于微波通孔的布设，可以提供最大的设计空间。

实施例2

如图4所示，一种4×8平面全交换矩阵，包括一块微波多层印制板和安装于印制板之上的分立器件；所述微波多层印制板内部集成了4个内埋8分路器；所述微波多层印制板的表面安装4个低噪声放大器，其输入分别为4个射频输入端口，其输出分别接入4个内埋8分路器的输入端口；所述4个内埋8分路器的输出端口，分别接入8个4选一开关的输入端口，4选一开关的输出端口依次接入8个衰减器，8个衰减器的输出为全交换矩阵的输出端口；所述4个低噪声放大器和8个4选一开关的电源及控制由安装于印制板上的电源管理及控制芯片提供。

如图5所示，所述4个内埋8分路器分别在微波多层印制板内的两个中间层集成，每个内埋分路器集成在单独的一层；所述低噪声放大器、4选一开关、衰减器、电源管理及控制芯片等分立器件安装于微波多层印制板的上、下两个表面；所述4个射频输入端口、8个射频输出端口分布于微波多层印制板的上表面或下表面并分置左、右两侧，便于连接器装配；所述各射频输入端口、射频输出端口、内埋分路器的输入、输出端口与各分立器件的连接通过微波多层传输线及准同轴微波过孔实现。所述微波多层印制板使用埋嵌电阻材料及工艺制造；内埋N分路器依托埋嵌电阻技术实现输出端口间的隔离。内埋N分路器的电路图形在印制板轴向重合，对于微波通孔的布设，可以提供最大的设计空间。

Claims (6)

1.一种平面全交换矩阵，其特征在于,包括一块微波多层印制板和安装于微波多层印制板上的分立器件；分立器件包括M个射频输入端口、M个内埋N分路器、N个M选一开关以及N个射频输出端口；

M个内埋分路器分别集成在微波多层印制板的中间层，每个内埋分路器集成在单独的一层，其他分立器件安装在微波多层印制板的表面层；M个射频输入端口依次与M个内埋N分路器、N个M选一开关以及N个射频输出端口对应相连接；其中，M和N分别为大于1的自然数。

2.根据权利要求1所述的一种平面全交换矩阵，其特征在于,M个射频输入端口与M个内埋N分路器的输入端之间还连接有M个低噪声放大器，N个M选1开关的输出端与N个射频输出端口之间还连接有N个衰减器，M个低噪声放大器和N个衰减器安装在微波多层印制板的表面层。

3.根据权利要求1所述的一种平面全交换矩阵，其特征在于,所有射频输入端口和射频输出端口分布于同一平面。

4.根据权利要求1所述的一种平面全交换矩阵，其特征在于,所述微波多层印制板使用埋嵌电阻材料及工艺制造；内埋N分路器依托埋嵌电阻技术实现输出端口间的隔离。

5.根据权利要求1或2所述的一种平面全交换矩阵，其特征在于,所述各分立器件端口间微波信号的连接使用微波内埋传输线及准同轴微波过孔实现。

6.根据权利要求1所述的一种平面全交换矩阵，其特征在于，M个内埋N分路器的电路图形在印制板轴向重合。

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