CN215120755U - 一种共形固态射频开关结构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种共形固态射频开关结构，包括由矩形屏蔽框和上下盖板形成的矩形屏蔽腔体，在矩形屏蔽框上下盖板外端面上分别设置有SMA‑K射频接入端口，在上下盖板内端面间隔分别设置有射频PCB线路板，SMA‑K射频接入端口穿过上下盖板与射频PCB线路板焊接连接，其中，上盖板外端面设置两组SMA‑K射频接入端口，下盖板外端面设置两组SMA‑K射频接入端口，每一组SMA‑K射频接入端口为5个，在矩形屏蔽框一侧设置有开关控制面板，控制面板上设置有电源接入插孔、信号接入插孔和开关控制选择拨盘。本实用新型解决了在已有的空间内实现近3倍于4G测试平台端口的扩展问题。
Description
技术领域
本实用新型属于射频开关领域，特别涉及一种共形固态射频开关结构。
背景技术
目前，配合综测仪实现对手机单板射频RF性能测试。随着通信制式的不断增加、终端设备天线端口不断增加、对于产线测试系统而言、靠增加仪表来弥补端口的不足会导致成本陡增， 在4G时代，自动化测试系统平台会采用4个机械式SP6T实现24个端口的扩展。尽管机械开关存在寿命短、体积大等缺点，但是插损小、驻波好、隔离度高等性能上的优点成为了保证测试系统精度、动态的关键，也相应成为测试系统端口扩展的首选。
然而在5G时代所面临的问题是，需要在同样的自动化平台实现64个端口的扩展，同时还需要保证系统的测试精度、测量动态。如何在已有的空间内集成实现近3倍端口的扩展，同时达到机械开关相当的性能，是需要研究解决的问题。
发明内容
本实用新型提出了一种共形固态射频开关结构，通过开关结构改进设置，解决了在已有的空间内实现近3倍端口的扩展问题。
为了实现上述目的，本实用新型提出的技术方案是：一种共形固态射频开关结构，包括由矩形屏蔽框和上下盖板形成的矩形屏蔽腔体，在矩形屏蔽框上下盖板外端面上分别设置有SMA-K射频接入端口，在上下盖板内端面间隔分别设置有射频PCB线路板，SMA-K射频接入端口穿过上下盖板与射频PCB线路板焊接连接，其中，上盖板外端面设置两组SMA-K射频接入端口，下盖板外端面设置两组SMA-K射频接入端口，每一组SMA-K射频接入端口为5个，5个SMA-K射频接入端口间隔布局在上、下盖板外端面，在矩形屏蔽框一侧设置有开关控制面板，控制面板上设置有电源接入插孔、信号接入插孔和芯片地址配置选择拨盘。
方案进一步是：所述矩形屏蔽腔体的宽度小于60mm, 长度小于70mm，从上盖板SMA-K射频接入端口端面到下盖板SMA-K射频接入端口端面的距离小于30mm。
方案进一步是：所述每一组SMA-K射频接入端口在矩形屏蔽腔体内相互屏蔽隔离。
方案进一步是：所述电源接入插孔、信号接入插孔分为二组，当多个共形固态射频开关串联使用时，所述二组中的一组用于实现电源3.3V供电接入和控制I2C信号接入，二组中的另一组用于开关间级联3.3V输出和I2C总线的连接，I2C受控芯片地址配置选择拨盘。
方案进一步是：所述射频PCB线路板采用厚度为0.254mm的2层电路结构，线路板材料相对介电常数为2.2，线路板上的印刷线路线宽为对应标准50欧姆的0.76mm微带线宽。
本实用新型的有益之处是：通过开关结构改进设置，不同于常规开关连接器置于窄面侧出的设计，同轴连接器垂直于屏蔽腔体两个平面实现射频信号的输入输出，两面共4组SP4T、每一组SP4T的4个输出接口处于矩形位置布局,尺寸可以压缩至最优化利于同样的已有的空间平台布局，使用4个本结构固态射频开关最大化的解决了连接的便捷性和空间的利用率，又不增加开关的结构空间，解决了在已有的空间内实现近3倍于4G测试平台端口的扩展问题。
附图说明
图1是本实用新型结构分解示意图；
图2为本实用新型结构上下盖板组装后内部装配局部结构示意图；
图3为本实用新型结构上端面SMA-K射频接入端口布局示意图；
图4为本实用新型结构下端面SMA-K射频接入端口布局示意图；
图5为本实用新型结构控制面板布局示意图；
图6为多个共形固态射频开关串联使用信号间关系示意图。
具体实施方式
一种共形固态射频开关结构，如图1、图2、图3、图4和图5所示，所述共形固态射频开关结构包括由矩形屏蔽框1和上盖板2、下盖板3形成的矩形屏蔽腔体，在矩形屏蔽框上下盖板外端面上分别设置有SMA-K射频接入端口4，在上下盖板内端面间隔分别设置有射频PCB线路板5，SMA-K射频接入端口穿过上下盖板与射频PCB线路板5焊接连接，射频PCB线路板上有印刷电路，射频PCB线路板采用厚度为0.254mm的2层电路结构，线路板材料选择Rogers RT/duroid 5880，其相对介电常数为2.2，线路板上的印刷线路线宽为对应标准50欧姆的0.76mm微带线宽。其中，如图3所示，上盖板外端面设置两组SMA-K射频接入端口（A、A1、A2、A3、A4为一组，B、B1、B2、B3、B4为一组），如图4所示，下盖板外端面设置两组SMA-K射频接入端口（D、D1、D2、D3、D4为一组，C、C1、C2、C3、C4为一组），每一组SMA-K射频接入端口为5个，1个SMA-K为开关公共接入端口（A、B、D、C），4个SMA-K射频接入端口为开关分接入端口为开关分端口（A1、A2、A3、A4；B1、B2、B3、B4；D1、D2、D3、D4；C1、C2、C3、C4），5个SMA-K射频接入端口间隔布局在上、下盖板外端面，在矩形屏蔽框一侧设置有开关控制面板101，控制面板上设置有电源接入插孔和信号接入插孔6以及芯片（IC）地址配置选择拨盘7；其中：所述每一组SMA-K射频接入端口在矩形屏蔽腔体内相互屏蔽隔离，如图1所示，上盖板和下盖板上的各两组SMA-K射频接入端口在矩形屏蔽腔体内通过隔板102相互屏蔽隔离，上下之间，如图2所示，通过隔板103相互屏蔽隔离。
如图5和图6所示，所述电源接入插孔、信号接入插孔分为二组，如图5所示的左边一组，右边一组；图6示意了两组电源接入插孔、信号接入插孔在多个共形固态射频开关串联使用时的信号相互关系，其中：所述二组中的一组（如图中的与主控板连接的一组）用于实现电源3.3V供电接入和控制I2C信号接入，二组中的另一组（与下一个共形固态射频开关串联）用于开关间级联3.3V输出和I2C总线的连接，其中的I2C受控芯片地址配置选择拨盘。
在上述结构下可以实现固态射频开关最优化，所述矩形屏蔽腔体的宽度小于60mm，本实施例为58mm； 长度小于70mm，本实施例为65mm；从上盖板SMA-K射频接入端口端面到下盖板SMA-K射频接入端口端面的距离h小于30mm，本实施例为25mm。
在本实施例上下同轴馈电结构设计中，PCB电路板置于顶层、SMA-K射频接入端口连接器法兰置于中间、SMA-K射频接入端口载体为上下盖板，通过该连接构型能保证连接器端面与PCB板间距高度的压缩，仅9mm高度，两侧背靠背完成产品时仅需要25mm高度，远小于机械开关的60mm。
本结构使用SMA-K射频接入端口是标准50欧SMA连接端口，而PCB板侧连接部分则通过局部空间电路的台阶设计，采用空气同轴模式，将6-8GHz的回波性能优化了6dB，使得固态开关最终S11达到＜-21dB的性能要求。
本共形固态射频开关结构在固定上，射频板固定孔与SMA-K射频接入端口连接器法兰固定孔同心设计，共用底部载体作为固定载体，使得连接器的受力不是作用于射频PCB板上，更好的保证了连接器的可靠性；螺钉直接将PCB压于连接器的壳体地上，也可以良好的实现微带地与壳体地的良好接触与传导，在匹配性能方面，对同轴、微带同时做匹配优化、降低接传输结构的回波损耗，在0.4GHz～8GHz频率范围内，仿真达到了S11＜-28dB。
本共形固态射频开关结构打破了传统以腔体载体做为电路设计基板的设计思维，用外壳作为电路接地载板，结构主体作为屏蔽腔体，通过主体作为屏蔽腔，分别构建4个独立屏蔽腔，分别实现4个各个独立的SP4T的空间；这种结构组成与分布是实现4个SP4T高密度集成、高隔离集成、与SP6T空间构型共形的至关重要的一部分。
上述本共形固态射频开关结构通过改进设置，不同于常规开关连接器置于窄面侧出的设计，同轴连接器垂直于屏蔽腔体两个平面实现射频信号的输入输出，两面共4组SP4T、每一组SP4T的4个输出接口处于矩形位置布局,尺寸可以压缩至最优化利于同样的已有的空间平台布局，使用4个本结构固态射频开关最大化的解决了连接的便捷性和空间的利用率，又不增加开关的结构空间，解决了在已有的空间内实现近3倍于4G测试平台端口的扩展问题。
Claims (5)
1.一种共形固态射频开关结构，包括由矩形屏蔽框和上下盖板形成的矩形屏蔽腔体，其特征在于，在矩形屏蔽框上下盖板外端面上分别设置有SMA-K射频接入端口，在上下盖板内端面间隔分别设置有射频PCB线路板，SMA-K射频接入端口穿过上下盖板与射频PCB线路板焊接连接，其中，上盖板外端面设置两组SMA-K射频接入端口，下盖板外端面设置两组SMA-K射频接入端口，每一组SMA-K射频接入端口为5个，5个SMA-K射频接入端口间隔布局在上、下盖板外端面，在矩形屏蔽框一侧设置有开关控制面板，控制面板上设置有电源接入插孔、信号接入插孔和芯片地址配置选择拨盘。
2. 根据权利要求1所述的共形固态射频开关结构，其特征在于，所述矩形屏蔽腔体的宽度小于60mm, 长度小于70mm，从上盖板SMA-K射频接入端口端面到下盖板SMA-K射频接入端口端面的距离小于30mm。
3.根据权利要求1所述的共形固态射频开关结构，其特征在于，所述每一组SMA-K射频接入端口在矩形屏蔽腔体内相互屏蔽隔离。
4.根据权利要求1所述的共形固态射频开关结构，其特征在于，所述电源接入插孔、信号接入插孔分为二组，当多个共形固态射频开关串联使用时，所述二组中的一组用于实现电源3.3V供电接入和控制I2C信号接入，二组中的另一组用于开关间级联3.3V输出和I2C总线的连接，I2C受控芯片地址配置选择拨盘。
5.根据权利要求1所述的共形固态射频开关结构，其特征在于，所述射频PCB线路板采用厚度为0.254mm的2层电路结构，线路板材料相对介电常数为2.2，线路板上的印刷线路线宽为对应标准50欧姆的0.76mm微带线宽。
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2021
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