CN219812167U - 一种便携式超短波矩阵交换机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种便携式超短波矩阵交换机，包括壳体、壳体内设置的交换模块、以及壳体上设置的通用接头，所述通用接头与交换模块连接；所述通用接头包括输入接头、输出接头以及数据接头；所述交换模块包括功分器单元、射频开关单元以及控制单元，所述射频开关单元至少设置两个，各所述射频开关单元并联后与功分器单元连接，每一所述射频开关单元的输入端口均与功分器单元连接，控制端口均与控制单元连接，输出端口均与输出接头连接；所述功分器单元的输入端与输入接头连接，输出端与射频开关单元的输入端口连接。本实用新型提供了一种便携式超短波矩阵交换机，具有体积小，重量轻，接口简便，便于操作和携带，防水性好的优点。

Description

一种便携式超短波矩阵交换机

技术领域

本实用新型属于矩阵交换机领域，尤其是涉及一种便携式超短波矩阵交换机。

背景技术

在无线电侦收领域，矩阵是常见的设备，传统矩阵设备都是2U及以上的上架设备，现有射频交换矩阵，例如传统4×4矩阵实现方式最少需要4个低噪声放大器、4个1分4功分器及4个四选一切换开关组成，加上各模块间的线路连接，造成设备体积较大，不利于实现设备的小型化和便携化。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种便携式超短波矩阵交换机，以解决现有矩阵交换机由于内部器件复杂，导致体积增大，不便携带的问题。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种便携式超短波矩阵交换机，包括壳体、壳体内设置的交换模块、以及壳体上设置的通用接头，所述通用接头与交换模块连接；

所述通用接头包括输入接头、输出接头以及数据接头；所述交换模块包括功分器单元、射频开关单元以及控制单元，所述射频开关单元至少设置两个，各所述射频开关单元并联后与功分器单元连接，每一所述射频开关单元的输入端口均与功分器单元连接，控制端口均与控制单元连接，输出端口均与输出接头连接；所述功分器单元的输入端与输入接头连接，输出端与射频开关单元的输入端口连接；所述控制单元与数据接头连接。

进一步的，所述射频开关单元设置有两个，所述功分器单元对应设置有四个，所述输入接头对应设置有四个，所述输出接头对应设置有四个。

进一步的，所述射频开关单元包括HMC596芯片。

进一步的，所述功分器单元包括SBTC-2-10+贴片式功分器。

进一步的，所述控制单元包括STM32L0系类低功耗单片机。

进一步的，所述数据接头采用USB接口。

进一步的，所述壳体上设有用于安装通用接头的装配孔，所述壳体上对应装配孔的位置设有防水密封垫圈。

进一步的，所述壳体包括盒体、以及盒体上设置的盖板，所述盒体与盖板之间设有防水密封条，盒体上设有与防水密封条配合的装配槽。

相对于现有技术，本实用新型所述的一种便携式超短波矩阵交换机具有以下优势：

本实用新型提供了一种便携式超短波矩阵交换机，具有体积小，重量轻，接口简便，便于操作和携带，防水性好的优点。通过采用壳体结构承载交换模块，并在通用接头与壳体连接处设置防水密封垫圈，提高了这种矩阵交换机的防水性能，使得这种矩阵交换机环境适应性强，能够在高湿、高盐、高原、高寒等多种恶劣环境下使用。这种矩阵交换机通过简化内部结构和电路，降低了内部结构和电路的复杂度，从而实现了轻量化和小型化设计，便于操作人员携带和使用，进一步提高了这种矩阵交换机的适用性。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的一种便携式超短波矩阵交换机的结构示意图；

图2为本实用新型实施例所述的一种便携式超短波矩阵交换机中盒体的结构示意图；

图3为本实用新型实施例所述的一种便携式超短波矩阵交换机使用状态的连接示意图；

图4为本实用新型实施例所述的一种便携式超短波矩阵交换机中交换模块的工作原理图；

图5为本实用新型实施例所述的一种便携式超短波矩阵交换机中功分器单元与射频开关单元连接的电路示意图；

图6为本实用新型实施例所述的一种便携式超短波矩阵交换机中控制单元的电路示意图。

附图标记说明：

1、通用接头；2、防水密封垫圈；3、防水密封条；4、交换模块；5、盒体；6、盖板；7、USB接口。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

一种便携式超短波矩阵交换机，如图1至图6所示，包括壳体、壳体内设置的交换模块4、以及壳体上设置的通用接头1，所述通用接头1与交换模块4连接。

上述通用接头1包括输入接头、输出接头以及数据接头；所述交换模块4包括功分器单元、射频开关单元以及控制单元，所述射频开关单元至少设置两个，各所述射频开关单元并联后与功分器单元连接，每一所述射频开关单元的输入端口均与功分器单元连接，控制端口均与控制单元连接，输出端口均与输出接头连接；所述功分器单元的输入端与输入接头连接，输出端与射频开关单元的输入端口连接；所述控制单元与数据接头连接。

示例性的，射频开关单元设置有两个，所述功分器单元对应设置有四个，所述输入接头对应设置有四个，所述输出接头对应设置有四个。具体的，射频开关单元包括HMC596芯片，功分器单元包括SBTC-2-10+贴片式功分器，控制单元包括STM32L0系类低功耗单片机，数据接头采用USB接口7。

其中，本实施例提供的这种矩阵交换机，核心芯片为HMC596，该芯片能够单片实现4×2的交换矩阵，考虑到在现场应用时，对侦查、控守、测向等不同的使用需求，2端口输出多数情况下不能够满足使用需求。因此，本实施例在考虑简化结构及体积的前提下，采用两个HMC596并联，实现了4×4的全交换功能，能够同时使用不同方向、不同频段、不同类型的四种天线，输出给侦查接收机、控守接收机、测向处理接收机等多种设备，满足抵近侦查的实际使用情况。本领域技术人员也可以根据需要，并联多个HMC596芯片，以满足更多天线的使用需要。

在实际应用过程中，为实现两片HMC596并联使用，芯片厂商推荐的方式为通过微带线直连芯片的输入端口。使用此种连接方式时，模块总输入端口特性阻抗为31.23Ω，每颗芯片输入端口的特性阻抗为62.5Ω。为减少本实施例所述矩阵交换机的插入损耗，并对其阻抗匹配进行优化，使用SBTC-2-10+贴片式功分器替代微带线直连，此时，输入端口特性阻抗为50Ω，与外接设备的阻抗匹配更好。SBTC-2-10+带入的插损约为3.5dB，优于微带线直连造成的插损，而且能够提高同输入不同输出通道之间的隔离度约20dB。

这种矩阵交换机通过采用上述芯片，实现了低功耗设计，在DC5V供电条件下，工作电流小于20mA，增加该产品的条件下，不增加侦查人员的额外负重，不降低抵近侦查的有效时长。该矩阵交换机的主要技术指标如下：

a)工作频率：200MHz-1000MHz；

b)插入损耗：≤10dB；

c)通道隔离度：≥40dB；

d)输入输出驻波：≤2.5；

e)输入1dB压缩点：≥15dBm；

f)输出三阶截点：≥18dBm；

g)供电电压：DC5V；

h)功耗：≤0.2W。

可选的，控制单元(即MCU)包括STM32L0系类低功耗单片机。示例性的，控制单元可采用选用STM32L052K6作为控制芯片，该控制芯片接口简单、控制逻辑简单，且有利于降低PCB面积。此外，该芯片采用LQFP32封装，占板面积小。该芯片由27个通用I/O接口，并且集成了USB通信接口，能够满足本矩阵交换机的使用需求。

在实际应用过程中，控制单元可通过高低电平控制交换模块实现4输入、4输出16个通道的全交换功能。同时，控制单元可通过USB通信协议完成，并利用USB接口和上位机的通信，以实现控制。其中，上位机上可以设置控制软件，用于用户和设备的交互，主要完成通道选择设置功能，而输入接头和输出接头则可以分别与天线及接收机连接，建立模拟信号通路。示例性的，上位机的控制软件界面可包含4个输入、4个输出8个按钮，使用鼠标连接任意输入输出，即可打通相应的信号通道，方便一线人员进行操作。

可选的，壳体上设有用于安装通用接头1的装配孔，所述壳体上对应装配孔的位置设有防水密封垫圈2。示例性的，防水密封垫圈2可以采用橡胶点或硅胶垫圈，输入接头和输出接头均可以采用现有的SMA-KFD46接头，输入接头和输出接头均可以通过螺钉安装固定在壳体上，壳体上设有与螺钉配合的螺纹孔，且壳体上对应通用接头1的位置设有安装槽。通过在通用接头1与壳体连接处设置防水密封垫圈2，有利于提高通用接头1处的防水密封效果，进而提高了这种矩阵交换机的防水性能。

可选的，壳体包括盒体5、以及盒体5上设置的盖板6，所述盒体5与盖板6之间设有防水密封条3，盒体5上设有与防水密封条3配合的装配槽。示例性的，盖板6也可以通过螺钉安装固定在盒体5上，盒体5上下两侧均可以设置盖板6，防水密封条3也可以采用橡胶条或硅胶条，防水密封条3为环形结构，以实现对盖板6与盒体5连接处的密封即可。通过设置防水密封条3，有利于进一步提高这种矩阵交换机的防水性能。

本实用新型提供了一种便携式超短波矩阵交换机，具有体积小，重量轻，接口简便，便于操作和携带，防水性好的优点。通过采用壳体结构承载交换模块，并在通用接头与壳体连接处设置防水密封垫圈，提高了这种矩阵交换机的防水性能，使得这种矩阵交换机环境适应性强，能够在高湿、高盐、高原、高寒等多种恶劣环境下使用。这种矩阵交换机通过简化内部结构和电路，降低了内部结构和电路的复杂度，从而实现了轻量化和小型化设计，便于操作人员携带和使用，进一步提高了这种矩阵交换机的适用性。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种便携式超短波矩阵交换机，包括壳体、壳体内设置的交换模块(4)、以及壳体上设置的通用接头(1)，所述通用接头(1)与交换模块(4)连接，其特征在于：所述通用接头(1)包括输入接头、输出接头以及数据接头；所述交换模块(4)包括功分器单元、射频开关单元以及控制单元，所述射频开关单元至少设置两个，各所述射频开关单元并联后与功分器单元连接，每一所述射频开关单元的输入端口均与功分器单元连接，控制端口均与控制单元连接，输出端口均与输出接头连接；所述功分器单元的输入端与输入接头连接，输出端与射频开关单元的输入端口连接；所述控制单元与数据接头连接。

2.根据权利要求1所述的一种便携式超短波矩阵交换机，其特征在于：所述射频开关单元设置有两个，所述功分器单元对应设置有四个，所述输入接头对应设置有四个，所述输出接头对应设置有四个。

3.根据权利要求2所述的一种便携式超短波矩阵交换机，其特征在于：所述射频开关单元包括HMC596芯片。

4.根据权利要求3所述的一种便携式超短波矩阵交换机，其特征在于：所述功分器单元包括SBTC-2-10+贴片式功分器。

5.根据权利要求1或4所述的一种便携式超短波矩阵交换机，其特征在于：所述控制单元包括STM32L0系类低功耗单片机。

6.根据权利要求5所述的一种便携式超短波矩阵交换机，其特征在于：所述数据接头采用USB接口。

7.根据权利要求1所述的一种便携式超短波矩阵交换机，其特征在于：所述壳体上设有用于安装通用接头(1)的装配孔，所述壳体上对应装配孔的位置设有防水密封垫圈(2)。

8.根据权利要求1或7所述的一种便携式超短波矩阵交换机，其特征在于：所述壳体包括盒体(5)、以及盒体(5)上设置的盖板(6)，所述盒体(5)与盖板(6)之间设有防水密封条(3)，盒体(5)上设有与防水密封条(3)配合的装配槽。