技术领域
[0001] 本申请涉及微波端口矩阵开关技术领域,尤其是涉及一种微波端口2x2矩阵开关。
相关背景技术
[0002] 目前,在一些测试场景中,经常需要采用微波端口矩阵开关,来满足测试对于开关切换的不同需求。
[0003] 微波端口矩阵开关是一种在微波信号路径中切换信号的设备,广泛应用于雷达、电子对抗、通信系统等微波射频领域,这种开关通常由多个微波开关元件组成,能够实现信号在不同端口间的灵活切换。
[0004] 微波端口矩阵开关的技术规格包括但不限于工作频率、输入输出端口数、隔离度、插入损耗、端口驻波、抗烧毁功率、阻抗、控制接口等;例如,HXKGZH2581G型程控微波开关矩阵的工作频率范围为0.7 3GHz,具有16个输入端口和128个输出端口,输出端口间隔离度大~于等于80dB,插入损耗不超过10dB,端口驻波小于等于1.8,抗烧毁功率为连续波1W,每组通道时延一致性小于等于0.5ns,阻抗为50Ω,输入接口包括SMA‑K和N‑K类型,控制接口包括RJ45和RS232 。
[0005] 然而,上述以及现有的矩阵开关大多存在着体积较大、损耗较大等问题,从而导致亟需一种体积较小、损耗较小的微波端口矩阵开关,来满足现在对于微波端口矩阵开关的高性能需求。
具体实施方式
[0032] 以下结合附图1‑6对本申请提供的一种微波端口2x2矩阵开关作进一步详细说明。
[0033] 请参阅图1‑6,为本申请第一实施例提供的一种微波端口2x2矩阵开关,包括:内部中空的主体外壳、第一导体组件和第二导体组件、同轴传输组件和驱动件4所述主体外壳1上端左右两侧分别设置有第一微波端口11和第二微波端口12,所述开关主体下端左右两侧分别设置有第三微波端口13和第四微波端口14,其中,第一微波端口11、第二微波端口12、第三微波端口13和第四微波端口14可以嵌装与所述主体外壳1上;
两组第一导体组件31和第二导体组件32分别设置于主体外壳1上下两端内部;
所述同轴传输组件2设置在主体外壳1内部,并位于所述第一导体组件31和第二导体组件32之间,所述同轴传输组件2上端通过第一导体组件31与第一微波端口11或第二微波端口12择一连通,所述同轴传输组件2下端通过第二导体组件32与第三微波端口13或第四微波端口14择一连通;
所述驱动件44设置于主体外壳1前侧或后侧上,用于驱动第一导体组件31和第二导体组件32在前后方向上移动,使得第一导体组件31与第一微波端口11或第二微波端口12择一连通及;
第二导体组件32与第三微波端口13或第四微波端口14择一连通;当同轴传输组件
2上端通过第一导体组件31与第一微波端口11连通时,通过控制第二导体组件3232移动,使得同轴传输组件2下端选择与第三微波端口13连通或是第四微波端口14连通,从而使得信号能够从第一微波端口11输入,至第三微波端口13反向输出,或者是信号能够从第一微波端口11输入,至第四微波端口14同向输出;
同理可知,当同轴传输组件2上端通过第一导体组件31与第二微波端口12连通时,信号同样能够从第二微波端口12输入,至第三微波端口13同向输出,或者是信号能够从第一微波端口11输入,至第四微波端口14反向输出,使得整个装置能够根据实际工况,选择端口进行通路的切换,由于将第一微波端口11、第二微波端口12、第三微波端口13和第四微波端口14集成在一起,并进行上下的分布布局,同时利用同轴传输组件2进行数据的传输 ,从而缩短数据传输的路径。
[0034] 在本实施例中,第一导体组件31和第二导体组件32均为金属导体。
[0035] 所述第一微波端口11、第二微波端口12、第三微波端口13和第四微波端口14水平设置于所述主体外壳1外壳上,当装置的微波端口水平设置时,装置可以根据实际的工况需求做到输入和输出水平同向或水平反向;所述第一微波端口11、第二微波端口12、第三微波端口13和第四微波端口14竖直设置于所述主体外壳1外壳上,当装置的微波端口竖直设置时,此时装置可以在竖直方向上做到不同位置的反向输出,从而能够使得装置可以根据不同使用环境的空间布局,选用并定制不同端口朝向的开关装置。
[0036] 所述第一微波端口11、第二微波端口12、第三微波端口13和第四微波端口14一端分别设有对应的第一微波簧片110、第二微波簧片120、第三微波簧片130和第四微波簧片140,所述第一微波簧片110、第二微波簧片120、第三微波簧片130和第四微波簧片140靠近同轴传输组件2的一端均设有第一切口平面,其中,第一切口平面的数量为四个,分别为第一簧片切口平面111、第二簧片切口平面121、第三簧片切口平面131和第四簧片切口平面
141,所述第一簧片切口平面111设置于所述第一微波簧片110上,所述第二簧片切口平面
121设置于所述第二微波簧片120上,所述第三簧片切口平面131设置于所述第三微波簧片
130上,所述第四簧片切口平面141设置于所述第四微波簧片140上,通过设置第一切口平面,从而使得第一微波簧片110和第二微波簧片120、第三微波簧片130和第四微波簧片140分别与第一导体组件31和第二导体组件32相互接触时,提高连接的稳定性。
[0037] 本实施例中,第一簧片切口平面111、第二簧片切口平面121、第三簧片切口平面131和第四簧片切口平面141的切口形状与所述第一导体组件31和第二导体组件32相适配,使四者均能够与第一导体组件31和第二导体组件32稳定良好的接触。
[0038] 所述第一微波簧片110、第二微波簧片120、第三微波簧片130和第四微波簧片140均做倒角或倒圆处理,通过将第一微波簧片110、第二微波簧片120、第三微波簧片130和第四微波簧片140的各个边角进行倒角或倒圆处理,使得四者形成的矩形电场,其电场强度的分布更加均匀,从而优化整个开关的电磁场性能,使得装置能够更加稳定的工作。
[0039] 在本实施例中,第一微波簧片110、第二微波簧片120、第三微波簧片130和第四微波簧片140的倒角或倒圆可以是冲压或者磨削的方式进行处理。
[0040] 所述第一导体组件31包括:第一连接导体310和第二连接导体311;所述第一连接导体310沿前后方向移动,使其一端与所述第一微波簧片110连接或断开,另一端与所述同轴传输组件2上端连接或断开;
所述第二连接导体311沿前后方向移动,使其一端与所述第二微波簧片120连接或断开,另一端与所述同轴传输组件2上端连接或断开;
所述第二导体组件32包括:第三连接导体320和第四连接导体321;
所述第一连接导体310沿前后方向移动,使其一端与所述第三微波簧片130连接或断开,另一端与所述同轴传输组件2下端连接或断开;
所述第四连接导体321沿前后方向移动,使其一端与所述第四微波簧片140连接或断开,另一端与所述同轴传输组件2下端连接或断开,
当需要第一微波端口11与第三微波端口13连通时,控制第一连接导体310移动,使其两端分别与第一微波簧片110和同轴传输组件2上端连通,同时控制第三连接导体320移动,使其两端分别与第三微波簧片130和同轴传输组件2下端连通,从而完成第一微波端口
11和第三微波端口13的反向连通;
同理,当需要第一微波端口11与第四微波端口14连通时,控制第四连接导体321移动,使其两端分别于第四微波簧片140和同轴传输组件2下端连通;
当需要第二微波端口12与第三微波端口13连通时,控制第二连接导体311移动,使其两端分别与第二微波簧片120和同轴传输组件2上端连通;
当需要第二微波端口12与第四微波端口14连通时,控制第四连接导体321移动,使其两端分别与第四微波簧片140和同轴传输组件2下端连通。
[0041] 在其他实施例中,当所述第一微波端口11、第二微波端口12、第三微波端口13和第四微波端口14竖直设置于所述主体外壳1外壳上时,第一导体组件31和第二导体组件32与四个微波端口之间的连接位置关系如说明书附图6所示,各个端口之间互联时,每个连接导体的运动状态,与端口水平设置时的运动状态一致,故在此不做赘述。
[0042] 还包括设置于主体外壳1前侧或后侧上的驱动外壳,所述驱动件4的数量为四组,并均设置于所述驱动外壳上;每组所述驱动件4包括:驱动电机、推件和连接杆44;
所述驱动电机沿前后方向设置,并装配于所述驱动外壳上,其中,驱动电机可以是步进电机;
推件,所述推件沿前后方向设置,所述推件一端与所述驱动电机41的驱动轴相连,其中,推件可以包括丝杆42和空心管43;
所述空心管43一端同轴套设在所述丝杆42的外部,且内部设有与丝杆42螺纹配合的螺纹槽,所述空心管43沿前后方向滑动装配于所述主体外壳1上;
所述连接杆44一端与所述推件的另一端连接固定;
四组所述驱动件4通过连接杆44分别一一对应的连接所述第一连接导体310、第二连接导体311、第三连接导体320和第四连接导体321,当需要驱动第一连接导体310、第二连接导体311、第三连接导体320沿前后方向移动时,驱动电机动作,驱动电机带动丝杆42转动,丝杆42转动时与空心管43内部的螺纹槽配合,从而使得空心管43在主体外壳1内部做前后方向的运动,进而带动与之相连的连接导体前后运动,通过控制步进单机的转动方向和转动速度,以及限定空心管43的长度,从而实现第一连接导体310、第二连接导体311、第三连接导体320和第四连接导体321运动的行程,使其和与之对应的微波簧片接触时,能够减小接触时产生的冲击,避免了装置内部的损耗。
[0043] 所述同轴传输组件2包括;外导体21,所述外导体21沿上下方向设置于所述主体外壳1中;
绝缘层22,所述绝缘层22同轴设置于所述外导体21内部;
内导体23,所述内导体23同轴设置于所述绝缘层22的内部,所述内导体23上下端分别延伸至所述第一导体组件31和第二导体组件32前侧或者后侧,所述内导体23上下端前侧或后侧均开设有第二切口平面230,其中,第二切口平面230为宽度与内导体23直径相等的矩形面,同时在与对应的第一导体组件31和第二导体组件32连接接触时,接触面积更广,点连接更加稳定。
[0044] 所述内导体23外部环形分布有沿轴向延伸的键槽,由于设置于内导体23的上下两端与第一导体组价和第二导体组件32连接时,位于内导体23上下两端的第二切口平面230的左侧或右侧与对应的连接导体接触,在高速切换通路的过程中,内导体23在第二切口平面230上的受力不均匀,容易发生转动,而通过设置键槽,能够有效提高内导体23的抗扭能力,从而避免上述情况的发生。
[0045] 还包括沿前后方向设置的导向杆5,所述导向杆5装配于所述第一导体组件31和第二导体组件32的下方,用于支撑第一导体组件31和第二导体组件32,并使一导体组件和第二导体组件32在所述导向杆5上滑动,当第一导体组件31和第二导体组件32移动时,导向杆5能够对第一导体组件31和第二导体组件32进行支撑,减小了长时间高速运动,对驱动电机驱动轴带来的损耗。
[0046] 本实施例中,导向杆5也可以替换成沿前后方向延伸的矩形板,同样能够起到对第一导体组件31和第二导体组件32的支撑效果。
[0047] 还包括供电模块和控制模块,所述供电模块与控制模块和驱动电机电性连接,用于控制驱动电机运作。
[0048] 在本实施例中,供电模块和控制模块与驱动电机41的电连接方式为现有的常规技术手段,故而在此不做赘述。
[0049] 以上均为本申请的较佳实施例,并非依此限制本申请的保护范围,故:凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化,均应涵盖于本申请的保护范围之内。