一種可調諧的s波段分波道微波轉換開關的製作方法

2023-10-05 08:01:44

一種可調諧的s波段分波道微波轉換開關的製作方法
【專利摘要】本發明提出了一種可調諧的S波段分波道微波轉換開關，包括均位於腔體內的開關控制單元和兩個窄帶腔體濾波單元，S波段輸入微波信號在控制信號A和控制信號B的作用下，選擇開關控制單元的輸出通道。窄帶腔體濾波單元能夠承受高功率，將窄帶腔體濾波單元結構集成在微波轉換開關的設計中，可實現微波轉換開關大功率、窄帶通、低損耗、高隔離度等優點。調節窄帶腔體濾波單元的調諧螺釘深度可得到各自濾波中心頻點，兩路通道同頻或異頻都可，自由度較高，調諧頻率範圍可達20MHz。本發明具性能穩定、自由度高、易於實現，滿足雷達裝備電子對抗的要求，適應於環境惡劣的場所，具有較好的經濟效益和軍事效益。
【專利說明】一種可調諧的S波段分波道微波轉換開關
【技術領域】
[0001]本發明涉及微波器件【技術領域】，尤其涉及一種可調諧的S波段分波道微波轉換開關。
【背景技術】
[0002]微波轉換開關、濾波器等微波無源器件是現代微波、毫米波通信技術中極其重要的部分，其性能的優劣往往會直接影響整個通信系統的質量。近年來隨著微波、毫米波技術的迅速發展，這類器件在軍用雷達、飛彈或炮彈的制導設備、微波導航、衛星通信以及軍事電子對抗等多個領域，扮演著不可或缺的角色。
[0003]由於微帶元件有功率容量低、插損大等缺點，導致現有的微波轉換開關難以滿足雷達裝備電子對抗對微波轉換開關大功率、窄帶通、低損耗、高隔離度的要求。

【發明內容】

[0004]本發明要解決的技術問題是，提供一種可調諧的S波段分波道微波轉換開關，滿足雷達裝備電子對抗對微波轉換開關大功率、窄帶通、低損耗、高隔離度的要求。
[0005]本發明採用的技術方案是，所述可調諧的S波段分波道微波轉換開關，包括:均位於腔體內的開關控制單元和兩個窄帶腔體濾波單元，其中，開關控制單元的兩個微波信號輸出端通過波導傳輸線對應的連接到兩個窄帶腔體濾波單元；
[0006]開關控制單元在控制信號的控制下，選擇出一個微波信號輸出埠，用於將輸入的微波信號傳輸給該輸出埠對應的窄帶腔體濾波單元，經過窄帶腔體濾波單元濾波處理後輸出所需的微波信號。
[0007]進一步的，所述腔體在左側具有一個輸入同軸轉換器，用於接收輸入的微波信號並傳輸給開關控制單元的微波信號輸入端；
[0008]所述腔體在右側具有兩個輸出同軸連接器，分別與兩個窄帶腔體濾波單元的輸出端對應相連；
[0009]所述腔體在下表面具有一個接地孔和兩個控制信號連接器，所述接口孔與所述開關控制單元的接地埠連接，所述控制信號通過所述控制信號連接器輸入到所述開關控制單元。
[0010]進一步的，所述同軸轉換器以及所述控制信號連接器均是通過法蘭盤和螺釘固定在所述腔體上。
[0011]進一步的，所述窄帶腔體濾波單元包括:n階梳狀濾波器和調諧螺釘，η在2?7範圍內設定；
[0012]η階梳狀濾波器的每個諧振杆對應一個調諧螺釘，調諧螺釘與相應的諧振杆之間有一定的間距，通過改變所述間距的大小來調諧所述η階梳狀濾波器的濾波中心頻率。
[0013]進一步的，所述η階梳狀濾波器通過位於所述腔體上下表面的螺釘固定，所述調諧螺釘穿過所述腔體並固定在所述腔體上。[0014]進一步的，作為一種優選的技術方案，所述窄帶腔體濾波包括:3階梳狀濾波器和對應的調諧螺釘。
[0015]進一步的，所述開關控制單元採用的晶片包括:HMC435MS8GE開關晶片或者TT1244 晶片。
[0016]進一步的，為提高器件性能，腔體和窄帶腔體濾波單元的材料為黃銅，波導傳輸線的材料為殷鋼，腔體、窄帶腔體濾波單元和波導傳輸線的表面均鍍銀。
[0017]採用上述技術方案，本發明至少具有下列優點:
[0018]本發明所述可調諧的S波段分波道微波轉換開關，將腔體濾波器結構集成在微波轉換開關的設計中，可實現微波轉換開關大功率、窄帶通、低損耗、高隔離度等優點，性能穩定、自由度高、易於實現，滿足雷達裝備電子對抗的要求，適應於環境惡劣的場所，具有較好的經濟效益和軍事效益。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1為本發明實施例的可調諧的S波段分波道微波轉換開關的電路原理示意圖；
[0020]圖2為本發明實施例的開關控制單元的內部電路組成連接示意圖；
[0021]圖3為本發明實施例的可調諧的S波段分波道微波轉換開關的內部組成結構示意圖；
[0022]圖4為本發明實施例的可調諧的S波段分波道微波轉換開關的下表面結構示意圖；
[0023]圖5為本發明實施例的可調諧的S波段分波道微波轉換開關的上表面結構示意圖；
[0024]圖6為本發明實施例的可調諧的S波段分波道微波轉換開關的安裝有調諧螺釘的前後表面結構示意圖，
[0025]圖7 (a)、(b)為本發明實施例的可調諧的S波段分波道微波轉換開關的左、右側表面結構示意圖。
【具體實施方式】
[0026]為更進一步闡述本發明為達成預定目的所採取的技術手段及功效，以下結合附圖及較佳實施例，對本發明進行詳細說明如後。
[0027]本發明實施例，一種可調諧的S波段分波道微波轉換開關，其電路原理圖如圖1所示，該微波轉換開關包括:均位於腔體300內的開關控制單元100和兩個窄帶腔體濾波單元200，其中，開關控制單元100的兩個微波信號輸出端通過波導傳輸線5對應的連接到兩個窄帶腔體濾波單元200，窄帶腔體濾波單元200為三階梳狀濾波器。
[0028]開關控制單兀100在控制信號A、B的控制下,選擇出一個微波信號輸出埠，用於將輸入的微波信號傳輸給該輸出埠對應的窄帶腔體濾波單元200，經過窄帶腔體濾波單兀200濾波處理後輸出所需的微波信號。
[0029]與圖1對應，圖2為開關控制單元100的內部電路組成連接示意圖。
[0030]下面結合圖3?7從裝置結構角度介紹一下所述微波轉換開關的組成結構，圖3為本發明所述微波轉換開關的內部組成結構示意圖，圖4為本發明所述微波轉換開關的下表面結構示意圖，圖5為本發明所述微波轉換開關的上表面結構示意圖，圖6為本發明所述微波轉換開關的安裝有調諧螺釘的前後表面結構示意圖，圖7 (a)、(b)為本發明實施例所述微波轉換開關的左、右側表面結構示意圖。
[0031]如圖3所示，該可調諧的S波段分波道微波轉換開關的腔體300在左側具有輸入同軸轉換器1，用於接收輸入的微波信號並傳輸給開關控制單元100的微波信號輸入端，開關控制單元100可以由開關控制電路板實現。如圖7 (a)所示，輸入同軸轉換器I是通過法蘭盤和螺釘固定在腔體300上。
[0032]腔體300在右側具有兩個輸出同軸連接器2，分別與兩個窄帶腔體濾波單元200的輸出端對應相連；如圖7 (b)所示，兩個輸出同軸轉換器2均是通過法蘭盤和螺釘固定在腔體300上。
[0033]腔體300在下表面具有一個接地孔9和兩個控制信號連接器8，接口孔9與開關控制單元100的接地埠連接，控制信號A、B通過控制信號連接器8輸入到開關控制單元100。如圖4所示，控制信號連接器8是通過法蘭盤和螺釘固定在腔體300下表面。
[0034]在腔體300內，輸入同軸連接器I的內芯與開關控制單元100的微波信號輸入端通過焊接相連，輸入微波信號通過輸入同軸連接器I進入開關控制單元100，開關控制單元100通過螺釘固定在腔體300下表面內部，控制信號A和控制信號B通過兩個控制連接器8連接到開關控制單元100的控制信號輸入端，來選擇輸入微波信號的輸出通道。
[0035]具體的，如圖2所 示，開關控制單元100的主要作用是根據輸入的直流控制信號，對輸入的微波信號進行路徑選擇，為了簡化設計難度和調試難度，開關控制單元100選用HMC435MS8GE開關晶片作為主晶片進行設計，該晶片工作帶寬為DC~4GHz，且無需電源供電，屬於無源晶片，控制端的電壓為0/+5V,兩個控制信號輸入端A』、B』用於輸入控制信號A、B，根據控制信號不同的電壓組合來選擇不同的輸出通道即信號輸出埠。圖2中RFC為輸入的微波信號，RFl和RF2為輸出的微波信號，C1、C2、C3分別為埠隔直電容，R1、R2為保護電阻，D1、D2為埠保護二極體，目的是防止控制信號出現負電壓對晶片進行毀壞。開關晶片HMC435MS8GE的信號通斷真值表如表1所示:
[0036]表1HMC435MS8GE信號通斷真值表
【權利要求】
1.一種可調諧的S波段分波道微波轉換開關，其特徵在於，包括:均位於腔體內的開關控制單元和兩個窄帶腔體濾波單元，其中，開關控制單元的兩個微波信號輸出端通過波導傳輸線對應的連接到兩個窄帶腔體濾波單元； 開關控制單元在控制信號的控制下，選擇出一個微波信號輸出埠，用於將輸入的微波信號傳輸給該輸出埠對應的窄帶腔體濾波單元，經過窄帶腔體濾波單元濾波處理後輸出所需的微波信號。
2.根據權利要求1所述的可調諧的S波段分波道微波轉換開關，其特徵在於，所述腔體在左側具有一個輸入同軸轉換器，用於接收輸入的微波信號並傳輸給開關控制單元的微波信號輸入端； 所述腔體在右側具有兩個輸出同軸連接器，分別與兩個窄帶腔體濾波單元的輸出端對應相連； 所述腔體在下表面具有一個接地孔和兩個控制信號連接器，所述接口孔與所述開關控制單元的接地埠連接，所述控制信號通過所述控制信號連接器輸入到所述開關控制單J Li ο
3.根據權利要求2所述的可調諧的S波段分波道微波轉換開關，其特徵在於，所述同軸轉換器以及所述控制信號連接器均是通過法蘭盤和螺釘固定在所述腔體上。
4.根據權利要求1所述的可調諧的S波段分波道微波轉換開關，其特徵在於，所述窄帶腔體濾波單元包括:n階梳狀濾波器和調諧螺釘，η在2?7範圍內設定； η階梳狀濾波器的每個諧振杆對應一個調諧螺釘，調諧螺釘與相應的諧振杆之間有一定的間距，通過改變所述間距的大小來調諧所述η階梳狀濾波器的濾波中心頻率。
5.根據權利要求4所述的可調諧的S波段分波道微波轉換開關，其特徵在於，所述η階梳狀濾波器通過位於所述腔體上下表面的螺釘固定，所述調諧螺釘穿過所述腔體並固定在所述腔體上。
6.根據權利要求4所述的可調諧的S波段分波道微波轉換開關，其特徵在於，所述窄帶腔體濾波包括:3階梳狀濾波器和對應的調諧螺釘。
7.根據權利要求1所述的可調諧的S波段分波道微波轉換開關，其特徵在於，所述開關控制單元採用的晶片包括:HMC435MS8GE開關晶片或者TT1244晶片。
8.根據權利要求1所述的可調諧的S波段分波道微波轉換開關，其特徵在於，腔體和窄帶腔體濾波單元的材料為黃銅，波導傳輸線的材料為殷鋼，腔體、窄帶腔體濾波單元和波導傳輸線的表面均鍍銀。
【文檔編號】H01P1/10GK103682530SQ201310716728
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年12月23日 優先權日:2013年12月23日
【發明者】馬慧瑾, 田志昊, 孟亮, 潘國慶 申請人:北京航天測控技術有限公司