新型小型化低插损微波开关装置

摘要

本发明提供了一种新型小型化低插损微波开关装置，包括：主干线部件、信号输入部件、微带线单元、开关部件以及信号输出部件；所述微带线单元包括：第一微带线部件、第二微带线部件；所述主干线部件与信号输入部件相连；所述主干线部件与第一微带线部件相连；所述主干线部件与开关部件相连；所述开关部件与第二微带线部件相连；所述开关部件与信号输出部件相连。本发明由于使用单级开关代替多级开关嵌套达到多选一功能，减少了信号进入通路所需经过的开关结构数量，降低了由二极管开关结构造成的插入损耗。

权利要求

1.一种新型小型化低插损微波开关装置，其特征在于，包括：主干线部件、信号输入部件、微带线单元、开关部件以及信号输出部件；

所述微带线单元包括：第一微带线部件、第二微带线部件；

所述主干线部件与信号输入部件相连；

所述主干线部件与第一微带线部件相连；

所述主干线部件与开关部件相连；

所述开关部件与第二微带线部件相连；

所述开关部件与信号输出部件相连；

扼流结构；

所述扼流结构与第二微带线部件相连；

所述扼流结构控制信号频率，将开关工作频率内进入未连通支节的信号接地，消除开关接通的一路受来自其他未接通的电路结构的同频信号反射影响；

当某一路开关接通时，其他路均接高阻线，阻止输入信号向高阻线路传输，电感‑电容并联结构则可以令进入该路的少量信号接地，防止信号反射对其他路的传输特性造成影响，实现支路间的良好隔离；

所述第一微带线部件、第二微带线部件的阻值大于设定阈值；

所述主干线部件采用圆环形50Ω长微带线；所述圆环形50Ω长微带线作为主干，一端接信号输入端，另一端接窄微带线作为高阻线；

所述开关部件采用二选一开关；

所述二选一开关其中一路连接一个微带高阻线后与电感‑电容的并联结构后接地。

2.根据权利要求1所述的新型小型化低插损微波开关装置，其特征在于，所述二选一开关的数量为12个。

3.根据权利要求2所述的新型小型化低插损微波开关装置，其特征在于，所述信号输出部件的数量为12个。

4.根据权利要求1所述的新型小型化低插损微波开关装置，其特征在于，所述第一微带线部件采用窄微带线。

5.一种新型小型化低插损微波开关装置，其特征在于，包括：主干线部件、信号输入部件、微带线单元、开关部件以及信号输出部件；

所述微带线单元包括：第一微带线部件、第二微带线部件；

所述主干线部件与信号输入部件相连；

所述主干线部件与第一微带线部件相连；

所述主干线部件与开关部件相连；

所述开关部件与第二微带线部件相连；

所述开关部件与信号输出部件相连；

还包括：扼流结构；

所述扼流结构与第二微带线部件相连；

所述第一微带线部件、第二微带线部件的阻值大于设定阈值；

所述主干线部件采用圆环形50Ω长微带线；

所述开关部件采用二选一开关；

所述二选一开关的数量为12个；

所述信号输出部件的数量为12个；

所述第一微带线部件采用窄微带线；

所述二选一开关其中一路连接一个微带高阻线后与电感‑电容的并联结构后接地；

当某一路开关接通时，其他路均接高阻线，阻止输入信号向高阻线路传输，电感‑电容并联结构则可以令进入该路的少量信号接地，防止信号反射对其他路的传输特性造成影响，实现支路间的良好隔离；

所述圆环形50Ω长微带线作为主干，一端接信号输入端，另一端接窄微带线作为高阻线。

说明书

新型小型化低插损微波开关装置

技术领域

[0001] 本发明涉及微波开关器件技术领域，具体地，涉及一种新型小型化低插损微波开关装置。

背景技术

[0002] 多选一微波开关被广泛使用于现代通信设备，如现代电子对抗设备的接收端。现有微波电路中常见的多路开关通常采用多级结构。

[0003] 专利文献ZL2017212027697公开了一种超宽带十六选一微波开关组件，包括译码器、驱动电路、微波链路模块；驱动电路包括三极管、电阻器与电容器；微波链路模块包括五
个四选一微波开关，四个四选一开关作为第一级开关的下级开关，开关采用pin二极管串并
联组成。这样的开关结构庞大，连接复杂且较为固定，不利于实际小型化和形态的多样化，
且其采用多级开关结构，信号进入某一通路前均需通过两级二极管开关，插入损耗往往较
高，对于小信号或高精确度的传输需求较难满足。

发明内容

[0004] 针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种新型小型化低插损微波开关装置。

[0005] 根据本发明提供的一种新型小型化低插损微波开关装置，其特征在于，包括：主干线部件、信号输入部件、微带线单元、开关部件以及信号输出部件；所述微带线单元包括：第
一微带线部件、第二微带线部件；所述主干线部件与信号输入部件相连；所述主干线部件与
第一微带线部件相连；所述主干线部件与开关部件相连；所述开关部件与第二微带线部件
相连；所述开关部件与信号输出部件相连。

[0006] 优选地，还包括：扼流结构；

[0007] 所述扼流结构与第二微带线部件相连。

[0008] 优选地，所述第一微带线部件、第二微带线部件的阻值大于设定阈值。

[0009] 优选地，所述主干线部件采用圆环形50Ω长微带线。

[0010] 优选地，所述开关部件采用二选一开关。

[0011] 优选地，所述二选一开关的数量为12个。

[0012] 优选地，所述信号输出部件的数量为12个。

[0013] 优选地，所述第一微带线部件采用窄微带线。

[0014] 与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：

[0015] 1、本发明由于使用单级开关代替多级开关嵌套达到多选一功能，减少了信号进入通路所需经过的开关结构数量，降低了由二极管开关结构造成的插入损耗；

[0016] 2、本发明利用支节末端的电感‑电容扼流结构，控制信号频率，将开关工作频率内进入该未连通支节的信号接地，以消除开关接通的一路受来自其他未接通的电路结构的同
频信号反射影响；

[0017] 3)本发明由于开关结构与微带线连接，其形状可适应系统电路整体结构，通过改变长微带线形状进行调整，不局限于某一固定形状或位置，可以视设计情况形成圆环形、直
线形等多种形状。

附图说明

[0018] 通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

[0019] 图1为本发明实施例中的十二选一微波开关原理示意图。

[0020] 图2为本发明实施例中的十二选一微波开关电路结构示意图。

[0021] 图3为本发明实施例中的开关支路结构部分原理示意图。

[0022] 图4为本发明实施例中的第11路运行时的S参数示意图。

[0023] 图5为本发明实施例中的第12路运行时的S参数示意图。

具体实施方式

[0024] 下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术
人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明
的保护范围。

[0025] 本发明使用多路单级开关，解决一般多级开关结构复杂、插入损耗较高的问题；

[0026] 本发明综合利用二分之一波长微带线、高阻线和电感‑电容扼流结构，解决其中一路信号传输受微带线整体结构影响的问题，实现各支路间的高隔离度，使每路参数可以独
立调节。

[0027] 一种新型小型化低插损微波开关装置包括如下部分：

[0028] 1、一段圆环形50Ω长微带线作为主干，一端接信号输入端，另一端接窄微带线作为高阻线，以使该路在开关断开时阻止信号通过该路，该微带线形状可以随电路整体设计
进行修改，其原理示意如图1，结构示意如图2；

[0029] 2、12个二选一开关，一端与主干连接，每两个二选一开关与主干连接点的间距约等于二分之一工作波长，通过信号在二分之一波长传输线上的传输特性，保证当某一路开
关接通时，其后的所有支路构成高阻线，使后续支节不影响当前通路信号的传输，保证信号
尽量进入该选通线路；

[0030] 3、二选一开关其中一路连接一个微带高阻线后与电感‑电容的并联结构后接地，如图3所示。当某一路开关接通时，其他路均接高阻线，阻止输入信号向高阻线路传输，电
感‑电容并联结构则可以令进入该路的少量信号接地，防止信号反射对其他路的传输特性
造成影响，实现支路间的良好隔离。另一路接信号输出端；

[0031] 4、通过二选一开关的通断实现全系统十二选一的功能，通过设计微带线参数，使得当仅有一路连通信号输出端时，信号由输入端经微带线低损耗地传输到该路信号输出
端。

[0032] 具体地，在一个实施例中，一个十二选一的微波开关，要求工作中心频率4.75GHz，频带宽度100MHz。此时电路选用厚度0.254mm，相对介电常数2.2的基板。50Ω传输线主干宽
度为0.73mm，高阻微带线线宽为0.2mm。每两个二选一开关间距为22.5mm；最末端支节与末
端高阻线间微带线长度为28.2mm；支节微带线长度为11.5mm。每个支节末端电感L为26nH，
电容C为10pF。该设计的电路部分仿真结果如图4、图5所示，在4.7GHz‑4.8GHz范围内，十二
条通路在十二选一接通时，回波损耗系数均小于‑15dB,传输系数大于‑1dB，表明输入端的
信号绝大部分进入了开关接通的一路，传输效果良好。

[0033] 在本申请的描述中，需要理解的是，术语“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申请和简化描述，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申请的限制。

[0034] 以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影
响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相
互组合。