一种微波开关矩阵及其布局方法技术

本发明专利技术公开了一种微波开关矩阵及其布局方法，该开关矩阵是由4个单刀双掷开关和2个单刀四掷开关以及半刚电缆组件组成的2

【技术实现步骤摘要】
一种微波开关矩阵及其布局方法


[0001]本专利技术涉及一种微波开关矩阵及其布局方法。

技术介绍

[0002]自动测试常常采用开关系统以实现系统、被测单元之间的信号交换以及为被测单元提供必要的信号和负载。开关系统按同时接通的通路数量，分为阻塞式开关系统(同时只能接通1条通路)与非阻塞式开关系统(所有公共端均可同时接通通路)，非阻塞式开关系统常被称为开关矩阵。也有部分使用者将所有开关系统称为开关矩阵，采用全通路开关矩阵特指非阻塞式开关系统，本专利技术中开关矩阵指非阻塞式开关系统。
[0003]微波开关矩阵因其频段特点，更加适合于通过树形单刀多掷开关组成开关阵列。此方法通道间电缆众多，m
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n开关矩阵(即m个公共端口与n个测试端口间构建出非阻塞式开关系统)需使用mn根电缆，电缆众多，设计难度大。迫切需要一种紧凑、可复用的布局设计。
[0004]目前国内外关于开关矩阵的研究主要集中在固态开关矩阵、光开关矩阵、MESM开关矩阵方面，对于频率范围宽、插入损耗小的机电式微波开关矩阵研究较少。开关矩阵往往通过行列间开关实现，此方法随开关规模扩大，开关级联层级急剧增大，只适合于低频开关矩阵，不适合微波频段。
[0005]目前国内外关于微波开关矩阵的研究较少，采用通过树形单刀多掷开关组成开关阵列并采用半柔电缆或软电缆互连的方法。现有方法开关矩阵内未经过布局设计，不紧凑、可复用性差；且通道间相对位置不固化，只能采用半柔电缆或者软电缆互连，不能采用成本低、插入损耗小、幅度相位重复性好的半刚电缆。同时，电缆长度差距比较大，通路间插入损耗、幅度、相位等开关矩阵关键性指标的一致性不好。

技术实现思路

[0006]为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种微波开关矩阵及其布局方法，以达到提高微波开关矩阵设计效率；保证微波矩阵幅度、相位的稳定性和重复度，易于实现插入损耗和相位的一致性的目的。
[0007]为达到上述目的，本专利技术的技术方案如下：
[0008]一种微波开关矩阵，该开关矩阵是由4个单刀双掷开关和2个单刀四掷开关以及半刚电缆组件组成的2
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4开关矩阵单元，所述单刀双掷开关的公共端位于中间，端口1、端口2位于其公共端的两侧，且距离相等；所述单刀四掷开关的公共端位于开关对称中心，端口1、端口2、端口3、端口4位于以其公共端为中心的矩阵的四个顶点上，且以端口1为左下顶点依次顺时针排列；
[0009]每个2
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4开关矩阵单元中的4个单刀双掷开关等间距排成一行，从左到右依次为开关A、开关B、开关C、开关D，2个单刀四掷开关排成一列，从上到下依次为开关E、开关F；所有开关的端口同向；4个单刀双掷开关的公共端关于2个单刀四掷开关的公共端连线两两对
称，2个单刀四掷开关的公共端关于4个单刀双掷开关的公共端连线对称；
[0010]4个单刀双掷开关相对于水平方向旋转相同的角度，4个单刀双掷开关的端口1位于4个单刀双掷开关的公共端连线的上方，4个单刀双掷开关的端口2位于4个单刀双掷开关的公共端连线的下方；
[0011]单刀双掷开关与单刀四掷开关的端口间建立如下的一一对应关系：A1
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E1、A2
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F1、B1
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E4、B2
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F4、C1
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E2、C2
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F2、D1
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E3、D2
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F3，其中，A1表示开关A的端口1，以此类推；有对应关系的两端口之间的距离相等，采用同一种半刚电缆组件连接。
[0012]一种微波开关矩阵，该开关矩阵包括4组如上所述的2
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4开关矩阵单元，以及2个单刀四掷开关M和N，开关M的端口1、端口2、端口3、端口4分别连接4组2
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4开关矩阵单元中开关E的公共端，开关N的端口1、端口2、端口3、端口4分别连接4组2
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4开关矩阵单元中开关F的公共端，从而在单刀四掷开关M、N的公共端与4组开关矩阵单元中16个单刀双掷开关的公共端之间建立起2
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16开关矩阵。
[0013]一种如上所述的微波开关矩阵的布局方法，假设相邻的两个单刀双掷开关的公共端之间的距离为W，单刀双掷开关的公共端与端口1或端口2的距离为d，单刀四掷开关相邻的端口之间的水平距离为b，竖直距离为a，两个单刀四掷开关的公共端之间的距离为H，单刀双掷开关相对于水平方向旋转的角度为θ，有对应关系的两端口之间的距离为L，通过如下方程进行求解：
[0014][0015]其中，a、b、d由开关自身尺寸确定，θ、H、W、L为待求解的参数值，通过给定四个参数中的任意一个，即可求得其余三个参数的值，从而实现有对应关系的两端口之间的距离相等，完成微波开关矩阵的布局。
[0016]通过上述技术方案，本专利技术提供的一种微波开关矩阵及其布局方法具有如下有益效果：
[0017]1、本专利技术的布局方法实现了微波开关矩阵中传统设计方法难以实现的全半刚电缆组件互连，且实现同一种半刚电缆组件互连；
[0018]2、本专利技术的方法基本布局固化，易于拓展，有助于提高微波开关矩阵设计效率；
[0019]3、本专利技术的方法可以保证微波矩阵幅度、相位的稳定性和重复度，易于实现插入损耗和相位的一致性。
附图说明
[0020]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
[0021]图1为本专利技术实施例所公开的一种2
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4开关矩阵单元示意图；
[0022]图2为2
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4开关矩阵单元的几何简化图；
[0023]图3为2
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16开关矩阵示意图。
具体实施方式
[0024]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0025]本专利技术提供了一种微波开关矩阵，如图1所示，该开关矩阵是由4个单刀双掷开关和2个单刀四掷开关以及半刚电缆组件S组成的2
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4开关矩阵单元，单刀双掷开关的公共端(端口0)位于中间，端口1、端口2位于其公共端的两侧，且距离相等。单刀四掷开关的公共端(端口0)位于开关对称中心，端口1、端口2、端口3、端口4位于以其公共端为中心的矩阵的四个顶点上，且以端口1为左下顶点依次顺时针排列。
[0026]每个2
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4开关矩阵单元中的4个单刀双掷开关等间距排成一行，从左到右依次为开关A、开关B、开关C、开关D，2个单刀四掷开关排成一列，从上到下依次为开关E、开关F；所有开关的端口同向。
[0027]4个单刀双掷开关的公共端关于2个单刀四掷开关的公共端连线两两对称，2个单刀四掷开关的公共端关于4个单刀双掷开关的公共端连线对称；即A0和D0关于E0和F0的连线对称，B0和C0关于E0和F0的连线对称，E0和F0关于A0、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微波开关矩阵，其特征在于，该开关矩阵是由4个单刀双掷开关和2个单刀四掷开关以及半刚电缆组件组成的2
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4开关矩阵单元，所述单刀双掷开关的公共端位于中间，端口1、端口2位于其公共端的两侧，且距离相等；所述单刀四掷开关的公共端位于开关对称中心，端口1、端口2、端口3、端口4位于以其公共端为中心的矩阵的四个顶点上，且以端口1为左下顶点依次顺时针排列；每个2
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4开关矩阵单元中的4个单刀双掷开关等间距排成一行，从左到右依次为开关A、开关B、开关C、开关D，2个单刀四掷开关排成一列，从上到下依次为开关E、开关F；所有开关的端口同向；4个单刀双掷开关的公共端关于2个单刀四掷开关的公共端连线两两对称，2个单刀四掷开关的公共端关于4个单刀双掷开关的公共端连线对称；4个单刀双掷开关相对于水平方向旋转相同的角度，4个单刀双掷开关的端口1位于4个单刀双掷开关的公共端连线的上方，4个单刀双掷开关的端口2位于4个单刀双掷开关的公共端连线的下方；单刀双掷开关与单刀四掷开关的端口间建立如下的一一对应关系：A1
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E1、A2
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F1、B1
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E4、B2
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F4、C1
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E2、C2
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F2、D1
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E3、D2

【专利技术属性】
技术研发人员：汪亚运，孙吉胜，王加路，王金，
申请(专利权)人：中电科思仪科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：