[发明专利]一种射频小型化矩阵开关

说明书

技术领域

本发明涉及射频开关技术领域，具体涉及一种采用垂直交叉结构的射频小型化矩阵开关。

背景技术

随着电子技术的飞速发展，各种电子系统体积越来越小，质量越来越轻，功能越来越多。人们已经不满足于将多个不同功能的无线系统安装在一起来实现多功能的方法，而是倾向于让多个系统共用一些性能或结构一样的部件，开关矩阵就能满足这样的要求。将开关矩阵放在无线收发前端，可以让多个系统同时共用多个不同频段的天线，于是将大大扩展系统的功能和工作频带。系统的这一变化不仅仅是扩展了功能，也使系统更加小型化和宽带化。

射频开关矩阵是作为电子系统无线收发前端中的部件，其典型的用法如图1所示，多副天线2和多个无线收发组件3经开关矩阵连接在一起，通过驱动控制电路板1的切换控制，使无线收发组件3可以共享天线2。

中国专利CN1716682提到了一种开关矩阵，虽然可以进行宽带化工作，但单刀多掷开关之间的连接采用电缆方案；虽然没有提出能够到达的具体参数，但根据这种方法制造的开关矩阵实测数据为：工作频率2～2000MHz，插损3.0dB，隔离度60dB，相位一致性15度，体积500mm×150mm×50mm。

作为接收系统的最前端，开关矩阵的插损将直接影响到接收机的噪声系数，因此开关矩阵将同时肩负着宽带、低插损和小型化的要求。

发明内容

本发明所要解决的问题是：如何提供一种射频小型化矩阵开关，该矩阵开关能克服现有技术中所存在的缺点，具有带宽、低损耗、高隔离度和高一致性的特点。

本发明所提出的技术问题是这样解决的：提供一种射频小型化矩阵开关，包括金属腔、驱动控制电路、设置在金属腔内的模块化的单刀多掷开关，其特征在于，所述模块化的单刀多掷开关包括M个单刀N掷开关和N个单刀M掷开关，这两组单刀多掷开关垂直交叉连接，所述单刀N掷开关具有一个输出端口和M个连接端口，所述单刀M掷开关具有一个输入端口和N个连接端口，一个单刀N掷开关和每一个单刀M掷开关都有一条射频连接路径，一个单刀M掷开关和每一个单刀N掷开关都有一条射频连接路径，所述驱动控制电路连接每个单刀N掷开关和单刀M掷开关实现切换。

按照本发明所提供的射频小型化矩阵开关，其特征在于，M个单刀N掷开关和N个单刀M掷开关之间的连接关系为矩阵型连接关系，M个单刀N掷开关横向层叠在一起且将连接端口排在一个平面上形成一个具有M×N个连接端口的第一矩阵，N个单刀M掷开关竖向平叠为一个整体且将连接端口排在一个平面上形成一个具有N×M个连接端口的第二矩阵，其中M为竖向排列数，N为横向排列数，且都为大于等于二的正整数，第一矩阵通过可插拔射频阴头连接器安装进带有矩阵洞孔的适配座中和第二矩阵交叉连接为一体。

本发明采用模块化单刀多掷开关设计并使用垂直交叉结构，将输入到输出的射频路径减小到最短，定制可插拔射频连接器作为垂直交叉的连接部件，去掉了电缆连接带来的插损和不一致性，这种布置使得开关矩阵能够减小尺寸和损耗，解决了现有开关矩阵体积大、插损大、一致性不好的限制，提高了工作频率。本发明采用全固态化设计，大幅度提高了整机系统的可靠性，可实现对大功率射频的快速切换。

附图说明

图1是现有技术中射频系统中使用开关矩阵的原理示意图；

图2是本发明中射频小型化矩阵开关的一个实施例的示意图；

图3是本发明中射频小型化矩阵开关一个实施例的装配示意图。

其中，1、驱动控制电路板，2、天线，3、收发组件，4、单刀多掷开关，5、单刀多掷开关，6、输入端口，7、输出端口，8、可插拔射频阴头连接器，9、适配器，10、连接端口，11、连接端口，12、驱动控制电路，13、金属腔。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述：

射频开关原理如图1所示，其典型的用法如图1所示，多副天线2和多个无线收发组件3经开关矩阵连接在一起，通过驱动控制电路板1的切换控制，使无线收发组件3可以共享天线2。

本发明的射频小型化矩阵开关结构如下：包括金属腔13、驱动控制电路12、设置在金属腔内的模块化的单刀多掷开关，其中，模块化的单刀多掷开关包括M个单刀N掷开关和N个单刀M掷开关，这两组单刀多掷开关垂直交叉连接，单刀N掷开关具有一个输出端口和M个连接端口，单刀M掷开关具有一个输入端口和N个连接端口，一个单刀N掷开关和每一个单刀M掷开关都有一条射频连接路径，一个单刀M掷开关和每一个单刀N掷开关都有一条射频连接路径，驱动控制电路连接每个单刀N掷开关和单刀M掷开关实现切换。