[发明专利]一种固态矩阵开关系统

权利要求书

1.一种固态矩阵开关系统，其特征在于，包括ARM主控制板模块、数码显示模块、主开关模块；

ARM主控制板模块采用ARM嵌入式开发板，通过RJ45接口与上位机通信，通过并行接口与主开关模块和数码显示模块实现数据下传通信；

数码显示模块作为显示界面，通过74AHC595芯片将ARM主控制模块下发的串口数据转换为并口数据，并发送到相应的24bit数码管显示段位进行显示；

主开关模块是实现对信号的多通道输入输出应用；组成部分包括下行通道、上行通道、附加通道、校准及备份通道、微带耦合电路；

下行通道电路放置在PCB板的TOP层，上行通道电路和附加通道电路放置在PCB板的BOTTOM层；宽带功分电路和微带耦合电路也放置在BOTTOM层；

主开关模块中的下行通道，射频信号从端口ANT输入，经过通道开关A和下行矩阵开关后，输出到端口PM；

主开关模块中的上行通道，射频信号从SG端输入，通过1-8宽带功分电路后，分为8路单独的射频信号，经过上行附加矩阵开关、通道开关B、通道开关A后，输出端口ANT；其中ANT端口既可作为下行通道的输入端口，也可作为上行通道的输出端口，下行和上行通道的选择是通过通道开关A来实现切换选择；

主开关模块中的附加通道，射频信号从SG端输入，通过1-8宽带功分电路后，经过上行附加矩阵开关和通道开关B后，输出到端口BANT；

主开关模块中的校准及备份通道，射频信号分别从CAL、BAK1、BAK2端输入，进入到校准及备份矩阵开关后，输出到端口PM；

主开关模块中的微带耦合电路，射频信号通过SG端输入，通过微带耦合电路后输出2路信号，其中一路主通路信号进入到1-8宽带功分电路中，而耦合取样后的信号输出到Couple端口；

所述的主开关模块中的下行矩阵开关，分为3级电路，第一级为8个独立的SP2T开关，第二级为2个独立的SP4T开关，第三级为1个SP4T开关；3级电路依次串联；通道开关A进来的8路分别独立的输入信号通过第一级的8个SP2T开关，实现负载匹配，接着通过第二级的2个SP4T开关，将8路信号合并为2路信号，即第一级每4个独立的SP2T开关的输出端俩接第二级的1个SP4T开关的输入端；再将这2路信号输入到第三级的1个SP4T开关，即第二级的2个SP4T开关的输出端连接第三级SP4T开关的输入端；从而合并为1路信号并送到输出端PM；

所述的主开关模块中的上行附加矩阵开关由8个独立的SP2T开关组成；由1-8宽带功分器输入进来的8路信号分别连接到上行附加矩阵开关中的8个SP2T开关，实现负载匹配，然后输出到通道开关B中；

所述的1-8宽带功分电路分为3级，第一级为1个1分2的功分器I，第二级为2个1分2的功分器II，第三级为4个1分2的功分器III；功分器I的输出端连接2个功分器II的输入端，每个功分器II的输出端连接2个功分器III的输入端；第三级的4个功分器产生8个输出端，连接到上行附加矩阵开关中；

所述的1-8宽带功分电路选用Wilkinsonw结构的功分器，这种Wilkinsonw结构的功分器插入损耗为-10.8dB，端口隔离度约-20dB，带内平坦度小于0.3dB；

所述的上行通道和附加通道有通道一致性要求，要求上行通道的8个通道之间功率误差小于0.5dB，附加通道的8个通道之间的功率误差也小于0.5dB；因此电路设计上要求上行通道和附加通道的各8个通道的走线长度之间的误差小于500mil；

除微带耦合电路外，所述下行通道、上行通道、附加通道、校准及备份通道的隔离度指标，要求异端的通道之间隔离度小于-70dB，同端的通道之间隔离度小于-44dB；

通过微带耦合电路，在0.6～6G的宽带范围内实现-21dB±2dB的耦合信号取样，并输出到端口Couple；且要在2×1mm范围内实现该电路；

所有的输入输出端口的驻波系数要求小于1.5。

2.根据权利要求1所述的一种固态矩阵开关系统，其特征在于，所述微带耦合电路包括微带耦合线、耦合负载；而其中微带耦合线采用平行的相邻的两根微带线构成，较粗的微带线为主信号通路微带线，而较细的微带线为耦合通路微带线，耦合通路微带线的一个端口与耦合负载相连；另外一个端口为取样信号端口，输出到Couple端口。