射頻和微波應(yīng)用的頻率從半導(dǎo)體的100MHz到衛(wèi)星通信的60GHz。寬帶附件通過(guò)擴(kuò)展頻率范圍來(lái)提高測(cè)試系統(tǒng)的靈活性。但是,頻率總是取決于應(yīng)用,并且可能犧牲寬泛的工作頻率以滿足其他關(guān)鍵參數(shù)。例如,網(wǎng)絡(luò)分析儀可能會(huì)執(zhí)行1 ms的掃描以進(jìn)行插入損耗測(cè)量,因此對(duì)于此應(yīng)用,建立時(shí)間或切換速度成為確保測(cè)量精度的關(guān)鍵參數(shù)。
除了正確的頻率選擇之外,插入損耗對(duì)于測(cè)試是至關(guān)重要的。大于1或2 dB的損耗將衰減峰值信號(hào)電平并增加上升沿和下降沿時(shí)間。低插入損耗系統(tǒng)可以通過(guò)最小化連接器和通路的數(shù)量或通過(guò)選擇用于系統(tǒng)配置的低插入損耗設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)。由于功率在更高的頻率上是昂貴的,所以機(jī)電開關(guān)沿傳輸路徑提供盡可能低的損耗。
回路損耗是由電路之間的阻抗不匹配造成的。在微波頻率下,網(wǎng)元的材料屬性和尺寸在決定分布式效應(yīng)引起的阻抗匹配或不匹配方面起著重要的作用。具有出色的回波損耗性能的交換機(jī)確保了通過(guò)交換機(jī)和整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的最佳功率傳輸。
低插入損耗可重復(fù)性降低了測(cè)量路徑中隨機(jī)誤差的來(lái)源,從而提高了測(cè)量精度。開關(guān)的可重復(fù)性和可靠性保證了測(cè)量精度,并且可以通過(guò)減少校準(zhǔn)周期和增加測(cè)試系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)間來(lái)降低擁有成本。
隔離度是在感興趣的端口檢測(cè)到的無(wú)用信號(hào)的衰減程度。隔離在更高的頻率下變得更重要。高隔離度減少了其他通道信號(hào)的影響,保持了測(cè)量信號(hào)的完整性,降低了系統(tǒng)測(cè)量的不確定性。例如,開關(guān)矩陣可能需要將信號(hào)路由到頻譜分析儀以進(jìn)行-70 dBm的測(cè)量,并同時(shí)路由另一個(gè) 20 dBm的信號(hào)。在這種情況下,高隔離度(90 dB或更高)的開關(guān)將保持低功率信號(hào)的測(cè)量完整性 。
開關(guān)速度定義為將開關(guān)端口(臂)的狀態(tài)從“ON”改變?yōu)椤癘FF”或從“OFF”改變?yōu)椤癘N”所需的時(shí)間。
由于切換時(shí)間僅指定了RF信號(hào)的穩(wěn)定/最終值的90%的結(jié)束值,因此在精確度和精確度的要求更為關(guān)鍵的情況下,穩(wěn)定時(shí)間通常在固態(tài)開關(guān)性能中突出顯示。測(cè)定沉降時(shí)間到接近最終值的水平。建立時(shí)間廣泛使用的邊緣至終點(diǎn)值為0.01 dB(最終值的99.77%)和0.05 dB(最終值的98.86%)。這個(gè)規(guī)范通常用于砷化鎵場(chǎng)效應(yīng)管開關(guān),因?yàn)樗鼈兙哂袞艠O滯后效應(yīng),這是由于電子被俘獲在砷化鎵表面上造成的 。
功率處理定義了開關(guān)處理功率的能力,并且非常依賴于所使用的設(shè)計(jì)和材料。交換機(jī)有不同的功率處理額定值,如熱切換,冷切換,平均功率和峰值功率。在切換時(shí)在切換端口存在RF /微波功率時(shí)發(fā)生熱切換。切換前切斷信號(hào)時(shí)會(huì)發(fā)生冷切換。冷切換導(dǎo)致較低的接觸應(yīng)力和較長(zhǎng)的使用壽命。
在許多應(yīng)用中,50歐姆的負(fù)載端接是至關(guān)重要的,因?yàn)槊織l開放的未使用的傳輸線都有可能引起諧振。當(dāng)設(shè)計(jì)一個(gè)工作頻率高達(dá)26 GHz或更高頻率的系統(tǒng)時(shí),這一點(diǎn)非常重要,因?yàn)榻粨Q機(jī)的隔離度大大降低當(dāng)交換機(jī)連接到有源設(shè)備時(shí),未端接路徑的反射功率可能會(huì)損壞源。
機(jī)電開關(guān)被分類為已終止或未終止。端接開關(guān):當(dāng)選定的路徑閉合時(shí),所有其他路徑終止于50歐姆的負(fù)載,所有螺線管的電流被切斷。未終端的開關(guān)反映了電力。
固態(tài)開關(guān)被分類為吸收性或反射性。吸收開關(guān)在每個(gè)輸出端口中都包含一個(gè)50歐姆終端,以在關(guān)閉狀態(tài)和開啟狀態(tài)下呈現(xiàn)較低的駐波比。當(dāng)二極管反向偏置時(shí),反射開關(guān)傳導(dǎo)RF功率,當(dāng)正向偏置時(shí)反射RF功率。
視頻泄漏是指在沒(méi)有RF信號(hào)的情況下切換時(shí),在交換機(jī)的RF端口出現(xiàn)的雜散信號(hào)。這些信號(hào)是由開關(guān)驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)生的波形產(chǎn)生的,特別是由PIN二極管高速開關(guān)所需的前沿電壓尖峰引起的。視頻泄漏的幅度取決于開關(guān)和開關(guān)驅(qū)動(dòng)器的設(shè)計(jì) 。
較長(zhǎng)的使用壽命降低了每個(gè)周期的成本和預(yù)算約束,使制造商更具競(jìng)爭(zhēng)力 。 解讀詞條背后的知識(shí) 查看全部
射頻和微波開關(guān)可以分為兩個(gè)同等主流和重要的群體:
機(jī)電開關(guān)基于電磁感應(yīng)的簡(jiǎn)單理論。他們依靠機(jī)械接觸作為開關(guān)機(jī)構(gòu)。
安捷倫科技的一些機(jī)電開關(guān)
甲固態(tài)開關(guān)是基于半導(dǎo)體技術(shù)的電子開關(guān)器件(例如MOSFET,PIN二極管)。除了沒(méi)有移動(dòng)部件之外,其功能類似于機(jī)電開關(guān)。
像其他電氣開關(guān)一樣,RF和微波開關(guān)為許多不同的應(yīng)用提供不同的配置。以下是典型的交換機(jī)配置和用法列表:
單刀雙擲(SPDT或1:2)開關(guān)將信號(hào)從一路輸入路由到兩路輸出路徑。
多端口開關(guān)或單刀多擲(SPnT)開關(guān)允許一個(gè)輸入到多個(gè)(三個(gè)或更多)輸出路徑。
轉(zhuǎn)換開關(guān)或雙刀雙擲(DPDT)開關(guān)可用于各種目的。
旁路開關(guān)從信號(hào)路徑插入或移除測(cè)試組件。
機(jī)電和固態(tài)開關(guān)參數(shù)比較
參數(shù) | 機(jī)電 | 固體狀態(tài) |
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頻率范圍 | 從[DC] | 從kHz |
插入損失 | 低 | 高 |
回報(bào)損失 | 好 | 好 |
重復(fù)性 | 好 | 優(yōu)秀 |
隔離 | 好 | 優(yōu)秀 |
切換速度 | 以毫秒為單位 | 在ns |
安定時(shí)間 | <15 ms | <1微秒 |
功率處理 | 高 | 低 |
視頻泄漏 | 沒(méi)有 | 低 |
使用壽命 | 500萬(wàn)個(gè)周期 | 無(wú)窮 |
ESD免疫力 | 高 | 低 |
敏感在 | 振動(dòng) | 射頻功率超負(fù)荷 |
微波自動(dòng)開關(guān)是根據(jù)微波的多普勒效應(yīng)來(lái)進(jìn)行控制的,它能夠監(jiān)測(cè)物體移動(dòng),并把移動(dòng)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)從而控制燈泡的亮滅或電器的啟閉。 工作原理如下: 天線 、T1、C5等組成...
微波射頻開關(guān)性能和優(yōu)點(diǎn) 1)由于設(shè)計(jì)的合理性和對(duì)稱性,保證了在一定的帶寬(120mhz)內(nèi)很低的傳輸損耗,如圖5(s21)所示。其中s21表示的是:對(duì)于一個(gè)微波網(wǎng)絡(luò),當(dāng)其他端口都匹配,即接50r電阻匹...
沖床關(guān)鍵參數(shù)是速度和精度?,F(xiàn)在市場(chǎng)上臺(tái)灣和國(guó)內(nèi)沖床有二種速度稱為高速,一種為高速400次/分鐘,另一種為1000次/分鐘。如果產(chǎn)品模具需求速度為300次/分鐘或更高,則應(yīng)選擇1000次/分鐘的沖床。因...
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隨著測(cè)量技術(shù)不斷發(fā)展,在自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)中為提高測(cè)試效率需要使用開關(guān)矩陣,借助開關(guān)矩陣的不同組態(tài)實(shí)現(xiàn)被測(cè)件與不同測(cè)量?jī)x器的連接,充分利用儀器資源。簡(jiǎn)要介紹了開關(guān)矩陣的設(shè)計(jì)原則,提出微波開關(guān)矩陣設(shè)計(jì)需要注意的地方,并針對(duì)使用微波開關(guān)矩陣測(cè)量被測(cè)件S參數(shù)所存在的問(wèn)題給出解決辦法。使用此方法可以實(shí)現(xiàn)很高的測(cè)量精度,已經(jīng)應(yīng)用于工程實(shí)踐中。
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應(yīng)用價(jià)值工程改進(jìn)開關(guān)關(guān)鍵零件處理工藝
《微波開關(guān)電磁驅(qū)動(dòng)裝置》所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種微波開關(guān)電磁驅(qū)動(dòng)裝置,該微波開關(guān)電磁驅(qū)動(dòng)裝置采用“雙螺線管與平衡銜鐵旋轉(zhuǎn)”相結(jié)合的電磁驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu),運(yùn)用費(fèi)力杠桿的原理,在同等輸入條件下,實(shí)現(xiàn)了體積小、行程大的目的,解決了大功率微波開關(guān)的設(shè)計(jì)難題。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題,《微波開關(guān)電磁驅(qū)動(dòng)裝置》采用如下技術(shù)方案:微波開關(guān)電磁驅(qū)動(dòng)裝置,包括兩個(gè)螺線管式電磁鐵、轉(zhuǎn)軸支架和彈性簧片,兩個(gè)螺線管式電磁鐵安裝在支撐板上方,螺線管式電磁鐵的導(dǎo)桿從支撐板中伸出,導(dǎo)桿下方分別與轉(zhuǎn)軸支架的兩端連接,所述的轉(zhuǎn)軸支架靠轉(zhuǎn)軸固定在支撐板下方的耳板上,轉(zhuǎn)軸支架可繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng),兩個(gè)彈性簧片分別鉚接在轉(zhuǎn)軸支架兩端。該發(fā)明應(yīng)用費(fèi)力杠桿原理,采用了兩個(gè)雙穩(wěn)態(tài)磁保持結(jié)構(gòu)的螺線管式電磁鐵,通過(guò)支撐板進(jìn)行固定形成了類似“推挽式”結(jié)構(gòu),螺線管式電磁鐵中的鐵芯運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)轉(zhuǎn)軸支架的兩端運(yùn)動(dòng),轉(zhuǎn)軸支架兩端鉚接的彈性簧片(通常與推桿等部件接觸)同步運(yùn)動(dòng)并傳遞出力量,將鐵芯的行程轉(zhuǎn)化為彈性簧片的行程。由于該發(fā)明的微波開關(guān)電磁驅(qū)動(dòng)裝置采用了兩個(gè)雙穩(wěn)態(tài)螺線管式電磁鐵同時(shí)提供保持力,保持力大,將鐵芯處于轉(zhuǎn)軸與彈性簧片中間,形成費(fèi)力杠桿結(jié)構(gòu),以轉(zhuǎn)軸作為支撐點(diǎn),鐵芯的行程被進(jìn)一步放大,從而在彈性簧片的端部獲得較大的行程,結(jié)構(gòu)中通過(guò)調(diào)節(jié)杠桿比,相同的鐵芯行程可以在彈性簧片的端部形成不同的連續(xù)變化的長(zhǎng)行程。
《微波開關(guān)電磁驅(qū)動(dòng)裝置》有效的利用了狹小的產(chǎn)品腔體空間,與單獨(dú)的“平衡銜鐵旋轉(zhuǎn)式”或“螺線管式”驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)相比,相同的空間內(nèi)能擁有更大的行程以及更高的推動(dòng)力,具有結(jié)構(gòu)小、行程長(zhǎng)、耐沖擊、抗振動(dòng)等特點(diǎn),整個(gè)裝配過(guò)程簡(jiǎn)單可靠,可以反復(fù)拆卸。
所述的螺線管式電磁鐵包括鐵芯、線圈、導(dǎo)桿和線圈骨架,線圈纏繞在線圈骨架上,線圈骨架內(nèi)設(shè)置有鐵芯,線圈骨架內(nèi)套接有空心套筒,套筒與線圈骨架之間固定放置有若干塊永磁體,鐵芯套接在套筒內(nèi),套筒的軸向長(zhǎng)度大于鐵芯的長(zhǎng)度,導(dǎo)桿沿套筒的軸向方向穿過(guò)線圈骨架兩側(cè),導(dǎo)桿可沿線圈骨架的軸向方向上下移動(dòng),導(dǎo)桿與鐵芯固定連接。鐵芯在套筒內(nèi)可以沿套筒的軸向方向移動(dòng),若干塊永磁體的同極相對(duì)周向分布在套筒的外側(cè),鐵芯受永磁體磁化,使鐵芯移動(dòng)至套筒內(nèi)上端或者下端的極限位置,并固定在此初始時(shí)的極限位置;線圈通電時(shí),線圈內(nèi)產(chǎn)生線圈磁場(chǎng),若線圈磁場(chǎng)與永磁體磁場(chǎng)方向相反,且鐵芯受到的線圈磁場(chǎng)作用力大于鐵芯受到的永磁體的磁場(chǎng)作用力時(shí),帶動(dòng)鐵芯沿套筒的中心線運(yùn)動(dòng)至套筒內(nèi)另一端的極限位置,此時(shí)當(dāng)鐵芯不再受到線圈磁場(chǎng)力的作用時(shí),鐵芯會(huì)停留在該另一端的極限位置,不會(huì)恢復(fù)至初始時(shí)的極限位置,鐵芯與導(dǎo)桿之間固定連接,鐵芯的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)導(dǎo)桿上下運(yùn)動(dòng),進(jìn)而帶動(dòng)彈性簧片運(yùn)動(dòng)。不需要彈簧等復(fù)位裝置使鐵芯及導(dǎo)桿恢復(fù)初始狀態(tài),簡(jiǎn)化整個(gè)裝置的結(jié)構(gòu)。
電磁鐵的鐵芯屬于圓柱體,可以360°旋轉(zhuǎn),為防止鐵芯轉(zhuǎn)動(dòng),在導(dǎo)桿下端部設(shè)有凸舌,轉(zhuǎn)軸支架兩端部設(shè)有凹槽,凸舌卡在凹槽中,在不影響連接的情況下限制了鐵芯的轉(zhuǎn)動(dòng)。
圖1是《微波開關(guān)電磁驅(qū)動(dòng)裝置》實(shí)施例的微波開關(guān)電磁驅(qū)動(dòng)裝置的外觀示意圖。
圖2是該發(fā)明實(shí)施例的微波開關(guān)電磁驅(qū)動(dòng)裝置的剖視圖。
圖3是導(dǎo)桿的示意圖。
圖4是轉(zhuǎn)軸支架的示意圖。
圖5是導(dǎo)桿與轉(zhuǎn)軸支架的連接方式示意圖。
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《微波開關(guān)電磁驅(qū)動(dòng)裝置》涉及一種微波開關(guān)電磁驅(qū)動(dòng)裝置。