一種小型化機械微波波導(dǎo)開關(guān)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種小型化機械微波波導(dǎo)開關(guān)，屬于微波通信技術(shù)領(lǐng)域，其包括波導(dǎo)腔體和微波滑塊，波導(dǎo)腔體內(nèi)開設(shè)有直線型微波通道，波導(dǎo)腔體的兩端分別設(shè)置有與直線型微波通道相對應(yīng)的波導(dǎo)窗，波導(dǎo)腔體上開設(shè)有供微波滑塊上下移動的導(dǎo)向孔，導(dǎo)向孔與直線型微波通道相連通，微波滑塊沿導(dǎo)向孔上下滑動實現(xiàn)微波通道的導(dǎo)通和斷開。本發(fā)明中的波導(dǎo)開關(guān)與傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)式機械微波波導(dǎo)開關(guān)相比具有體積小、切換速度快、便于集成的優(yōu)點，且本發(fā)明中的波導(dǎo)開關(guān)能工作于THz波段。
【專利說明】
一種小型化機械微波波導(dǎo)開關(guān)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明屬于微波通信領(lǐng)域，尤其涉及一種小型化機械微波波導(dǎo)開關(guān)。
【背景技術(shù)】
[0002]微波開關(guān)是構(gòu)成微波電子設(shè)備的基礎(chǔ)性元器件之一，其基本功能是控制微波信號的通斷和轉(zhuǎn)換。機械波導(dǎo)開關(guān)是微波開關(guān)的一種。相比于其它微波開關(guān)，機械微波波導(dǎo)開關(guān)具有電壓駐波低、插入損耗小、功率容量大的特點，已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于電子對抗、雷達、微波通信以及微波測量等領(lǐng)域。
[0003]高頻、小體積、輕重量、功能多樣是微波電子設(shè)備的發(fā)展方向，這就對微波開關(guān)的工作頻率、插入損耗、體積、重量、切換時間等方面提出了更高的要求。傳統(tǒng)的機械微波波導(dǎo)開關(guān)為旋轉(zhuǎn)式開關(guān)，該種開關(guān)的微波部分由微波轉(zhuǎn)子和微波定子組成，其中微波轉(zhuǎn)子內(nèi)部設(shè)有弧形微波通道，微波定子的周邊設(shè)有波導(dǎo)窗。微波轉(zhuǎn)子通過軸承安裝在微波定子中。如果弧形微波通道和某兩個波導(dǎo)窗相連則這兩個波導(dǎo)窗處于導(dǎo)通狀態(tài)，否則處于斷開狀態(tài)。工作時微波轉(zhuǎn)子能在微波定子中轉(zhuǎn)動實現(xiàn)不同波導(dǎo)窗間的導(dǎo)通和斷開。傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)式波導(dǎo)開關(guān)，受自身結(jié)構(gòu)特點的限制具有以下不足:
[0004]1、體積大
[0005]微波轉(zhuǎn)子通過軸承安裝在微波定子中，且微波轉(zhuǎn)子內(nèi)部設(shè)有弧形微波通道，因此該種波導(dǎo)開關(guān)的體積受到軸承和弧形微波通道的限制不利于小型化；
[0006]2、切換速度慢
[0007]旋轉(zhuǎn)式微波波導(dǎo)開關(guān)依靠轉(zhuǎn)動微波轉(zhuǎn)子來控制特定微波通道的通、斷，對于不同頻率、不同波導(dǎo)口的開關(guān)，微波轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動角度固定不變，導(dǎo)致該種波導(dǎo)開關(guān)的切換速度不能隨工作頻率的升高得到相應(yīng)的提升；
[0008]3、不適用與高頻段
[0009]對于旋轉(zhuǎn)式微波波導(dǎo)開關(guān)而言，為保證微波轉(zhuǎn)子能靈活的轉(zhuǎn)動，在微波轉(zhuǎn)子和微波定子間存在一定的間隙，該間隙構(gòu)成微波泄漏通道，進而會影響到開關(guān)的隔離度、電壓駐波比和插入損耗的指標(biāo);一般而言微波轉(zhuǎn)子和微波定子之間的間隙越小約有利于提高開關(guān)的微波性能，但受到零件加工精度、裝配精度、軸承精度和熱膨脹的限制，為保證微波轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動的靈活性該間隙應(yīng)多0.03mm；當(dāng)頻率升高到THz波段時0.03mm的間隙將變的難以接受，這也是目前尚沒有THz波段旋轉(zhuǎn)式機械波導(dǎo)開關(guān)的原因。
[00?0]由此可見，現(xiàn)有技術(shù)有待于進一步的改進和提尚。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]本發(fā)明為避免上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足之處，提供了一種體積小、切換速度快、便于集成的小型化機械微波波導(dǎo)開關(guān)。
[0012]本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為:
[0013]—種小型化機械微波波導(dǎo)開關(guān)，包括波導(dǎo)腔體和微波滑塊，波導(dǎo)腔體內(nèi)開設(shè)有直線型微波通道，波導(dǎo)腔體的兩端分別設(shè)置有與直線型微波通道相對應(yīng)的波導(dǎo)窗，波導(dǎo)腔體上開設(shè)有供微波滑塊上下移動的導(dǎo)向孔，導(dǎo)向孔與直線型微波通道相連通，微波滑塊沿導(dǎo)向孔上下滑動實現(xiàn)直線型微波通道的導(dǎo)通和斷開。
[0014]所述微波滑塊包括滑塊本體，滑塊本體的頂端設(shè)置有推桿，滑塊本體的底端設(shè)置有兩根插針，上述導(dǎo)向孔有兩個，微波滑塊滑動過程中，插針沿導(dǎo)向孔上下移動。
[0015]各所述導(dǎo)向孔處分別設(shè)置有一個扼流塞塊，扼流塞塊插入導(dǎo)向孔內(nèi)，扼流塞塊的底端面與導(dǎo)向孔之間配合形成扼流槽，其中一個扼流槽的體積大于另一個扼流槽的體積，且體積大的扼流槽距直線型微波通道上端面的距離大于體積小的扼流槽距直線型微波通道上端面的距離，扼流塞塊上開設(shè)有供插針插入的通孔;插針上移至插針的底端面與直線型微波通道的上表面持平時，直線型微波通道導(dǎo)通，微波信號通過;插針下移至插針的底端面與直線型微波通道的下表面持平時，直線型微波通道切斷，微波信號被截止。
[0016]所述波導(dǎo)開關(guān)還包括限位組件，限位組件包括兩塊相對設(shè)置的限位塊，各限位塊均包括定位板及與定位板固連的截面呈倒L型的限位板，各定位板均與波導(dǎo)腔體固連，兩塊限位板的下部之間配合形成供微波滑塊上下運動的容置腔室，兩塊限位板的上部之間配合形成供推桿上下運動的過桿間隙。
[0017]所述推桿的頂端設(shè)置有用于與繼電器或手動操作裝置相連接的對外接口。
[0018]各所述導(dǎo)向孔包括自外而內(nèi)依次設(shè)置的一級導(dǎo)向孔和二級導(dǎo)向孔，一級導(dǎo)向孔的孔徑大于二級導(dǎo)向孔的孔徑，二級導(dǎo)向孔的一端與一級導(dǎo)向孔相連通、另一端與直線型微波通道相連通;所述扼流槽由扼流塞塊的底端面與一級導(dǎo)向孔的底端面配合形成。
[0019]所述推桿與插針均呈圓柱狀，且推桿的外徑大于插針的外徑。
[0020]所述插針由金屬制成。
[0021 ]所述滑塊本體呈長方體形狀。
[0022]所述波導(dǎo)腔體包括盒狀本體及分別設(shè)置在盒狀本體左端、右端且與盒狀本體一體成型的圓輪狀法蘭，波導(dǎo)窗設(shè)置在圓輪狀法蘭上，直線型微波通道貫穿左端的圓輪狀法蘭、盒狀本體及右端的圓輪狀法蘭。
[0023]由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明所取得的有益效果為:
[0024]1、本發(fā)明在微波通道中引入金屬插針，通過改變插針位置控制微波通道的通斷，切換速度快，而且針對不同頻率、不同波導(dǎo)的開關(guān)，本發(fā)明中插針的移動距離可以改變，因此，本發(fā)明中波導(dǎo)開關(guān)的切換速度能隨工作頻率的升高得到相應(yīng)的提升，能夠很好地適應(yīng)高頻工況。
[0025]2、本發(fā)明通過在扼流塞塊和導(dǎo)向孔之間配合形成扼流槽來達到降低開關(guān)電壓駐波比、插入損耗及提高開關(guān)隔離度的目的，且扼流塞塊的底端面與導(dǎo)向孔的底端面均為平面，方便加工。
[0026]3、本發(fā)明在微波通道中引入了兩個插針，并在其周圍針對工作頻率的“低頻端”和“高頻端”分別設(shè)置扼流槽，提高了波導(dǎo)開關(guān)的隔離度，拓寬了波導(dǎo)開關(guān)的工作帶寬。
[0027]4、本發(fā)明中的機械微波波導(dǎo)開關(guān)和傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)式機械微波波導(dǎo)開關(guān)相比，具有體積小、切換速度快、便于集成等優(yōu)點，且本發(fā)明中的波導(dǎo)開關(guān)能工作于THz波段(太赫茲波段)。
【附圖說明】
[0028]圖1為本發(fā)明中的波導(dǎo)開關(guān)一種實施例的軸測圖。
[0029]圖2為本發(fā)明中微波滑塊一種實施例的軸測圖。
[0030]圖3為本發(fā)明中波導(dǎo)開關(guān)的微波通道導(dǎo)通狀態(tài)下的半剖圖。
[0031]圖4為圖3中A處的放大圖。
[0032]圖5為本發(fā)明中波導(dǎo)開關(guān)的微波通道切斷狀態(tài)下的半剖圖。
[0033]圖6為圖5中B處的放大圖。
[0034]圖7為本發(fā)明中扼流塞塊一種實施例的半剖圖。
[0035]圖8為本發(fā)明中波導(dǎo)腔體一種實施例的半剖圖。
[0036]其中，
[0037]1、波導(dǎo)腔體101、盒狀本體102、圓輪狀法蘭103、波導(dǎo)窗104、直線型微波通道105、一級導(dǎo)向孔106、二級導(dǎo)向孔2、微波滑塊201、對外接口 202、推桿203、滑塊本體204、插針3、限位塊301、定位板302、限位板303、容置腔室304、過桿間隙4、扼流塞塊401、通孔402、扼流槽
【具體實施方式】
[0038]下面結(jié)合附圖和具體的實施例對本發(fā)明作進一步的詳細說明，但本發(fā)明并不限于這些實施例。
[0039]如圖1至圖8所示，一種小型化機械微波波導(dǎo)開關(guān)，包括波導(dǎo)腔體1、微波滑塊2及直線型微波通道104，波導(dǎo)腔體I包括盒狀本體101及分別設(shè)置在盒狀本體101左端、右端且與盒狀本體101 —體成型的圓輪狀法蘭102，直線型微波通道104貫穿左端的圓輪狀法蘭102、盒狀本體101及右端的圓輪狀法蘭102，兩個圓輪狀法蘭102上分別設(shè)置有與直線型微波通道104相對應(yīng)的波導(dǎo)窗103。
[0040]所述微波滑塊2包括滑塊本體203，滑塊本體203的頂端設(shè)置有推桿202，滑塊本體203的底端設(shè)置有兩根插針204，滑塊本體203大體呈長方體形狀，推桿202與插針204均呈圓柱狀，且推桿202的外徑大于插針204的外徑，插針204由金屬制成;所述推桿202的頂端設(shè)置有對外接口 201，對外接口 201可與繼電器或手動操作裝置相連接，實現(xiàn)對波導(dǎo)開關(guān)的控制；波導(dǎo)腔體I上開設(shè)有兩個與插針204位置相對且供插針204上下移動的導(dǎo)向孔，各所述導(dǎo)向孔包括自外而內(nèi)依次設(shè)置的一級導(dǎo)向孔105和二級導(dǎo)向孔106，一級導(dǎo)向孔105的孔徑大于二級導(dǎo)向孔106的孔徑，二級導(dǎo)向孔106的一端與一級導(dǎo)向孔105相連通、另一端與直線型微波通道104相連通，微波滑塊2沿導(dǎo)向孔上下滑動實現(xiàn)直線型微波通道104的導(dǎo)通和斷開。[0041 ]所述波導(dǎo)開關(guān)還包括限位組件，限位組件包括兩塊相對設(shè)置的限位塊3，各限位塊3均包括定位板301及與定位板301—體成型的截面呈倒L型的限位板302，各定位板301均與波導(dǎo)腔體I固連，兩塊限位板302的下部之間配合形成供微波滑塊2上下運動的容置腔室303，兩塊限位板302的上部之間配合形成供推桿202上下運動的過桿間隙304。
[0042]各所述導(dǎo)向孔處分別設(shè)置有一個扼流塞塊4，扼流塞塊4插入導(dǎo)向孔內(nèi)，扼流塞塊4的底端面與一級導(dǎo)向孔105的底端面之間配合形成扼流槽402，扼流塞塊4上開設(shè)有供插針204插入的通孔401。扼流槽402的中心頻率與其大小、以及所處位置有關(guān)，兩個所述扼流槽402的大小和位置略有差別，其中一個扼流槽較大且距直線型微波通道104的上端面較遠，該扼流槽的中心頻率較低；另一個扼流槽較小且距離直線型微波通道104的上端面較近，該扼流槽的中心頻率較高，中心頻率不同的兩扼流槽402串聯(lián)使用，不僅可以提高隔離度，還可以拓寬帶寬。
[0043]本發(fā)明的工作原理為:通過改變插針204的位置實現(xiàn)對直線型微波通道104的通、斷控制，具體的說，如圖3和圖4所示，當(dāng)插針204上移至插針204的底端面與直線型微波通道104的上表面持平時，在扼流槽402的作用下，插針204與直線型微波通道104的上表面之間處于電器短路狀態(tài)，此時直線型微波通道104導(dǎo)通，微波信號可以順利通過；如圖5和圖6所示，當(dāng)插針204下移至插針204的底端面與直線型微波通道104的下表面相接觸時，在扼流槽402的作用下直線型微波通道104的上表面和下表面在插針204處短路，微波信號被截止，開關(guān)處于斷開狀態(tài)。
[0044]本發(fā)明中未述及的部分采用或借鑒已有技術(shù)即可實現(xiàn)。
[0045]本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發(fā)明的精神所作的舉例說明。本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，但并不會偏離本發(fā)明的精神或者超越所附權(quán)利要求書所定義的范圍。
【主權(quán)項】
1.一種小型化機械微波波導(dǎo)開關(guān)，其特征在于，包括波導(dǎo)腔體和微波滑塊，波導(dǎo)腔體內(nèi)開設(shè)有直線型微波通道，波導(dǎo)腔體的兩端分別設(shè)置有與直線型微波通道相對應(yīng)的波導(dǎo)窗，波導(dǎo)腔體上開設(shè)有供微波滑塊上下移動的導(dǎo)向孔，導(dǎo)向孔與直線型微波通道相連通，微波滑塊沿導(dǎo)向孔上下滑動實現(xiàn)直線型微波通道的導(dǎo)通和斷開。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小型化機械微波波導(dǎo)開關(guān)，其特征在于，所述微波滑塊包括滑塊本體，滑塊本體的頂端設(shè)置有推桿，滑塊本體的底端設(shè)置有兩根插針，上述導(dǎo)向孔有兩個，微波滑塊滑動過程中，插針沿導(dǎo)向孔上下移動。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種小型化機械微波波導(dǎo)開關(guān)，其特征在于，各所述導(dǎo)向孔處分別設(shè)置有一個扼流塞塊，扼流塞塊插入導(dǎo)向孔內(nèi)，扼流塞塊的底端面與導(dǎo)向孔之間配合形成扼流槽，其中一個扼流槽的體積大于另一個扼流槽的體積，且體積大的扼流槽距直線型微波通道上端面的距離大于體積小的扼流槽距直線型微波通道上端面的距離，扼流塞塊上開設(shè)有供插針插入的通孔;插針上移至插針的底端面與直線型微波通道的上表面持平時，直線型微波通道導(dǎo)通，微波信號通過;插針下移至插針的底端面與直線型微波通道的下表面持平時，直線型微波通道切斷，微波信號被截止。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種小型化機械微波波導(dǎo)開關(guān)，其特征在于，所述波導(dǎo)開關(guān)還包括限位組件，限位組件包括兩塊相對設(shè)置的限位塊，各限位塊均包括定位板及與定位板固連的截面呈倒L型的限位板，各定位板均與波導(dǎo)腔體固連，兩塊限位板的下部之間配合形成供微波滑塊上下運動的容置腔室，兩塊限位板的上部之間配合形成供推桿上下運動的過桿間隙。5.根據(jù)權(quán)利要求2至4任一項權(quán)利要求所述的一種小型化機械微波波導(dǎo)開關(guān)，其特征在于，所述推桿的頂端設(shè)置有用于與繼電器或手動操作裝置相連接的對外接口。6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種小型化機械微波波導(dǎo)開關(guān)，其特征在于，各所述導(dǎo)向孔包括自外而內(nèi)依次設(shè)置的一級導(dǎo)向孔和二級導(dǎo)向孔，一級導(dǎo)向孔的孔徑大于二級導(dǎo)向孔的孔徑，二級導(dǎo)向孔的一端與一級導(dǎo)向孔相連通、另一端與直線型微波通道相連通;所述扼流槽由扼流塞塊的底端面與一級導(dǎo)向孔的底端面配合形成。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種小型化機械微波波導(dǎo)開關(guān)，其特征在于，所述推桿與插針均呈圓柱狀，且推桿的外徑大于插針的外徑。8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種小型化機械微波波導(dǎo)開關(guān)，其特征在于，所述插針由金屬制成。9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種小型化機械微波波導(dǎo)開關(guān)，其特征在于，所述滑塊本體呈長方體形狀。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種小型化機械微波波導(dǎo)開關(guān)，其特征在于，所述波導(dǎo)腔體包括盒狀本體及分別設(shè)置在盒狀本體左端、右端且與盒狀本體一體成型的圓輪狀法蘭，波導(dǎo)窗設(shè)置在圓輪狀法蘭上，直線型微波通道貫穿左端的圓輪狀法蘭、盒狀本體及右端的圓輪狀法蘭。
【文檔編號】H01P1/12GK105932374SQ201610317229
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年5月12日
【發(fā)明人】王書見, 馬陽陽, 熊為華, 文春華
【申請人】中國電子科技集團公司第四十研究所, 中國電子科技集團公司第四十一研究所