一种微波机械开关的在线性能检测和性能恢复装置及其实现方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种微波机械开关的在线性能检测和性能恢复装置及其实现方法，该装置包括直流偏置电路、直流耦合电路、直流检测比较电路和程序判别控制电路，直流耦合电路接在微波开关公共端和微波开关分支端，直流偏置电路连在与微波开关公共端相连的直流耦合电路及与微波开关分支端相连的直流耦合电路之间，直流检测比较电路连在微波开关分支端的直流耦合电路，程序判别控制电路分别与直流检测比较电路和机械开关驱动电路相连。实现方法是通过在线对微波机械开关电接触是否导通的直流电参数进行检测判别，并在电接触不通的情况下，自动重置微波机械开关的控制状态，以在线恢复其机械接触的电接触导通，从而保证微波机械开关的微波电性能。

【技术实现步骤摘要】
一种微波机械开关的在线性能检测和性能恢复装置及其实现方法
本专利技术涉及微波机械开关应用
，具体地说是涉及一种微波机械开关的在线性能检测和性能恢复装置及其实现方法，以保证微波机械开关的微波电性能在其应用产品中的高可靠性实现。
技术介绍
微波开关具有开通时能获得接近短路、关断时能获得开路的特点，具有射频功率损耗小、隔离度高、开关切换速度快、体积和重量小等特点，所以微波开关在微波控制电路设计中应用十分广泛。现代的微波控制电路主要应用半导体电子器件设计实现，虽然与机械类电子器件相比较，半导体电子器件具有集成度高和高可靠性的显著优点，但是机械类电子器件在特殊的场合仍然有着不可替代的独特优点。微波机械开关是通过电磁吸合、释放机械接触的原理，控制微波信号的开通和关断，一般是通过电磁吸合金属簧片选择连通微波信号的输入和输出，可以有单刀单掷、单刀多掷、多刀多掷等形式。微波机械开关的每一掷都有一套机械接触的装置，包括金属簧片和微波信号输入、输出接触点，金属簧片一般通过非金属连杆装置连接到电磁吸合装置上，电磁吸合装置由驱动电路控制，驱动电路可以将控制逻辑信号，如TTL控制信号，转换成驱动电磁吸合装置的驱动电流。直接影响微波机械开关的微波电性能的关键部位是金属簧片和微波信号输入、输出接触点之间的接触状态。虽然作为微波控制器件的微波机械开关具有插入损耗小、隔离度高以及承受功率大等优点，然其在工作稳定性和可靠性方面存在问题，具体表现为其机械接触与电接触并不完全等同，当电磁吸合使金属簧片和微波信号输入、输出接触点之间产生机械接触，但并不能保证接触点之间的电接触良好，没有良好的电接触，微波机械开关导通状态的微波电性能就不正常，表现在电性能指标的恶化，如幅频特性方面插入损耗变大，相频特性方面与电接触良好状态下的相对相位发生变化，并且变化量不稳定，这就影响微波信号通道的电性能。尤其在多信号通道间有一致性要求的情况下，无法满足多通道幅频特性一致性，相频特性一致性的要求，甚至影响到整个应用产品系统的正常工作。因此，如何在利用微波机械开关优点的同时，提高其工作稳定性和可靠性是一个需要研究的重要课题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种微波机械开关的在线性能检测和性能恢复装置及其实现方法，通过该方法可在线对微波控制电路系统中的微波机械开关进行机械接触是否电接触导通的检测判别，并在电接触不通的情况下，自动重置微波机械开关的控制状态，以在线恢复其机械接触的电接触导通，从而保证微波机械开关的微波电性能（主要是指插入损耗的幅频特性和相频特性以及驻波）；实现该方法的装置整体结构设计巧妙，易于实现，与微波控制电路的隔离性能好，操作方便。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为，一种微波机械开关的在线性能检测和性能恢复装置，所述装置与微波控制电路系统相连接，所述微波控制电路系统包括微波机械开关和机械开关驱动电路，所述机械开关驱动电路与设置在微波机械开关内部的控制信号通路相连接，所述微波机械开关上设有微波开关公共端和微波开关分支端；所述装置包括直流偏置电路、直流耦合电路、直流检测比较电路和程序判别控制电路，所述直流耦合电路与微波机械开关的微波开关公共端和微波开关分支端相连接，所述直流偏置电路连接在与微波开关公共端相连的直流耦合电路以及与微波开关分支端相连的直流耦合电路之间，所述直流检测比较电路与设置在微波开关分支端的直流耦合电路相连接，所述程序判别控制电路分别与直流检测比较电路和机械开关驱动电路相连接。作为本专利技术的一种改进，所述微波机械开关的微波开关公共端和微波开关分支端上均连接有隔直电容，所述隔直电容均设置在直流耦合电路的输入端，加入隔直电容的目的是让微波信号能够通过，而不让直流耦合电路内部的直流信号流出。作为本专利技术的一种改进，所述直流耦合电路采用电感器实现，通过电感器对微波信号的扼流作用，能够隔离直流检测电路对微波信号通路的影响，而让直流信号顺利通过。作为本专利技术的一种改进，所述直流检测比较电路包括电压比较器，所述电压比较器的同相输入端通过第一电阻和RC电路连接电源VCC，电压比较器的反向输入端通过第二电阻连接一个参考电压VREF，电压比较器的VCC端连接电源VCC，电压比较器的GND端直接接地，电压比较器的输出端连接程序判别控制电路的信号输入端。作为本专利技术的一种改进，连接在微波开关分支端上的电感器接入至第一电阻和RC电路之间引出的一条支路上，并在第一电阻和RC电路之间引出另一条支路作为直流电压检测点，电源VCC、第一电阻、连接在微波开关分支端上的电感器和连接在微波开关公共端上的电感器构成直流偏置电路为微波开关分支端提供直流偏置。作为本专利技术的一种改进，所述程序判别控制电路采用单片机或FPGA或CPLD中的至少一个设计而成，程序判别控制电路包括微控制器，所述微控制器上设有机械开关控制信号输入端和输出端、直流检测比较输出信号输入端，所述机械开关控制信号输入端接入外部预设的机械开关控制信号，所述机械开关控制信号输出端连接机械开关驱动电路的信号输入端，所述直流检测比较输出信号输入端连接直流检测比较电路的信号输出端。采用上述装置实现微波机械开关的在线性能检测和性能恢复的方法为，通过直流耦合电路对微波机械开关实现微波信号和直流信号的隔离，通过直流偏置电路为微波开关分支端提供直流偏置，通过输入程序判别控制电路中的外部预设的机械开关控制信号控制机械开关驱动电路对微波机械开关的某一微波开关分支端进行选通操作，并将该微波开关分支端在选通工作状态下所产生的直流电位输入至直流检测比较电路中与参考电压VREF进行比较产生直流检测比较输出信号，通过程序判别控制电路对输入的直流检测比较输出信号结合预设的机械开关控制信号来判断该微波开关分支端的选通工作状态是否与在程序判别控制电路中预设的控制状态相对应；若两者不对应，则判定该微波开关分支端存在电接触不导通的故障，此时程序判别控制电路的内部产生一次重置控制脉冲信号，并通过机械开关控制信号输出端发送给机械开关驱动电路，通过机械开关驱动电路对微波机械开关进行状态重置，并再次检测和判别该微波开关分支端经过重置后的选通工作状态下的直流电位是否与在程序判别控制电路中预设的控制状态相对应，“是”则接受该状态，“否”则再次进行重置。作为本专利技术的一种改进，通过在直流电压检测点处检测处于选通工作状态下的微波开关分支端的直流电压，可判断该微波开关分支端在选通工作状态下的直流接触电阻大小，进而能够辅助判断该微波开关分支端的选通工作状态是否与在程序判别控制电路中预设的控制状态相对应。作为本专利技术的一种改进，输入程序判别控制电路中的外部预设的机械开关控制信号、直流检测比较电路产生直流检测比较输出信号、程序判别控制电路的机械开关控制信号输出端输出的控制信号以及程序判别控制电路由程序判别控制电路内部产生的一次重置控制脉冲信号均采用TTL或LVTTL电平信号，所述机械开关驱动电路将接收到的TTL或LVTTL电平信号转换成驱动微波机械开关电磁吸合装置的驱动电流信号输出给微波机械开关。作为本专利技术的一种改进，通过程序判别控制电路对微波机械开关进行重置的次数至少为一次，并在程序判别控制电路中预设有重置次数上限，若对微波机械开关进行状态重置的次数达到该预设的重置次数上本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种微波机械开关的在线性能检测和性能恢复装置，其特征在于：所述装置与微波控制电路系统相连接，所述微波控制电路系统包括微波机械开关和机械开关驱动电路，所述机械开关驱动电路与设置在微波机械开关内部的控制信号通路相连接，所述微波机械开关上设有微波开关公共端和微波开关分支端；所述装置包括直流偏置电路、直流耦合电路、直流检测比较电路和程序判别控制电路，所述直流耦合电路与微波机械开关的微波开关公共端和微波开关分支端相连接，所述直流偏置电路连接在与微波开关公共端相连的直流耦合电路以及与微波开关分支端相连的直流耦合电路之间，所述直流检测比较电路与设置在微波开关分支端的直流耦合电路相连接，所述程序判别控制电路分别与直流检测比较电路和机械开关驱动电路相连接。

【技术特征摘要】
1.一种微波机械开关的在线性能检测和性能恢复装置，其特征在于：所述装置与微波控制电路系统相连接，所述微波控制电路系统包括微波机械开关和机械开关驱动电路，所述机械开关驱动电路与设置在微波机械开关内部的控制信号通路相连接，所述微波机械开关上设有微波开关公共端和微波开关分支端；所述装置包括直流偏置电路、直流耦合电路、直流检测比较电路和程序判别控制电路，所述直流耦合电路与微波机械开关的微波开关公共端和微波开关分支端相连接，所述直流偏置电路连接在与微波开关公共端相连的直流耦合电路以及与微波开关分支端相连的直流耦合电路之间，所述直流检测比较电路与设置在微波开关分支端的直流耦合电路相连接，所述程序判别控制电路分别与直流检测比较电路和机械开关驱动电路相连接。2.如权利要求1所述的一种微波机械开关的在线性能检测和性能恢复装置，其特征在于，所述微波机械开关的微波开关公共端和微波开关分支端上均连接有隔直电容，所述隔直电容均设置在直流耦合电路的输入端。3.如权利要求2所述的一种微波机械开关的在线性能检测和性能恢复装置，其特征在于，所述直流耦合电路采用电感器实现。4.如权利要求3所述的一种微波机械开关的在线性能检测和性能恢复装置，其特征在于，所述直流检测比较电路包括电压比较器，所述电压比较器的同相输入端通过第一电阻和RC电路连接电源VCC，电压比较器的反向输入端通过第二电阻连接一个参考电压VREF，电压比较器的VCC端连接电源VCC，电压比较器的GND端直接接地，电压比较器的输出端连接程序判别控制电路的信号输入端。5.如权利要求4所述的一种微波机械开关的在线性能检测和性能恢复装置，其特征在于，连接在微波开关分支端上的电感器接入至第一电阻和RC电路之间引出的一条支路上，并在第一电阻和RC电路之间引出另一条支路作为直流电压检测点，电源VCC、第一电阻、连接在微波开关分支端上的电感器和连接在微波开关公共端上的电感器构成直流偏置电路为微波开关分支端提供直流偏置。6.如权利要求5所述的一种微波机械开关的在线性能检测和性能恢复装置，其特征在于，所述程序判别控制电路采用单片机或FPGA或CPLD中的至少一个设计而成，程序判别控制电路包括微控制器，所述微控制器上设有机械开关控制信号输入端和输出端、直流检测比较输出信号输入端，所述机械开关控制信号输入端接入外部预设的机械开关控制信号，所述机械开关控制信号输出端连接机械开关驱动电路的信号输入端，所述直流检测比较输出信号输入...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙小航，李益兵，吕继，
申请(专利权)人：南京恒电电子有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32