一种能够实现无阻塞任意选通的开关矩阵制造技术

本发明专利技术公开了一种能够实现无阻塞任意选通的开关矩阵，包括射频组件单元和机箱及其前后面板，所述射频组件单元、主控制单元、射频组件控制单元、接口单元、显控单元和电源单元均安装在机箱的内部，且机箱的前后面板设置了各类的输入输出接口以及人机交互界面，同时前面板包括16个IF信号输出接口(接口形式为SMA)、1个键盘(按键数为4×4)、1个LCD显示屏(尺寸为5")。该能够实现无阻塞任意选通的开关矩阵，可以实现输入端与输出端之间无阻塞的任意选通，以此实现系统要求的“单入单出、单入多出、多入单出、多入多出”等多种组合模式的信道拓扑连接关系，由此完成对指定信号的转接。

【技术实现步骤摘要】
一种能够实现无阻塞任意选通的开关矩阵
本专利技术涉及相控阵雷达组网通信
，具体为一种能够实现无阻塞任意选通的开关矩阵。
技术介绍
在基于中频交换的雷达组网通信验证与联试平台中，中频开关矩阵是其中最为关键重要的组成部分，它可以将多台调制解调器连接起来，使得某一调制器输出的信号转接到指定的解调器，并可以对无线冲突、链路质量等进行模拟，从而实现较真实、完整的雷达组网通信系统的测试与验证；但是现有的开关矩阵，不可以实现输入端与输出端之间无阻塞的任意选通，不能实现多种组合模式的信道拓扑连接关系，不利于完成指定信号的转接，因此，我们提出一种能够实现无阻塞任意选通的开关矩阵，以便于解决上述中提出的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能够实现无阻塞任意选通的开关矩阵，以解决上述
技术介绍
提出的目前的开关矩阵，不可以实现输入端与输出端之间无阻塞的任意选通，不能实现多种组合模式的信道拓扑连接关系，不利于完成指定信号的转接的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种能够实现无阻塞任意选通的开关矩阵，包括射频组件单元和机箱及其前后面板，所述射频组件单元、主控制单元、射频组件控制单元、接口单元、显控单元和电源单元均安装在机箱的内部，且机箱的前后面板设置了各类的输入输出接口以及人机交互界面，同时前面板包括16个IF信号输出接口(接口形式为SMA)、1个键盘(按键数为4×4)、1个LCD显示屏(尺寸为5")，且后面板包括16个IF信号输入接口(接口形式为SMA)、16个以太网接口(接口形式为RJ45)、17个串行接口(16个用于触发脉冲信号的输入，1个用于时钟信号输入，接口形式为DB9)、1个三相交流电源输入接口(接口形式为三芯矩形插座)等。优选的，所述射频组件单元主要由16个相同的射频组件模块组成，而每个射频组件模块均包含1个1/16功分器、16个SPST、1个16/1功合器、1个低噪声放大器、1个数控衰减器、1个定向耦合器以及1个检波器等构成。优选的，所述主控制单元主要是由1片32位高性能、低功耗的ARM微处理器及其外围扩展的接口电路构成。优选的，所述射频组件控制单元包含了16个相同的射频组件控制模块，每个模块控制一个对应的射频组件模块，且两个模块的电路都设计在同一块PCB板上；同时每个射频组件控制模块均是采用1片FPGA来实现的。优选的，所述接口单元主要由以太网接口模块和RS422(差分)接口模块组成。优选的，所述电源单元由AC-DC电源转换模块、DC-DC电源转换模块和保护电路组成。优选的，所述显控单元主要由键盘模块和LCD显示模块组成。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：该能够实现无阻塞任意选通的开关矩阵，可以实现输入端与输出端之间无阻塞的任意选通，以此实现系统要求的“单入单出、单入多出、多入单出、多入多出”等多种组合模式的信道拓扑连接关系，由此完成对指定信号的转接；开关矩阵采用了多路功分/功合器技术、多路射频开关互联技术、嵌入式计算机控制技术以及现场可编程逻辑阵列技术，并配合新颖的简约化、集成化、模块化、无电缆交换的电路设计以及小型化、紧凑型立体式的结构设计，使得该设备具有以下功能与性能特点：1.实现在外部控制下16路输入到16路输出信号的无阻塞全交换；2.实现上行和下行等多通道中频信号之间的“单入单出，单入多出、多入单出、多入多出”互联功能；3.具有本地手动控制、远程自动控制、掉电自动保护、上电自动恢复等功能；4.开关矩阵的行和列能够灵活配置，满足不同信号路由的需求；5.开关矩阵具有高准确性、高可靠性以及快速性，满足通道实时切换的要求；6.开关矩阵的电路和结构设计合理，避免通道间的信号串扰，尽量减小信号失真，满足设备可扩展性的要求；7.具备频带宽、开关速度快、隔离度高、带内幅/频特性平坦、相位不平衡度小、一致性好以及稳定可靠等性能优点。附图说明图1为本专利技术提供的开关矩阵使用的雷达组网通信验证与联试平台的组成结构图；图2为本专利技术提供的开关矩阵系统组成框图；图3为本专利技术提供的开关矩阵中频信号处理流程图；图4为本专利技术提供的开关矩阵监控信号处理流程图；图5为本专利技术提供的开关矩阵电源信号处理流程图；图6为本专利技术提供的反射式开关及吸收式开关对比示意图；图7为本专利技术提供的开关矩阵电源组成框图；图8为本专利技术提供的ADG901的隔离及插损示意图；图9为本专利技术提供的ECG-005主要指标特性示意图；图10为本专利技术提供的MCU处理单元与FPGA处理单元交互通道状态的数据定义示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1-10，本专利技术提供一种技术方案：一种能够实现无阻塞任意选通的开关矩阵，包括射频组件单元和机箱及其前后面板，所述射频组件单元、主控制单元、射频组件控制单元、接口单元、显控单元和电源单元均安装在机箱的内部，且机箱的前后面板设置了各类的输入输出接口以及人机交互界面，同时前面板包括16个IF信号输出接口(接口形式为SMA)、1个键盘(按键数为4×4)、1个LCD显示屏(尺寸为5")，且后面板包括16个IF信号输入接口(接口形式为SMA)、16个以太网接口(接口形式为RJ45)、17个串行接口(16个用于触发脉冲信号的输入，1个用于时钟信号输入，接口形式为DB9)、1个三相交流电源输入接口(接口形式为三芯矩形插座)等。进一步的，所述射频组件单元主要由16个相同的射频组件模块组成，而每个射频组件模块均包含1个1/16功分器、16个SPST、1个16/1功合器、1个低噪声放大器、1个数控衰减器、1个定向耦合器以及1个检波器等构成，所述主控制单元主要是由1片32位高性能、低功耗的ARM微处理器及其外围扩展的接口电路构成，所述射频组件控制单元包含了16个相同的射频组件控制模块，每个模块控制一个对应的射频组件模块，且两个模块的电路都设计在同一块PCB板上；同时每个射频组件控制模块均是采用1片FPGA来实现的。进一步的，所述接口单元主要由以太网接口模块和RS422(差分)接口模块组成，所述电源单元由AC-DC电源转换模块、DC-DC电源转换模块和保护电路组成，所述显控单元主要由键盘模块和LCD显示模块组成，进行集成化设置，便于操作管理使用。进一步的，如图2中其中的射频组件单元内部的拓扑连接关系，开关矩阵中，每个1/16功分器(共16个)的输入端口都分别接入1路IF输入信号(共16路)；且每个16/1功合器(共16个)的输入端口都分别连接着1只SPST(共256只)，每只SPST开关都能通过射频组件控制单元发送的开关控制信号(1位)进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种能够实现无阻塞任意选通的开关矩阵，包括射频组件单元和机箱及其前后面板，其特征在于：所述射频组件单元、主控制单元、射频组件控制单元、接口单元、显控单元和电源单元均安装在机箱的内部，且机箱的前后面板设置了各类的输入输出接口以及人机交互界面，同时前面板包括16个IF信号输出接口(接口形式为SMA)、1个键盘(按键数为4×4)、1个LCD显示屏(尺寸为5")，且后面板包括16个IF信号输入接口(接口形式为SMA)、16个以太网接口(接口形式为RJ45)、17个串行接口(16个用于触发脉冲信号的输入，1个用于时钟信号输入，接口形式为DB9)、1个三相交流电源输入接口(接口形式为三芯矩形插座)等。/n

【技术特征摘要】
1.一种能够实现无阻塞任意选通的开关矩阵，包括射频组件单元和机箱及其前后面板，其特征在于：所述射频组件单元、主控制单元、射频组件控制单元、接口单元、显控单元和电源单元均安装在机箱的内部，且机箱的前后面板设置了各类的输入输出接口以及人机交互界面，同时前面板包括16个IF信号输出接口(接口形式为SMA)、1个键盘(按键数为4×4)、1个LCD显示屏(尺寸为5")，且后面板包括16个IF信号输入接口(接口形式为SMA)、16个以太网接口(接口形式为RJ45)、17个串行接口(16个用于触发脉冲信号的输入，1个用于时钟信号输入，接口形式为DB9)、1个三相交流电源输入接口(接口形式为三芯矩形插座)等。


2.根据权利要求1所述的一种能够实现无阻塞任意选通的开关矩阵，其特征在于：所述射频组件单元主要由16个相同的射频组件模块组成，而每个射频组件模块均包含1个1/16功分器、16个SPST、1个16/1功合器、1个低噪声放大器、1个数控衰减器、1个定向耦合器以及1个检波器等构成。


3....

【专利技术属性】
技术研发人员：张君，欧阳建伟，杨广举，马生广，
申请(专利权)人：南京才华科技集团有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32