一种短波电小天线大功率射频开关制造技术

本发明专利技术公开了一种短波电小天线大功率射频开关，包括电子开关和驱动及控制电路，电子开关包括二极管，二极管的正极通过电容与输入端电连接、通过串联的电感和电容接地，在串联的电感和电容之间接入第一控制线，二极管的负极通过电容与输出端电连接、通过串联的电感和电容接地，在串联的电感和电容之间接入第二控制线；上述第一控制线和第二控制线与驱动及控制电路电连接，驱动及控制电路使第一控制线和第二控制线处于高电位或低电位。本发明专利技术所公开的射频开关，具有快速切换、大功率使用的特点，可以广泛应用于发射、接收电小天线的各种领域，实现短波天线大功率辐射、高效率接收。高效率接收。高效率接收。

【技术实现步骤摘要】
一种短波电小天线大功率射频开关


[0001]本专利技术属于短波电小天线领域，特别涉及该领域中的一种短波电小天线大功率射频开关及其快速切换方法。

技术介绍

[0002]国内现有射频开关可以分为两大类：一类为机械式射频开关，如继电器开关；另一类为电子开关，如PIN电子开关。电子开关多数以微波频段为主，频率可达几十甚至几百GHz，该电子开关用途广泛，应用成熟，多应用于标称阻抗50Ω的电路场合，作为电路切换使用；射频电子开关有DC
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200MHz，200MHz
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1000MHz，1000MHz
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4600MHz等等，隔离度可达50dB，驻波不大于1.3，最大输入射频功率为1W；美国Comtech PST Corp公司有一款大功率射频电子开关HH20
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021，该开关的使用频率范围是1.5MHz
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30MHz，输入功率可达1000W，切换速度可以达到50us，但该类型开关目前不在我国销售。市场上现有机械类继电器开关，泰莱微波公司有一款SP3T
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6T继电器开关，工作频率范围DC
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18G/40G，开关特性阻抗为50Ω，开关切换速度最大15ms(标称值)，驻波比不大于1.3，控制方式为TTL，输入功率2kW(100MHz时)，由于其工作特性与电子开关不同，其输入输出阻抗不完全依赖于开关特性阻抗，开关输入阻抗与输出阻抗变化不大，驻波性能好，功率容量高(射频输入功率可达10kW左右)，该类型开关切换速度较慢，一般不小于15ms。
[0003]在收发一体天馈分系统工程应用中，需要一种大功率(2kW以上)快速(us级)切换开关进行天线发射/接收状态变换。无法使用市面上现有PIN电子开关(开关功率小，开关输入特性阻抗50Ω)，无法使用市面上现有继电器开关(开关速度15ms左右)。
[0004]收发一体化天馈分系统公开了一种短波电小天线的大功率射频开关装置，其构成是大功率开关、开关驱动、开关控制及其附属供电等，不足之处是开关隔离度有限。
[0005]电小天线阻抗的特点是低实部，极高的虚部，造成宽带匹配网络设计困难，尤其是电小天线做为发射天线使用时，这种问题表现尤其突出，也极大限制了短波天线的小型化、工程化应用。

技术实现思路

[0006]本专利技术克服了现有可承受大功率的继电器开关切换速度慢，简单电子开关不能大功率工作，短波电子开关技术实现困难等缺陷、不足，提供了一种短波电小天线大功率射频开关。
[0007]本专利技术采用如下技术方案：
[0008]一种短波电小天线大功率射频开关，其改进之处在于：包括电子开关和驱动及控制电路，电子开关包括二极管，二极管的正极通过电容与输入端电连接、通过串联的电感和电容接地，在串联的电感和电容之间接入第一控制线，二极管的负极通过电容与输出端电连接、通过串联的电感和电容接地，在串联的电感和电容之间接入第二控制线；上述第一控制线和第二控制线与驱动及控制电路电连接，驱动及控制电路使第一控制线和第二控制线
处于高电位或低电位。
[0009]进一步的，驱动及控制电路由升压驱动模块、TTL信号转换及其附属逻辑电路组成。
[0010]进一步的，升压驱动模块为电子开关的各控制线提供正向偏置电流和反向偏置电压，控制线在正向偏置电流时处于高电位状态，在反向偏置电压时处于低电位状态。
[0011]进一步的，驱动及控制电路采用RS485接口，电子开关采用同样的接口及其端口，二者之间采用扁平线实现对接。
[0012]进一步的，TTL信号转换采用RS485控制电子开关。
[0013]进一步的，驱动及控制电路采用纹波电压Vrms≤1mV，峰峰值Vp
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p≤10mV的线性电源供电，供电电压为5V和24V。
[0014]进一步的，二极管为PIN二极管。
[0015]进一步的，电子开关的工作频率为3MHz
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30MHz，峰值功率为2000kW，隔离度≥40dB，插入损耗≤0.5dB，输入输出电压驻波比≤1.5，切换时间≤20us，噪声≤
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70dB，控制信号为单端TTL信号，供电电源为24V和5V。
[0016]进一步的，两个电子开关共用第一控制线组成单刀双掷开关，N个电子开关共用输入端组成单刀N开关。
[0017]本专利技术的有益效果是：
[0018]本专利技术所公开的短波电小天线大功率射频开关，具有快速切换、大功率使用的特点，可以广泛应用于发射、接收电小天线的各种领域，实现短波天线大功率辐射、高效率接收。由于具有短波频段高速切换的特点，能够应用于需要短波频段电小天线工作快速状态切换的场合，比如小型化雷达天线、收发共用天线等。与现有电子开关相比较，实现了电子开关在短波频段的大功率工作。降低了短波频段宽带匹配网络的设计难题，带来了一种电小发射天线宽频带工作的设计思路，为天线小型化提供了全新的设计思想。
附图说明
[0019]图1是本专利技术实施例1所公开短波电小天线大功率射频开关的组成框图；
[0020]图2是本专利技术实施例1所公开短波电小天线大功率射频开关中电子开关的原理图；
[0021]图3是本专利技术实施例1所公开短波电小天线大功率射频开关中驱动及控制电路的原理图；
[0022]图4是单刀双掷开关的原理图；
[0023]图5是单刀四开关的原理图；
[0024]图6是短波大功率射频开关的试验框图。
具体实施方式
[0025]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图和实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0026]实施例1，如图1
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2所示，本实施例公开了一种短波电小天线大功率射频开关，包括电子开关和驱动及控制电路，电子开关包括二极管，二极管的正极通过电容与输入端电连
接、通过串联的电感和电容接地，在串联的电感和电容之间接入第一控制线，二极管的负极通过电容与输出端电连接、通过串联的电感和电容接地，在串联的电感和电容之间接入第二控制线；上述第一控制线和第二控制线与驱动及控制电路电连接，驱动及控制电路使第一控制线和第二控制线处于高电位或低电位。
[0027]如图3所示，驱动及控制电路由升压驱动模块、TTL信号转换及其附属逻辑电路等组成。升压驱动模块为电子开关的各控制线提供稳定的正向偏置电流和反向偏置电压，以确保电子开关正常工作；控制线在正向偏置电流时处于高电位状态，在反向偏置电压时处于低电位状态。从而按照所需工作状态调整二极管偏置状态，完成射频开关不同通道的通/断，实现电子开关不同通道间工作状态的切换。
[0028]驱动及控制电路采用RS485接口，电子开关采用同样的接口及其端口，二者之间采用扁平线实现对接，形成完整的短波电小天线大功率射频开关。
[0029]TTL信号本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种短波电小天线大功率射频开关，其特征在于：包括电子开关和驱动及控制电路，电子开关包括二极管，二极管的正极通过电容与输入端电连接、通过串联的电感和电容接地，在串联的电感和电容之间接入第一控制线，二极管的负极通过电容与输出端电连接、通过串联的电感和电容接地，在串联的电感和电容之间接入第二控制线；上述第一控制线和第二控制线与驱动及控制电路电连接，驱动及控制电路使第一控制线和第二控制线处于高电位或低电位。2.根据权利要求1所述短波电小天线大功率射频开关，其特征在于：驱动及控制电路由升压驱动模块、TTL信号转换及其附属逻辑电路组成。3.根据权利要求2所述短波电小天线大功率射频开关，其特征在于：升压驱动模块为电子开关的各控制线提供正向偏置电流和反向偏置电压，控制线在正向偏置电流时处于高电位状态，在反向偏置电压时处于低电位状态。4.根据权利要求2所述短波电小天线大功率射频开关，其特征在于：驱动及控制电路采用RS485接口，电子开关采用同样的接口及其端口，二者之间采用扁平线实现对接...

【专利技术属性】
技术研发人员：王永军，赵福玲，杨强，兰洋，李文超，何绍林，
申请(专利权)人：中国电波传播研究所中国电子科技集团公司第二十二研究所，
类型：发明
国别省市：