一种小型化机械微波波导开关的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种小型化机械微波波导开关，属于微波通信技术领域，其包括波导腔体和微波滑块，波导腔体内开设有直线型微波通道，波导腔体的两端分别设置有与直线型微波通道相对应的波导窗，波导腔体上开设有供微波滑块上下移动的导向孔，导向孔与直线型微波通道相连通，微波滑块沿导向孔上下滑动实现微波通道的导通和断开。本发明中的波导开关与传统的旋转式机械微波波导开关相比具有体积小、切换速度快、便于集成的优点，且本发明中的波导开关能工作于THz波段。
【专利说明】
一种小型化机械微波波导开关
技术领域
[0001 ]本发明属于微波通信领域，尤其涉及一种小型化机械微波波导开关。
【背景技术】
[0002]微波开关是构成微波电子设备的基础性元器件之一，其基本功能是控制微波信号的通断和转换。机械波导开关是微波开关的一种。相比于其它微波开关，机械微波波导开关具有电压驻波低、插入损耗小、功率容量大的特点，已经广泛的应用于电子对抗、雷达、微波通信以及微波测量等领域。
[0003]高频、小体积、轻重量、功能多样是微波电子设备的发展方向，这就对微波开关的工作频率、插入损耗、体积、重量、切换时间等方面提出了更高的要求。传统的机械微波波导开关为旋转式开关，该种开关的微波部分由微波转子和微波定子组成，其中微波转子内部设有弧形微波通道，微波定子的周边设有波导窗。微波转子通过轴承安装在微波定子中。如果弧形微波通道和某两个波导窗相连则这两个波导窗处于导通状态，否则处于断开状态。工作时微波转子能在微波定子中转动实现不同波导窗间的导通和断开。传统的旋转式波导开关，受自身结构特点的限制具有以下不足:
[0004]1、体积大
[0005]微波转子通过轴承安装在微波定子中，且微波转子内部设有弧形微波通道，因此该种波导开关的体积受到轴承和弧形微波通道的限制不利于小型化；
[0006]2、切换速度慢
[0007]旋转式微波波导开关依靠转动微波转子来控制特定微波通道的通、断，对于不同频率、不同波导口的开关，微波转子的转动角度固定不变，导致该种波导开关的切换速度不能随工作频率的升高得到相应的提升；
[0008]3、不适用与高频段
[0009]对于旋转式微波波导开关而言，为保证微波转子能灵活的转动，在微波转子和微波定子间存在一定的间隙，该间隙构成微波泄漏通道，进而会影响到开关的隔离度、电压驻波比和插入损耗的指标;一般而言微波转子和微波定子之间的间隙越小约有利于提高开关的微波性能，但受到零件加工精度、装配精度、轴承精度和热膨胀的限制，为保证微波转子转动的灵活性该间隙应多0.03mm；当频率升高到THz波段时0.03mm的间隙将变的难以接受，这也是目前尚没有THz波段旋转式机械波导开关的原因。
[00?0]由此可见，现有技术有待于进一步的改进和提尚。
【发明内容】
[0011]本发明为避免上述现有技术存在的不足之处，提供了一种体积小、切换速度快、便于集成的小型化机械微波波导开关。
[0012]本发明所采用的技术方案为:
[0013]—种小型化机械微波波导开关，包括波导腔体和微波滑块，波导腔体内开设有直线型微波通道，波导腔体的两端分别设置有与直线型微波通道相对应的波导窗，波导腔体上开设有供微波滑块上下移动的导向孔，导向孔与直线型微波通道相连通，微波滑块沿导向孔上下滑动实现直线型微波通道的导通和断开。
[0014]所述微波滑块包括滑块本体，滑块本体的顶端设置有推杆，滑块本体的底端设置有两根插针，上述导向孔有两个，微波滑块滑动过程中，插针沿导向孔上下移动。
[0015]各所述导向孔处分别设置有一个扼流塞块，扼流塞块插入导向孔内，扼流塞块的底端面与导向孔之间配合形成扼流槽，其中一个扼流槽的体积大于另一个扼流槽的体积，且体积大的扼流槽距直线型微波通道上端面的距离大于体积小的扼流槽距直线型微波通道上端面的距离，扼流塞块上开设有供插针插入的通孔;插针上移至插针的底端面与直线型微波通道的上表面持平时，直线型微波通道导通，微波信号通过;插针下移至插针的底端面与直线型微波通道的下表面持平时，直线型微波通道切断，微波信号被截止。
[0016]所述波导开关还包括限位组件，限位组件包括两块相对设置的限位块，各限位块均包括定位板及与定位板固连的截面呈倒L型的限位板，各定位板均与波导腔体固连，两块限位板的下部之间配合形成供微波滑块上下运动的容置腔室，两块限位板的上部之间配合形成供推杆上下运动的过杆间隙。
[0017]所述推杆的顶端设置有用于与继电器或手动操作装置相连接的对外接口。
[0018]各所述导向孔包括自外而内依次设置的一级导向孔和二级导向孔，一级导向孔的孔径大于二级导向孔的孔径，二级导向孔的一端与一级导向孔相连通、另一端与直线型微波通道相连通;所述扼流槽由扼流塞块的底端面与一级导向孔的底端面配合形成。
[0019]所述推杆与插针均呈圆柱状，且推杆的外径大于插针的外径。
[0020]所述插针由金属制成。
[0021 ]所述滑块本体呈长方体形状。
[0022]所述波导腔体包括盒状本体及分别设置在盒状本体左端、右端且与盒状本体一体成型的圆轮状法兰，波导窗设置在圆轮状法兰上，直线型微波通道贯穿左端的圆轮状法兰、盒状本体及右端的圆轮状法兰。
[0023]由于采用了上述技术方案，本发明所取得的有益效果为:
[0024]1、本发明在微波通道中引入金属插针，通过改变插针位置控制微波通道的通断，切换速度快，而且针对不同频率、不同波导的开关，本发明中插针的移动距离可以改变，因此，本发明中波导开关的切换速度能随工作频率的升高得到相应的提升，能够很好地适应高频工况。
[0025]2、本发明通过在扼流塞块和导向孔之间配合形成扼流槽来达到降低开关电压驻波比、插入损耗及提高开关隔离度的目的，且扼流塞块的底端面与导向孔的底端面均为平面，方便加工。
[0026]3、本发明在微波通道中引入了两个插针，并在其周围针对工作频率的“低频端”和“高频端”分别设置扼流槽，提高了波导开关的隔离度，拓宽了波导开关的工作带宽。
[0027]4、本发明中的机械微波波导开关和传统的旋转式机械微波波导开关相比，具有体积小、切换速度快、便于集成等优点，且本发明中的波导开关能工作于THz波段(太赫兹波段)。
【附图说明】
[0028]图1为本发明中的波导开关一种实施例的轴测图。
[0029]图2为本发明中微波滑块一种实施例的轴测图。
[0030]图3为本发明中波导开关的微波通道导通状态下的半剖图。
[0031]图4为图3中A处的放大图。
[0032]图5为本发明中波导开关的微波通道切断状态下的半剖图。
[0033]图6为图5中B处的放大图。
[0034]图7为本发明中扼流塞块一种实施例的半剖图。
[0035]图8为本发明中波导腔体一种实施例的半剖图。
[0036]其中，
[0037]1、波导腔体101、盒状本体102、圆轮状法兰103、波导窗104、直线型微波通道105、一级导向孔106、二级导向孔2、微波滑块201、对外接口 202、推杆203、滑块本体204、插针3、限位块301、定位板302、限位板303、容置腔室304、过杆间隙4、扼流塞块401、通孔402、扼流槽
【具体实施方式】
[0038]下面结合附图和具体的实施例对本发明作进一步的详细说明，但本发明并不限于这些实施例。
[0039]如图1至图8所示，一种小型化机械微波波导开关，包括波导腔体1、微波滑块2及直线型微波通道104，波导腔体I包括盒状本体101及分别设置在盒状本体101左端、右端且与盒状本体101 —体成型的圆轮状法兰102，直线型微波通道104贯穿左端的圆轮状法兰102、盒状本体101及右端的圆轮状法兰102，两个圆轮状法兰102上分别设置有与直线型微波通道104相对应的波导窗103。
[0040]所述微波滑块2包括滑块本体203，滑块本体203的顶端设置有推杆202，滑块本体203的底端设置有两根插针204，滑块本体203大体呈长方体形状，推杆202与插针204均呈圆柱状，且推杆202的外径大于插针204的外径，插针204由金属制成;所述推杆202的顶端设置有对外接口 201，对外接口 201可与继电器或手动操作装置相连接，实现对波导开关的控制；波导腔体I上开设有两个与插针204位置相对且供插针204上下移动的导向孔，各所述导向孔包括自外而内依次设置的一级导向孔105和二级导向孔106，一级导向孔105的孔径大于二级导向孔106的孔径，二级导向孔106的一端与一级导向孔105相连通、另一端与直线型微波通道104相连通，微波滑块2沿导向孔上下滑动实现直线型微波通道104的导通和断开。[0041 ]所述波导开关还包括限位组件，限位组件包括两块相对设置的限位块3，各限位块3均包括定位板301及与定位板301—体成型的截面呈倒L型的限位板302，各定位板301均与波导腔体I固连，两块限位板302的下部之间配合形成供微波滑块2上下运动的容置腔室303，两块限位板302的上部之间配合形成供推杆202上下运动的过杆间隙304。
[0042]各所述导向孔处分别设置有一个扼流塞块4，扼流塞块4插入导向孔内，扼流塞块4的底端面与一级导向孔105的底端面之间配合形成扼流槽402，扼流塞块4上开设有供插针204插入的通孔401。扼流槽402的中心频率与其大小、以及所处位置有关，两个所述扼流槽402的大小和位置略有差别，其中一个扼流槽较大且距直线型微波通道104的上端面较远，该扼流槽的中心频率较低；另一个扼流槽较小且距离直线型微波通道104的上端面较近，该扼流槽的中心频率较高，中心频率不同的两扼流槽402串联使用，不仅可以提高隔离度，还可以拓宽带宽。
[0043]本发明的工作原理为:通过改变插针204的位置实现对直线型微波通道104的通、断控制，具体的说，如图3和图4所示，当插针204上移至插针204的底端面与直线型微波通道104的上表面持平时，在扼流槽402的作用下，插针204与直线型微波通道104的上表面之间处于电器短路状态，此时直线型微波通道104导通，微波信号可以顺利通过；如图5和图6所示，当插针204下移至插针204的底端面与直线型微波通道104的下表面相接触时，在扼流槽402的作用下直线型微波通道104的上表面和下表面在插针204处短路，微波信号被截止，开关处于断开状态。
[0044]本发明中未述及的部分采用或借鉴已有技术即可实现。
[0045]本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明的精神所作的举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
【主权项】
1.一种小型化机械微波波导开关，其特征在于，包括波导腔体和微波滑块，波导腔体内开设有直线型微波通道，波导腔体的两端分别设置有与直线型微波通道相对应的波导窗，波导腔体上开设有供微波滑块上下移动的导向孔，导向孔与直线型微波通道相连通，微波滑块沿导向孔上下滑动实现直线型微波通道的导通和断开。2.根据权利要求1所述的一种小型化机械微波波导开关，其特征在于，所述微波滑块包括滑块本体，滑块本体的顶端设置有推杆，滑块本体的底端设置有两根插针，上述导向孔有两个，微波滑块滑动过程中，插针沿导向孔上下移动。3.根据权利要求2所述的一种小型化机械微波波导开关，其特征在于，各所述导向孔处分别设置有一个扼流塞块，扼流塞块插入导向孔内，扼流塞块的底端面与导向孔之间配合形成扼流槽，其中一个扼流槽的体积大于另一个扼流槽的体积，且体积大的扼流槽距直线型微波通道上端面的距离大于体积小的扼流槽距直线型微波通道上端面的距离，扼流塞块上开设有供插针插入的通孔;插针上移至插针的底端面与直线型微波通道的上表面持平时，直线型微波通道导通，微波信号通过;插针下移至插针的底端面与直线型微波通道的下表面持平时，直线型微波通道切断，微波信号被截止。4.根据权利要求2所述的一种小型化机械微波波导开关，其特征在于，所述波导开关还包括限位组件，限位组件包括两块相对设置的限位块，各限位块均包括定位板及与定位板固连的截面呈倒L型的限位板，各定位板均与波导腔体固连，两块限位板的下部之间配合形成供微波滑块上下运动的容置腔室，两块限位板的上部之间配合形成供推杆上下运动的过杆间隙。5.根据权利要求2至4任一项权利要求所述的一种小型化机械微波波导开关，其特征在于，所述推杆的顶端设置有用于与继电器或手动操作装置相连接的对外接口。6.根据权利要求3所述的一种小型化机械微波波导开关，其特征在于，各所述导向孔包括自外而内依次设置的一级导向孔和二级导向孔，一级导向孔的孔径大于二级导向孔的孔径，二级导向孔的一端与一级导向孔相连通、另一端与直线型微波通道相连通;所述扼流槽由扼流塞块的底端面与一级导向孔的底端面配合形成。7.根据权利要求2所述的一种小型化机械微波波导开关，其特征在于，所述推杆与插针均呈圆柱状，且推杆的外径大于插针的外径。8.根据权利要求2所述的一种小型化机械微波波导开关，其特征在于，所述插针由金属制成。9.根据权利要求2所述的一种小型化机械微波波导开关，其特征在于，所述滑块本体呈长方体形状。10.根据权利要求1所述的一种小型化机械微波波导开关，其特征在于，所述波导腔体包括盒状本体及分别设置在盒状本体左端、右端且与盒状本体一体成型的圆轮状法兰，波导窗设置在圆轮状法兰上，直线型微波通道贯穿左端的圆轮状法兰、盒状本体及右端的圆轮状法兰。
【文档编号】H01P1/12GK105932374SQ201610317229
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年5月12日
【发明人】王书见, 马阳阳, 熊为华, 文春华
【申请人】中国电子科技集团公司第四十研究所, 中国电子科技集团公司第四十一研究所