专利名称：一种带有快速插拔连接器的固态开关的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种带有快速插拔连接器的固态开关，该固态开关包括矩形盒体、印刷电路板、一个SMA转接头、多个无极性连接座、多个中间转接器，印刷电路板上设置多个固态继电器和一个单片机电路。该固态开关可构成垂直交叉结构的小型化射频矩阵开关。
背景技术：
随着电子技术的飞速发展，各种电子系统的体积越来越小，质量越来越轻，功能越来越多。人们已经不满足于将多个不同功能的系统安装在一起实现多功能的方法，而是倾向于让多个系统共用一些性能或结构一样的部件，固态开关就能满足这样的要求。大型测试系统需要数量庞大的固态开关，并且测试系统的发展趋势是体积越来越小，由此固态开关之间的连接就会变得非常复杂，而使用常规一针一孔的连接方式在高密度、小体积的状态下非常麻烦。中国专利200910058140. 3公开了一种射频小型化矩阵开关，该发明采用模块化单刀多掷开关并使用垂直交叉结构，矩阵之间通过可插拔射频阴头连接器安装进带有矩阵洞孔的适配座中连接为一体。该发明采用了有极性、针与孔配合的连接方式，这种有极性的连接器在生产过程中必须生产两种固态开关。这样增加了生产成本，同时安装过程中必须分清楚针孔端，增加了安装的难度。固态开关形成矩阵时，往往要求体积小，插拔方便。 因此需要提供一种单一化的、结构简单、使用方便的带有快速插拔连接器的固态开关。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种带有快速插拔连接器的固态开关，该固态开关包括矩形盒体、印刷电路板、一个SMA转接头、多个无极性连接座、多个中间转接器，印刷电路板上设置多个固态继电器和一个单片机电路。该固态开关可构成垂直交叉结构的小型化射频矩阵开关。本实用新型结构简单、使用方便，生产时只需要生产一种固态开关即可，使用时不需要区分针端或者孔端，仅需简单的插拔即可，提高工作效率。本实用新型的目的是由下述技术方案实现的一种带有快速插拔连接器的固态开关，有一个矩形盒体，其内设置一个印刷电路板，所述矩形盒体顶部设置一个SMA转接头， 所述矩形盒体底部设置多个无极性连接座，每个无极性连接座上插装一个中间转接器，所述印刷电路板上设置多个固态继电器和一个单片机电路，每个无极性连接座匹配一个与其对应的所述固态继电器；所述无极性连接座包括圆筒形壳体、插接芯头，该插接芯头与圆筒形壳体同轴绝缘设置，该插接芯头底部设置接线端子；所述插接芯头底部的接线端子与所述固态继电器的一个输出端电连接，所述固态继电器的另一个输出端与所述SMA转接头的芯体电连接；所述固态继电器的输入端与所述单片机电路的输出端电连接；所述中间转接器有一个圆筒形主体，其两端设置插接孔，所述插接孔的内径与所述无极性连接座中的插接芯头的外径相匹配；所述无极性连接座中的圆筒形壳体与所述SMA转接头的壳体电连接。[0005]本实用新型的有益效果是1.本实用新型结构简单，通过快速插拔即可使固态开关之间连通，安装使用方便， 也不需要扳手等安装工具，对于小体积，大密度的固态开关的组装尤其方便，能极大的提高生产效率，更方便小空间下整个矩阵开关的安装和拆卸，提高了连接精度。2.本实用新型使用时不需要区分针端或者孔端，仅需简单的插拔即可，提高工作效率。3.本实用新型元件单一，带有快速插拔连接器的固态开关为单一化开关元件，生产时只需要生产一种开关即可，从而能降低生产成本，提高生产效率。
图1为本实用新型的结构示意图(剖视图)；图2为本实用新型中的无极性连接座的结构示意图(剖视图)；图3为无极性连接座的结构示意图(图2的俯视图)；图4为本实用新型中的中间转接器的结构示意图；图5为本实用新型的电气原理图；图6为本实用新型用于矩阵开关的示意图。
具体实施方式
实施例一参见图1 (图1是剖视图，显示矩形盒体内部结构)，本实用新型的带有快速插拔连接器的固态开关，有一个矩形盒体1，其内设置一个印刷电路板2，所述矩形盒体顶部设置一个SMA转接头3，所述矩形盒体底部设置多个无极性连接座4，每个无极性连接座上插装一个中间转接器5，所述印刷电路板上设置多个固态继电器A、B、C、D和一个单片机电路U， 每个无极性连接座匹配一个与其对应的所述固态继电器；所述无极性连接座包括圆筒形壳体、插接芯头，该插接芯头与圆筒形壳体同轴绝缘设置，该插接芯头底部设置接线端子；所述插接芯头底部的接线端子与对应的所述固态继电器的一个输出端电连接，所述固态继电器的另一个输出端与所述SMA转接头的芯体电连接；所述固态继电器的输入端与所述单片机电路的输出端电连接；所述中间转接器有一个圆筒形主体，其两端设置插接孔，所述插接孔的内径与所述无极性连接座中的插接芯头的外径相匹配；所述无极性连接座中的圆筒形壳体与所述SMA转接头的壳体电连接。参见图2 (剖视图)、图3 (图3是图2的俯视图)，本实施例中，无极性连接座4包括圆筒形壳体401、插接芯头402、绝缘体403，该插接芯头与圆筒形壳体同轴绝缘设置，该插接芯头底部设置接线端子405;圆筒形壳体和插接芯头都是铜质材料，绝缘体采用塑料或者树脂材料。为了便于无极性连接座与矩形盒体安装，所述无极性连接座中的圆筒形壳体上部是螺栓形端头406 (也可称为外六方螺栓头)，圆筒形壳体下部设置外螺纹404。该螺栓形端头的顶面是一个光洁度较高的平面，具有较好电接触性能，当两个带有快速插拔连接器的固态开关相互插接时，该螺栓形端头能实现可靠的电连接。参见图4，本实施例中，中间转接器5有一个圆筒形主体501，其两端设置插接孔 502、503，所述插接孔的内径与所述无极性连接座中的插接芯头的外径相匹配，当中间转接器与无极性连接座中的插接芯头插接在一起时，能实现可靠的电连接。中间转接器的最大外径小于无极性连接座中的圆筒形壳体的内径1 一 2毫米，当中间转接器与插接芯头插接在一起时，中间转接器与圆筒形壳体不发生电连接，二者呈绝缘状态。在本实用新型的另一个实施例中，所述中间转接器的插接孔的壁面上设置至少3条膨胀槽504。膨胀槽的设置可以使中间转接器中的插接孔具有一定的弹性，可以适应与不同的插接芯头良好的电连接， 并可以保证多次反复插拔以后仍然具有良好的电接触性能。膨胀槽可以设置为3条或者4 条或者6条。在本实施例中，为了减少材料用量并且提高中间转接器的强度，在圆筒形主体上设置2 - 3条环形筋505。中间转接器和无极性连接座中的插接芯头构成快速插拔连接
ο参见图1及图5，在本实施例中，SMA转接头采用广州雷诺射频公司的产品，该转接头通常的结构是外螺纹+针孔(本专利中将SMA转接头的外螺纹称为壳体，将该针孔称为 SMA转接头的芯体);固态继电器采用CRYDOM公司的小电流印刷电路板型的固态继电器。矩形盒体采用铝合金材料制作，其主体是一个矩形框架，该矩形框架两侧设置固定面板。SMA 转接头通过其上的外螺纹与矩形盒体顶部的螺纹孔固定安装，无极性连接座通过其上的外螺纹与矩形盒体底部的螺纹孔固定安装，在本实施例中，设置4个无极性连接座。在本实用新型的其它的实施例中，通常设置16个无极性连接座。在本实施例中，无极性连接座中的插接芯头底部的接线端子与所述固态继电器的一个输出端电连接，所述固态继电器的另一个输出端与所述SMA转接头的芯体电连接；所述固态继电器的输入端与所述单片机电路的输出端电连接。可以实现SMA转接头与任意一个无极性连接座都有一个条连接路径，并且可以控制该连接路径的导通或者断开。参见图5，从左向右，无极性连接座4 一 1中的插接芯头底部的接线端子与固态继电器A的一个输出端A-2电连接，固态继电器A的另一个输出端A-I与SMA转接头的芯体电连接，固态继电器A的一个(控制信号)输入端A-3与单片机电路U的脚1电连接，固态继电器A的另一个输入端A-4与单片机电路U的地极(GND)电连接，单片机电路采用STC12C2052型集成电路或者STC90C58ID型集成电路或者常规的单片机电路。无极性连接座4 一 2中的插接芯头底部的接线端子与固态继电器B的一个输出端B-2电连接，固态继电器B的另一个输出端B-I与SMA转接头的芯体电连接，固态继电器 B的一个输入端B-3与单片机电路U的脚2电连接，固态继电器B的另一个输入端B-4与单片机电路U的地极(GND)电连接。无极性连接座4 一 3中的插接芯头底部的接线端子与固态继电器C的一个输出端C-2电连接，固态继电器C的另一个输出端C-I与SMA转接头的芯体电连接，固态继电器C的一个输入端C-3与单片机电路U的脚3电连接，固态继电器C 的另一个输入端C-4与单片机电路U的地极(GND)电连接。无极性连接座4 - 4中的插接芯头底部的接线端子与固态继电器D的一个输出端D-2电连接，固态继电器D的另一个输出端D-I与SMA转接头的芯体电连接，固态继电器D的一个输入端D-3与单片机电路U的脚4电连接，固态继电器D的另一个输入端D-4与单片机电路U的地极(GND)电连接。对于多于4个至16个无极性连接座的布局及电连接的情况以此类推，不进行一一描述。实施例二 本实施例是在实施例1的基础上进行的改进，本实施例中与实施例1相同的部分， 请参照实施例1中公开的内容进行理解，实施例1公开的内容也应当作为本实施例的内容， 此处不作重复描述。[0022]在本实施例中，矩形盒体内设置一个印刷电路板，所述矩形盒体顶部设置一个SMA 转接头，所述矩形盒体底部设置16个无极性连接座，每个无极性连接座上插装一个中间转接器，所述印刷电路板上设置16个固态继电器和一个单片机电路。为了能够实现多个本实用新型的固态开关进行纵横正交垂直插接组合使用，矩形盒体底部的16个无极性连接座等间距设置，每两个相邻的无极性连接座的间距的尺寸精度小于0. 02毫米。所述矩形盒体的厚度与所述无极性连接座的间距相等，矩形盒体的厚度的尺寸精度小于0. 02毫米，由此保证本实用新型的固态开关插接精度。参见图6，先将16 个本实用新型的固态开关横向排列在一个平面上(图中的底层)，用夹具固定(夹具属于现有技术，图中没有显示)，然后再将16个本实用新型的固态开关纵向正交垂直插接在所述的横向排列的固态开关上(图中的上层，为了图示清楚，图6的纵向排列的固态开关仅表示出一部分);当16个横的和16个纵的本实用新型的固态开关通过中间转接器插接组合后就形成了一个固态开关矩阵，在计算机或者单片机控制下能够实现任何一个横向设置的固态开关上的SMA转接头与纵向设置的另一个固态开关上的SMA转接头射频信号的连接。在本实施例中，如果横向设置的固态开关上的无极性连接座上插接了中间转接器，则纵向设置的固态开关上的无极性连接座上就不需要插接中间转接器。对于路数较多的矩阵开关，采用本实用新型的固态开关可以快速插拔，不需要力矩扳手等安装工具，只需简单的插入即可，能大大提高工作效率。
权利要求1.一种带有快速插拔连接器的固态开关，有一个矩形盒体，其内设置一个印刷电路板， 其特征在于，所述矩形盒体顶部设置一个SMA转接头，所述矩形盒体底部设置多个无极性连接座，每个无极性连接座上插装一个中间转接器，所述印刷电路板上设置多个固态继电器和一个单片机电路，每个无极性连接座匹配一个与其对应的所述固态继电器；所述无极性连接座包括圆筒形壳体、插接芯头，该插接芯头与圆筒形壳体同轴绝缘设置，该插接芯头底部设置接线端子；所述插接芯头底部的接线端子与所述固态继电器的一个输出端电连接，所述固态继电器的另一个输出端与所述SMA转接头的芯体电连接；所述固态继电器的输入端与所述单片机电路的输出端电连接；所述中间转接器有一个圆筒形主体，其两端设置插接孔，所述插接孔的内径与所述无极性连接座中的插接芯头的外径相匹配；所述无极性连接座中的圆筒形壳体与所述SMA转接头的壳体电连接。
2.根据权利要求1所述的带有快速插拔连接器的固态开关，其特征在于所述无极性连接座中的圆筒形壳体上部是螺栓形端头，圆筒形壳体下部设置外螺纹。
3.根据权利要求2所述的带有快速插拔连接器的固态开关，其特征在于所述中间转接器的插接孔的壁面上设置至少3条膨胀槽。
4.根据权利要求3所述的带有快速插拔连接器的固态开关，其特征在于所述多个无极性连接座等间距设置，每两个相邻的无极性连接座的间距的尺寸精度小于0. 02毫米。
5.根据权利要求4所述的带有快速插拔连接器的固态开关，其特征在于所述矩形盒体的厚度与所述无极性连接座的间距相等，矩形盒体的厚度的尺寸精度小于0. 02毫米。
专利摘要本实用新型涉及一种带有快速插拔连接器的固态开关，有一个矩形盒体，其内设置印刷电路板，矩形盒体顶部设置SMA转接头，其底部设置多个无极性连接座，每个无极性连接座上插装一个中间转接器，印刷电路板上设置多个固态继电器和一个单片机电路；无极性连接座包括圆筒形壳体、插接芯头；插接芯头底部的接线端子与所述固态继电器的一个输出端电连接，固态继电器的另一个输出端与所述SMA转接头的芯体电连接；所述固态继电器的输入端与所述单片机电路的输出端电连接；所述中间转接器有一个圆筒形主体，其两端设置插接孔；无极性连接座中的圆筒形壳体与所述SMA转接头的壳体电连接；本实用新型结构简单，元件单一，降低生产成本，提高生产效率。
文档编号H01P1/15GK202217751SQ201120371588
公开日2012年5月9日 申请日期2011年9月28日 优先权日2011年9月28日
发明者杨得军, 柴明亮 申请人:北京中微普业科技有限公司