具有射频补偿结构的射频同轴开关的制作方法
【专利说明】
【技术领域】
[0001]本发明涉及用于高(射)频同轴开关，特别是具有射频补偿结构的射频同轴开关。【【背景技术】】
[0002]同轴射频开关是特殊类型的机电继电器(或开关)，其作用是接通或切断输入端子间的射频(RF)信号。通常一个同轴射频开关利用推杆推动一片内导体，同时接触一对同轴导体头并接接通该同轴导体之间的信号通道。常见的设计是把软磁性摇摇板放在一对电磁铁下推动推杆进行开关操作。由于需要接通高频信号，同轴高频开关的高频通道需要有恰当的设计以到达阻抗匹配和连续性。由于高频通道常常由不同的部件组成，这使得高频通道的复杂性增加，因此要同时达到宽频带(如0-40GHZ或更高)较为理想的参数(如驻波，插损和隔离度等)，在通道的某些部位需要做特殊的补偿设计。本发明公开这方面的几种补偿设计结构。
【
【发明内容】
】
[0003]—种具有射频补偿结构的射频同轴开关，包括一个射频通道；一对同轴连接器；以及一个推杆组件；所述同轴连接器和推杆组件中具有射频补偿结构以优化射频通道的射频特性及开关的机械稳定性。其中同轴连接器包含一个内导体芯、上绝缘子、下绝缘子和外壳；其中推杆组件中的推杆的射频补偿结构特征在于所述推杆具有一个阶梯结构，其直径从小变大，并且其直径过渡区间可由斜角或圆角形成。另外上述推杆的射频补偿结构也可在推杆中形成一凹槽而实现。
【【附图说明】】
[0004]本发明上述及其它的特性及优点在以下用例子及附图作出详细说明，其中所用相同的标号将指相同的部件；
[0005]图1是一种常见同轴射频开关的剖视图；
[0006]图2是本发明具有特殊补偿结构的射频同轴开关实施例的剖视图；
[0007]图3是对应图2中所示射频同轴开关实施例推杆组件部分的细节图；
[0008]图4是对应图2中所示射频同轴开关实施例连接器部分的细节图；
[0009]图5是本发明射频同轴开关的具有另一种特殊补偿结构实施例的推杆组件剖视图；
[0010]图6是对应图5中所示实施例推杆组件部分的三维图；
[0011]图7是对应图5中所示实施例推杆组件部分的细节图；
[0012]图8是本发明射频同轴开关的具有另一种特殊补偿结构实施例的推杆组件剖视图；
[0013]图9是对应图8中所示实施例推杆组件部分的三维图；
[0014]图10是对应图8中所示实施例推杆组件部分的细节图；
[0015]图11是本发明射频同轴开关的具有另一种特殊补偿结构实施例的推杆组件剖视图；
[0016]图12是对应图11中所示实施例推杆组件部分的三维图；
[0017]图13是对应图11中所示实施例推杆组件部分的细节图。
【【具体实施方式】】
[0018]本说明书所用的某些实施例，只是本发明的一些例子，而没有任何意图从任何方面限制本发明的范围。为了简明起见，一些普通的电子制造及其它系统方面(制系统零部件)的说明未必详细。而且，本说明书常用电力及电子方面的例子来描述本发明，应被理解，很多其他制造方法可以被用来制作本高频同轴开关。而本说明书描述的方法，还可以被应用到单刀多掷、多刀多掷同轴开关中；
[0019]本说明书所用的空间安排及尺寸说明只是为了示意而已，具体的高频补偿结构可以有多种空间位置及取向安排，这些结构还可以适当方式相连并形成阵列；
[0020]图1是一种常见的同轴高频开关剖面图。如图1所示，同轴高频开关100包括一对线圈组件10和20、衔铁组件30、永磁体40、额铁80、推杆组件50和60、空腔70以及同轴连接器组件110、120和130 ；
[0021]线圈组件分别由绕在线圈骨架上的线圈12及铁芯11组成。衔铁组件30包含软磁性衔铁31、弹片32和转轴33。推杆组件50和60包含推杆51、反力弹簧52和内导体片53。空腔为下腔体71和盖板72组合所形成的一个封闭空间。同轴连接器110，120和130包含内导体芯111、绝缘子112和外壳113 ；
[0022]如图1所示当衔铁31被铁芯11吸引而顺时针旋转时，弹片32的右端推动推杆组件50向下移动并使内导体片53同时接触连接器110和120的内导体芯111，从而使射频信号能够从连接器110的输入端传递到连接器120的输出端(或反向传输)。此时左端推杆组件60被其反力弹簧52往上推起带动左端内导体片53移到空腔顶部，同轴连接器110到130的射频通道断开；
[0023]正如前面提到的，射频通道在接通时需要阻抗匹配连续，而通道的结构复杂性使的在宽频带(如0-40GHZ)实现该目的较为困难，因此需要有特殊合理的补偿结构以达到宽频带理想的射频特性(如驻波和插损等)。本发明公开几种射频同轴开关的特殊补偿结构；
[0024]图2、3和4是是本发明同轴高频开关实施例的剖面图、推杆组件细节图和连接器细节图。如图2所示，同轴高频开关200包括一对线圈组件10和20、衔铁组件30、永磁体40、额铁80、推杆组件250和260、空腔70以及同轴连接器组件210、220和230 ；
[0025]推杆组件250和260包含推杆251、反力弹簧52和内导体片53。推杆251由绝缘材料制成，所述绝缘材料包括但不局限如下种类:聚碳酸酯、液晶聚合物、聚醚酰亚胺、聚酰胺、聚四氟乙烯等各类工程塑料，其介电常数可在1.1至100之间，甚至更高。内导体片53由具有弹性的金属片制成，其表面覆盖贵金属(如金、银或其他合金)。反力弹簧52由不锈钢或其他具有弹性的材料制成。反力弹簧52也可以做成反力弹片形式，其作用是使推杆组件在没有外力作用下回复原位。推杆251下端通过内导体片53中的开孔后热熔形成一个夹层夹住内导体片53、并使内导体片53可以随推杆251上下移动。本发明实施例中推杆251位于内导体片53的上方有一个阶梯结构，其体征在于推杆的直径从小变大，中间有一个斜角254过渡连接，从而使推杆251接触内导体片53的部分直径相对较小，而上部直径相对较大，达到射频阻抗补偿及指标优化，同时不妨碍推杆251在盖板72对应通孔中上下运动的自由度。推杆组件261与251有相同的结构；
[0026]连接器组件210包含内导体芯211、上绝缘子212，外壳213和下绝缘子214。内导体芯211由金属材料(如铜或铜合金等)制成，其表面覆盖贵金属(如金、银等或其合金材料)材料；外壳213由金属材料(如不锈钢、铜或铜合金等)制成；上绝缘子212和下绝缘子214由绝缘材料(如:聚碳酸酯、液晶聚合物、聚醚酰亚胺、聚酰胺、聚四氟乙烯等各类工程塑料或陶瓷及玻璃等绝缘材料)组成，其介电常数可在1.1至100之间，甚至更高。上绝缘子212与下绝缘子214可以用相同的材料制成，也可以用不同的材料制成。上绝缘子212与下绝缘子214可以具有相同的结构尺寸，也可以具有不同的结构尺寸。在内导体芯211中对应上绝缘子212和下绝缘子214的部位有相应的凹槽以便绝缘子能够卡进凹槽中并起到支撑内导体芯211的作用；另外对应的凹槽深度和高度、绝缘子的形状、尺寸及其介电常数等参数经过优化以到达整个通道射频的最佳效果。绝缘子212中的通孔(所示6个)及端面凹陷部分均为射频阻抗补偿及射频参数优化而设计形成的。通孔也可开为半通孔，其大小和个数(如O至6个或以上)可根据具体优化设计而定，开孔可以导体芯211的中心轴均匀分布，也可以非均匀分布。上述外壳213的内径可以在2.92毫米，具有此特征外壳的同轴连接器也常被称为2.92毫米K-型同轴连接器；
[0027]如图2所示的同轴开关200中，当衔铁31左端被铁芯11吸引而顺时针旋转时，弹片32的右端推动推杆组件250向下移动并使内导体片53同时接触连接器210和220的内导体芯211，从而使射频信号能够从连接器210的输入端传递到连接器220的输出端(或反向传输)。此时左端推杆组件260被其反力弹簧52往上推起带动左端内导体片53移到空腔顶部，同轴连接器210到230的射频通道断开。反之，当衔铁31右端被铁芯21吸引而逆时针旋转时，相应的推杆组件会作与上述相反的运动并使210至220的射频通道