机载大功率射频同轴继电器设计.pdf

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1、第６期机电元件Ｖｏｌ．３５Ｎｏ．６２０１５年１２月ELECTROMECHANICALCOMPONENTSＤｅｃ．２０１５研究与设计机载大功率射频同轴继电器设计孙绍强（中国电子科技集团公司第四十研究所，安徽蚌埠，２３３０１０）摘要：本文简要介绍了在机载环境下射频同轴继电器的技术要求。以单刀双掷大功率射频同轴继电器为例，阐述了机载射频同轴继电器的技术指标及工作原理，并对其设计方法进行了重点论述。关键词：机载；大功率；射频同轴继电器；设计Ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－６１３３．２０１５．０６．００２中图分类号：ＴＮ７８４文献标识码：Ａ文章编号：１０００－６１３３（２０１５）０６－０

2、０１０－０４2．1技术指标1引言机载大功率射频同轴继电器主要技术指标见随着科学技术快速发展，航空航天领域使用的表１。产品特点是驱动电流小，功耗低、振动等级射频同轴继电器数量越来越多，对其耐恶劣环境条高、耐大功率。件和严酷力学条件要求也越来越高。和地面应用表1技术指标不同，对应用于机载的大功率射频同轴继电器有许序号主要技术项目单位技术指标１封装形式－防尘罩多特殊要求：２触点形式－单刀双掷１）驱动电流小、功耗低。可以节省有限的能３控制方式－ＴＴＬ、自保持、自关断、带辅助触点源，减少系统发热。４射频接口－Ｎ型插孔连接器２）重量轻。可以提高整机的有效载荷、飞行速５控制接口－９芯Ｄ型插针连接器６额定工作

3、电压Ｖｄ．ｃ．２８度、续航距离、机动性能。７电压工作范围Ｖｄ．ｃ．２４～３２３）环境（低温、高温、电磁干扰、振动、低气压）８工作电流（ｍａｘ）ｍＡ２００适应能力强。９工作频率范围ＧＨｚ０．１～８１０电压驻波比（ｍａｘ）－１．２４）大功率。功率直接决定了机载或地面雷达１１插入损耗（ｍａｘ）ｄＢ０．２的探测距离和探测精度。功率越大，探测的距离越１２隔离度（ｍｉｎ）ｄＢ６０远，且越精确。１３连续波功率Ｗ３５０＠８ＧＨｚ１４射频开关时间（ｍａｘ）ｍｓ２５我所研制的一款机载大功率射频同轴继电器１５机械寿命（ｍｉｎ）次２０００００产品，其触点形式为单刀双掷，控制方式为ＴＴＬ、自１６振动－ＧＪＢ３６０Ｂ－２

4、００９方法２１４Ｉ（Ｂ）保持、自关断、带辅助触点，技术指标完全能够满足１７工作温度范围℃－５５～＋８５机载使用。以下将对其进行重点介绍。１８存贮温度范围℃－５５～＋１０５１９重量（ｍａｘ）ｇ３８０２０外形尺寸（ｍａｘ）ｍｍ８５．２×３９．２×７２．０2机载大功率射频同轴继电器设计收稿日期：２０１５－１０－１３第６期孙绍强：机载大功率射频同轴继电器设计１１2．2产品结构及工作原理机载大功率射频同轴继电器主要由电路控制、电磁系统、推动系统、射频切换、射频接口、辅助触点切换、Ｄ型低频接口七部分组成。产品结构图见图１，工作原理框图见图２。图２机载大功率射频同轴继电器功能框图2．3方案设计２．３．１控制

5、电路设计从节能及减少线圈发热角度出发，电路控制采图１机载大功率射频同轴继电器结构图用了自保持及ＲＣ自关断的结构形式。为了便于自产品总体结构为长方体，上端部的对外接口是动控制，设计了辅助触点及ＴＴＬ控制方式。控制电标准的９芯Ｄ型连接器低频接口，其与辅助触点直路部分的９芯Ｄ型连接器、电子元器件、辅助触点接焊接在印制电路板上，电路板、电磁系统通过４焊接在一块ＰＣＢ上，电路原理图见图３。个螺杆固定在微波通道腔盖上。推动系统包括铁芯内部的两个塑料推杆、微波通道内与微波簧片相连的两个推杆以及可以绕轴自由转动的衔铁共三部分组成，衔铁转动时可以实现辅助簧片与微波传输簧片的连动。射频切换由矩形同轴传输线组成，微

6、波传输簧片在传输线的中间位置，微波通道内的弹簧可以实现微波传输簧片的自动复位。在下端部的对外接口是标准的Ｎ型射频连接器。产品的外罩、微波腔体、腔盖均使用铝合金材料，可以大大减轻自重，外罩表面通过氧化处理有图３控制电路原理图效防止盐雾腐蚀。电路控制、电磁系统及射频部分上下放置，防止相互之间电磁干扰。Ｄ型连接器低Ｄ型连接器１、２端子施加２８Ｖｄ．ｃ．激励电压，当端频接口与外罩接触处装有密封垫，微波腔体周围与子４为高电平时，激励电压施加到线圈Ｌ１上，线圈Ｌ１外罩接触处装有矩形密封圈，电路控制、电磁系统、上有电流通过，并生产电磁力带动机构动作，射频开关推动系统、射频切换部分被外罩包裹在一个相对封Ｓ１闭

7、合、Ｓ２断开，由于ＲＣ冲放电电路，随着充电的连闭的空间内，防止灰尘、水汽等的进入。续，电容Ｃ两端电压不断升高，当完全截止时，线圈Ｌ１机载大功率射频同轴继电器工作原理是：Ｄ型上电流为零。由于本产品为自保持型，即使线圈Ｌ１电连接器低频接口接电源，额定工作电压通过电路控流变为零时，机构并不发生翻转，仍保持在如图所示状制部分施加到电磁系统，电磁系统的作用是把电能态，当需要发生翻转时，只需在Ｄ型连接器端子５