单刀双掷N型射频同轴继电器的设计.pdf

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1、第1期2010年3月机电元件ELECTROMECIIANICALCOMPONENTSVoL30No．1Mar．2010单刀双掷N型射频同轴继电器的设计刘青立(中国电子科技集团公司第四十研究所，安徽蚌埠233010)摘要：对单刀双掷射频同轴继电器的工作原理和主要技术指标进行了介绍，重点阐述了产品结构、，I’IL电路控制系统、电磁系统及射频传输切换系统的设计方法，对同类产品的设计具有一定的参考意义。关键词：射频；同轴继电器；结构；设计中图分类号：TM503+．5文献标识码：A文章编号：1000—6133(2010)01—0003—051引言射频同轴继电

2、器是一种能够传输和切换射频信号的继电器，也称之为高频(微波)继电器(开关)。随着射频技术的迅猛发展，信号频率不断攀升，射频同轴继电器得到越来越广泛的应用，应用的领域有航天、航空、通讯、军事、科技和医疗等，应用的系统有地面通讯、卫星通讯、卫星导航、雷达系统、电子对抗、自动控制系统、自动测试设备等。电子40所从2004年起就进行了射频接口为N型、SC型和SMA型的单刀双掷、双刀双掷和单刀多掷等多种射频同轴继电器产品的研制，为用户提供了多种型号的优质产品。下面以N型单刀双掷射频同轴继电器为例介绍该类产品的设计方法。圈有电流通过，产生的电磁力使衔铁动作，并

3、通过传动机构带动射频簧片动作，使触点闭合或断开，从而接通或断开射频信号；去除控制端电压时(对于磁保持产品，施加到另一组线圈上)，工作状态相反。图1为其工作原理框图。输入端子l控制电路由1衔铁(磁钢)J传动机构I切换组件I同轴输出端子图l工作原理框图+一^BITTL控制JlJCJ2图2SPDT电原理图2工作原理图2是TTL控制的单刀双掷(SPDT)磁保持型射频同轴继电器主要由控制电路、电磁系统、传射频同轴继电器电原理图。其工作原理为：正负电动机构和射频传输切换系统几部分组成。其工作原源端加偏置电压，当A或B对负端加’m电压时，理为：当控制端加上额定电

4、压时，控制电路工作，线线圈上有电流流过，电磁力使一组触点断开，另一组收稿日期：2010—1—134机电元件2010正触点闭合，如JC与J2断开并与J1接通，即使去除控制电压后，由于磁钢的作用仍然保持在这种状态；当TTL电压加到另一端时，电磁力使原闭合的触点断开，原断开的触点闭合，如Jc与J1断开并与J2接通，即使去除控制电压后，同样保持这种状态。3主要技术指标频率范围：DC一12．4GHz；特性阻抗：50n；连接器形式：N(f)；线圈电压：28V，d．c．；线圈电流(20℃)：≤140mA；转换时间：。<20ms；电压驻波比：≤1．5；插入损耗：≤

5、0．50dB；隔离度：，>60dB；传输功率：≥150W；寿命：≥106次；工作温度范围：一40℃一85℃；振动：20Hz一2000Hz，109；冲击：509，1／2sine；射频同轴继电器的设计4．1结构的设计单刀双掷N型射频同轴继电器外形为长方体，其外形图如图3所示。图4是单刀双掷N型射频同轴继电器的结构图，其腔体前面板安装射频同轴连接器插座，罩子尾部引出控制输入引线端子，控制输入引线端子焊接在电路板上，电路板和电磁系统通过四个螺杆固定在腔体上，罩子再通过四个螺钉与腔体和电路板固定，腔体和罩子间、罩子和引线端子间装橡胶密封垫，这样整个产品成为一

6、体，结构紧凑，有较强的抗冲击和抗振动性能。射频同轴继电器内部由控制电路板、电磁系统、传动机构和射频传输切换系统组成。控制电路板上焊接引线、阻容元件、三极管和抑制线圈反向峰值电压的二极管等；电磁系统包括线圈、铁心、轭铁、衔铁和磁钢等；传动机构包括支撑块和推动簧片等；射频传输切换系统包括同轴连接器插座、腔体、腔盖、切换簧片和绝缘支撑件等，其中切换簧片是产品的重要件。图3单刀双掷N型射频同轴继电器外形图l一输人端子；2--电路板；3--罩子；4一磁钢；5--线圈；6一衔铁；7一传动机构；8一射频切换组件；9一腔体；lO一射频连接器图4单刀双掷N型射频同轴

7、继电器结构图4．2电路的设计该产品线圈电压28V，d．c．，r11'L控制，并具有自关断功能，其电路图见图5。工作原理为：在VCC施加28V，d．c．，当控制端A施加TTL高电平、控制端B施加m低电平时，电流经C1、R1、Q1和Q2形成回路，Q1和Q2都导通，28V，d．c．施加到线圈A1上，衔铁动作，相应的一路射频通道闭合，另一路射频通道断开。7m高电平对Cl进行RC充电，充电电流逐渐减小，到一定值时，Ql和Q2都截止，线圈电流为零，由于电磁系统是磁保持结构，即使去除控制电压，射频通道仍然保持在该工作状态。当射频通道需要改变工作状态时，需要在另一

8、控制端B施加TTL高电平，这时Q3和Q4都导通，28V，d．C．施加到线圈A2上，衔铁向另一方向动作，射频通道第1期刘青立