УПРАВЛЕНИЕ ПЕРЕМЕЩЕНИЕМ ПРОВОДНИКОВ В СВЧ-ЧАСТИ КОАКСИАЛЬНОГО СВЧ-ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЯ
CONTROL OF THE MOVEMENT OF CONDUCTORS IN THE MICROWAVE PART OF THE COAXIAL MICROWAVE SWITCH

Изобретение относится к технике СВЧ, в частности к электромеханическим коаксиальным СВЧ переключателям с магнитным переключающим узлом, используемым для переключения входных и выходных сигналов между коаксиальными линиями передачи.
Известна конструкция релейного коммутационного устройства для коммутации высокочастотных сигналов, состоящий из корпуса и основания, где находятся планки для замыкания контактов с управляющими стержнями. Коммутация каналов происходит при помощи постоянного магнита, установленного в управляющем стрежне и в электромагните. Постоянный магнит в управляющем стрежне будет отталкиваться от магнита в электромагните, когда тот находится под напряжением [Патент US №6650210].
Недостатком данной конструкции является увеличение массогабаритных характеристик за счет наличия электромагнитных катушек на каждый элемент управляющего стержня, который замыкает контакты коммутирующего устройства.
Ближайшим аналогом является коаксиальный СВЧ-переключатель, где переключающие элементы прижимаются к контактам магнитными силами. Во время работы в незадействованных путях переключающие элементы притягиваются действием магнитов, установленных на верхней пластине, которые преодолевают магнитные силы, установленные в корпусе, прижимающие переключающие элементы к контактам радиочастотных разъемам [Патент US №5642086].
Недостатками известного переключателя является низкая надежность, медленное время отклика и относительно большие вносимые потери.
Целью настоящего изобретения является создание коаксиального СВЧ-переключателя с магнитным управлением коаксиальных линий передач, которое включает относительно малое количество составных частей, что приводит к небольшим размерам готового изделия.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является конструкция управления проводниками в СВЧ-части коаксиального СВЧ-переключателя, которое обладает высокой надежностью, низкой частотой отказов и низкими массогабаритными характеристиками.
Технический результат достигается тем, что коаксиальный СВЧ-переключатель содержит СВЧ-часть (корпус, основание, проводники, входные и выходные линии с центральными внутренними проводниками) и управляющее устройство. Движение проводника контролирует толкатель вместе с постоянным магнитом, которые устанавливаются в соответствующие углубления основания. Все магниты, установленные в СВЧ-части, имеют одинаковую полярность. Перемещение проводников осуществляется при помощи управляющего устройства, состоящего из корпуса с катушками, платы управления и внешнего разъема. В центр корпуса помещается вал. Вал крепится в подшипниках, запрессованных в корпус управляющего устройства. На валу с одной стороны закреплен верхний диск с постоянными магнитами, которые имеют противоположную полярностью относительно полярности магнитов на толкателях СВЧ-части. Два противоположно расположенных овальных магнита на верхнем диске имеют аналогичную полярность магнитов толкателя. Магниты на верхнем диске управляющего устройства расположены относительно полярности магнитов на толкателях СВЧ-части таким образом, чтобы при перемещении верхнего диска управляющего устройства в одно положение по меньшей мере два магнита верхнего диска отталкивали соответствующие магниты толкателей, тем самым заставляя проводники прижиматься к центральным внутренним проводникам выходных коаксиальных линий, в то время как магниты на верхнем диске притягивают соответствующие магниты толкателей с проводниками к широкой стенке основания СВЧ-части. Для фиксации положения на верхнем диске управляющего устройства находится фиксатор, движение которого ограничено упорами на основании. На другой стороне вала закреплен нижний диск с постоянным магнитом для воздействия на систему телеметрии, находящейся на плате управления. При подаче управляющего напряжения на одну из катушек, происходит поворот вала с дисками.
Изобретение поясняется с помощью чертежей: на фиг. 1 представлен общий вид коаксиального СВЧ-переключателя; фиг. 2 - продольное сечение СВЧ-части с разомкнутыми контактами; фиг 3 - продольное сечение СВЧ-части с замкнутыми контактами; фиг. 4 - вид снизу СВЧ-части; фиг. 5 - продольное сечение управляющего устройства.
Предлагаемый способ заключается в том, что коаксиальный СВЧ-переключатель содержит СВЧ-часть (корпус (1), основание (2), проводники (3), входные и выходные линии (4) с центральными внутренними проводниками (5)) и управляющее устройство (6) (фиг. 1). Движение проводника (3) контролирует толкатель (7) вместе с постоянным магнитом (8), которые устанавливаются в соответствующие углубления основания (9) (фиг. 2). Все магниты, установленные в СВЧ-части, имеют одинаковую полярность. Перемещение проводников осуществляется при помощи управляющего устройства (6), состоящий из корпуса (10) с катушками (11), платы управления (12) и внешнего разъема (13) (фиг. 5). В центр корпуса помещается вал (14). Вал крепится в подшипниках (15), запрессованных в корпус управляющего устройства. На валу с одной стороны закреплен верхний диск (16) с постоянными магнитами (17), которые имеют противоположную полярность относительно полярности магнитов на толкателях СВЧ-части (фиг.5). Два противоположно расположенных овальных магнита (18) на верхнем диске имеют аналогичную полярность магнитов толкателя. Магниты на верхнем диске управляющего устройства расположены относительно полярности магнитов на толкателях СВЧ-части таким образом, чтобы при перемещении верхнего диска управляющего устройства в одно положение по меньшей мере два магнита верхнего диска отталкивали соответствующие магниты толкателей, тем самым заставляя проводники прижиматься к центральным внутренним проводникам выходных коаксиальных линий (фиг. 3). В это время, в данном положении верхнего диска управляющего устройства, остальные магниты на верхнем диске притягивают соответствующие магниты толкателей с проводниками к широкой стенке основания СВЧ-части (фиг. 2). Движение всех магнитов координируется таким образом, чтобы соответствующие проводящие пути соединялись и взаимодействовали одновременно. Для фиксации положения на верхнем диске управляющего устройства находится фиксатор (19), движение которого ограничено упорами на основании (20) (фиг. 4). На другой стороне вала закреплен нижний диск (21) с постоянным магнитом для воздействия на систему телеметрии находящейся на плате управления (11) (фиг. 5). При подаче управляющего напряжения на одну из катушек (10) происходит поворот вала с дисками.
Таким образом конструкция управления проводниками в СВЧ-части коаксиального СВЧ-переключателя, обеспечивает высокую надежность, низкую частоту отказов и низкие массогабаритные характеристики. Позициями на чертежах обозначены:
1 - корпус;
2 - основание;
3 - проводник;
4 - входные и выходные линии;
5 - центральный внутренний проводник;
6 - управляющее устройство;
7 - толкатель;
8 - постоянный магнит;
9 - углубление основания;
10 - корпус управляющего устройства;
11 - катушки;
12 - плата управления;
13 - внешний разъем;
14 - вал;
15 - подшипники;
16 - верхний диск;
17 - магнит с противоположной полярностью;
18 - овальный магнит;
19 - фиксатор;
20 - упоры на основании;
21 - нижний диск.
Источники информации
1. Патент US №5642086, МПК: Н01Р 53/00, опубликован 24.06.1997.
2. Патент SU №6650210, МПК: Н01Р 51/30, опубликован 18.11.2003.