МАТРИЧНЫЙ КОММУТАТОР

Полезная модель относится к коммутационной технике и может быть использована для коммутации высокочастотных цепей.
Известен матричный коммутатор, содержащий N ячеек коммутации, каждая из которых включает в себя двухобмоточное поляризованное реле и два диода, горизонтальные шины обмоток включения и горизонтальные шины обмоток отключения указанных поляризованных реле, вертикальные шины обмоток включения и вертикальные шины обмоток отключения поляризованных реле, в каждой ячейке коммутации первые выводы диодов объединены и подключены к отключающей обмотке поляризованного реле, второй вывод первого диода соединен с горизонтальной шиной обмотки отключения, а второй вывод второго диода соединен с вертикальной шиной обмотки отключения, первый вывод обмотки включения поляризованного реле соединен с горизонтальной шиной включения, второй вывод обмотки включения поляризованного реле соединен с вертикальной шиной обмотки включения, в котором каждая ячейка коммутации снабжена изоляционной вставкой и элементом привода с переключающей контактной группой, в коммутатор введены дополнительные вертикальные и горизонтальные шины для управления элементами привода, причем в каждой ячейке коммутации дополнительная вертикальная шина для управления элементами привода через замыкающие контакты поляризованного реле соединена с горизонтальной шиной обмотки отключения, первый вывод элемента привода соединен с вертикальной шиной для управления элементами привода, второй вывод элемента привода соединен с горизонтальной шиной для управления элементами привода, третий вывод элемента привода через изоляционную вставку соединен с подвижным контактом переключателей контактной группы элемента привода, размыкающие контакты переключающих контактных групп элементов привода всех ячеек объединены по строкам, а замыкающие контакты указанных переключающих контактных групп объединены по столбцам так, что образуют дополнительную высокочастотную матрицу (SU 1372415, H01H 67/24, H01H 7/00, опубл. 07.02.1988).
Недостатком этого матричного коммутатора является низкое значение переходного затухания высокочастотной матрицы в ячейках коммутации, разъединяющих горизонтальные шины (строки) с вертикальными шинами (столбцами).
к
мк
к
мк
Известен матричный коммутатор, содержащий N ячеек коммутации, каждая из которых включает в себя двухобмоточное поляризованное реле, два диода, первый элемент привода с переключающей контактной группой и изоляционную вставку, горизонтальную и вертикальную шины управления обмоткой включения, горизонтальную и вертикальную шины управления обмоткой отключения указанных реле, шину управлении приводом, входную шину строк и выходную шину столбцов, источник питания, и в каждой ячейке коммутации выводы катодов диодов объединены и подключены к обмотке отключения реле соответствующей ячейки, вывод анода первого диода соединен с горизонтальной шиной управления обмоткой отключения, а вывод анода второго диода соединен с вертикальной шиной управления обмоткой отключения, первый вывод обмотки включения реле соединен с горизонтальной шиной управления обмоткой включения, второй вывод обмотки включения реле соединен с вертикальной шиной управления обмоткой включения, первый вывод первого элемента привода соединен с шиной управления привода, которая через замыкающий контакт реле соответствующей ячейки соединена с источником питания, а вторые выводы первых элементов привода всех ячеек объединены и подключены к общей шине коммутатора, третий вывод первого элемента привода каждой ячейки через первую изоляционную вставку соединен с подвижным контактом первой переключающей контактной группы, размыкающие контакты первых переключающих контактных групп всех ячеек объединены и образуют шины строк, причем шины строк и столбцов выполнены экранированными и образуют высокочастотную матрицу, ячейки коммутации со второй изоляционной вставкой и вторым элементом привода с переключающей контактной группой, причем в каждой ячейке первый вывод второго элемента привода соединен с шиной управления приводом, вторые выводы первого и второго элементов привода объединены, третий вывод второго элемента привода через вторую изоляционную вставку соединен с подвижным контактом второй переключающей группы, размыкающие контакты вторых переключающих групп всех ячеек объединены по столбцам, замыкающий контакт первой переключающей группы соединен с замыкающим контактом второй переключающей группы через дополнительно введенную перемычку, которая выполнена в виде отрезка коаксиального кабеля, при этом С≥С, где С - емкость кабеля, С - межконтактные емкости реле (SU 1573479, H01H 7/00, Н01Н 67/24, опубл. 23.06.1990.
Недостатком этого матричного коммутатора является недостаточное переходное затухание между высокочастотной матрицей и матрицей управления приводами, а так же невозможность коммутации горизонтальных шин (строк) с вертикальными шинами (столбцами) из-за выхода из строя привода или обгорания контактов переключающих групп, что приводит к ограничению эксплуатационных возможностей.
В основу полезной модели положена задача создания матричного коммутатора, в котором за счет введения съемных отрезков коаксиальных кабелей и заземленного экрана между высокочастотной матрицей и матрицей управления приводами, обеспечивается расширение эксплуатационных возможностей за счет увеличения переходного затухания.
к
мк
к
мк
Решение технической задачи обеспечивается тем, что в матричном коммутаторе, содержащем N ячеек коммутации, каждая из которых включает в себя двухобмоточное поляризованное реле, два диода, первый элемент привода с переключающей контактной группой и изоляционную вставку, горизонтальную и вертикальную шины управления обмоткой включения, горизонтальную и вертикальную шины управления обмоткой отключения указанных реле, шину управления приводом, входную шину строк и выходную шину столбцов, источник питания, и в каждой ячейке коммутации выводы катодов диодов объединены и подключены к обмотке отключения реле соответствующей ячейки, вывод анода первого диода соединен с горизонтальной шиной управления обмоткой отключения, а вывод анода второго диода соединен с вертикальной шиной управления обмоткой отключения, первый вывод обмотки включения реле соединен с горизонтальной шиной управления обмоткой включения, второй вывод обмотки включения реле соединен с вертикальной шиной управления обмоткой включения, первый вывод первого элемента привода соединен с шиной управления привода, которая через замыкающий контакт реле соответствующей ячейки соединена с источником питания, а вторые выводы первых элементов привода всех ячеек объединены и подключены к общей шине коммутатора, третий вывод первого элемента привода каждой ячейки через первую изоляционную вставку соединен с подвижным контактом первой переключающей контактной группы, размыкающие контакты первых переключающих контактных групп всех ячеек объединены и образуют шины строк, причем шины строк и столбцов выполнены экранированными и образуют высокочастотную матрицу, ячейки коммутации со второй изоляционной вставкой и вторым элементом привода с переключающей контактной группой, причем в каждой ячейке первый вывод второго элемента привода соединен с шиной управления приводом, вторые выводы первого и второго элементов привода объединены, третий вывод второго элемента привода через вторую изоляционную вставку соединен с подвижныцм контактом второй переключающей группы, размыкающие контакты вторых переключающих групп всех ячеек объединены по столбцам, замыкающий контакт первой переключающей группы соединен с замыкающим контактом второй переключающей группы через дополнительно введенную перемычку, которая выполнена в виде отрезка коаксиального кабеля, при этом С≥С, где С - емкость кабеля, С - межконтактные емкости реле, дополнительно введены в высокочастотную матрицу коаксиальные контактные гнезда на входах горизонтальных шин (строк) и выходах вертикальных шин (столбцов) со съемными перемычками (отрезками коаксиальных кабелей) снабженными штекерами и узлами фиксации в указанных гнездах, причем коаксиальные контактные гнезда подключены к горизонтальным и вертикальным шинам соответственно через разъемные отрезки указанных шин, так же установлен заземленный экран, разделяющий высокочастотную матрицу от матрицы цепей управления, при этом переключающие контакты высокочастотной матрицы помещены в вакуумный металлокерамический корпус.
Расширение эксплуатационных возможностей, в критических ситуациях при выходе из строя переключающих групп коммутатора, обеспечивается непосредственным соединением входов (строк) и выходов (столбцов) перемычками из отрезков коаксиальных кабелей вставляемые в коаксиальные гнезда, установленные на входах и выходах высокочастотной матрицы, при этом гнезда отключаются от переключающих групп строк и столбов за счет демонтажа разъемных отрезков шин, что позволяет оперативно отключить неисправные контактные группы без проведения ремонтно-востановительныж работ, кроме этого повышается эксплуатационная надежность коммутатора за счет введения заземленного экрана, разделяющего матрицу управления от высокочастотной матрицы, так как в этом случае поле высокой частоты не воздействует на диоды и соответствующие реле; помимо расширения эксплуатационных возможностей, помещение переключающих контактов в вакуум способствует повышению надежности коммутатора, так как исключается образование нагара на контактах при несанкционированном переключении каналов (шин) под напряжением.
Полезная модель поясняется с помощью фиг.1-4.
На фиг.1 приведена электрическая принципиальная схема коммутатора, на фиг.2 показаны съемные отрезки коаксиальных кабелей, на фиг.3 - высокочастотная матрица коммутатора с заземленным экраном, переключающими контактами в вакуумном металлокерамическом корпусе и на фиг.4 - матричный коммутатор со съемным отрезком коаксиального кабеля и коаксиальными гнездами.
Коммутатор содержит N ячеек коммутации, каждая из которых включает в себя двухобмоточное поляризованное реле 1 с переключающим контактом 2, два диода 3, горизонтальные 4 и вертикальные 5 шины обмотки включения, горизонтальные 6 и вертикальные 7 шины обмотки отключения, в каждой ячейке также включены первый элемент 8 привода с переключающим контактом в вакууме 9, изоляционная вставка 10; второй элемент 11 привода с переключающим контактом в вакууме 12, изоляционная вставка 13, источник питания 14, вертикальные 15 и горизонтальные 16 шины управления элементами привода, шины строк 17 и столбцов 18, перемычку 19, прямоугольный коробчатый экраны строк 20 и столбцов 21, заземленный экран 22, коаксиальное гнездо 23, разъемная шина 24, штекер 25, отрезок коаксиального кабеля 26, вакуумный металлокерамический корпус 27.
Коммутатор работает следующим образом.
Например, для подключения вх.1 на вых.1 по горизонтальной 4 и вертикальной 5 шинам низкочастотной матрицы необходимо подать сигнал включения по соответствующим цепям матрицы управления, разделенной заземленным экраном 22. Реле 1 срабатывает и замыкает свои контакты 2, через которые включаются элементы привода 8 и 11, связанные через изоляционные вставки 10 и 13 соответственно, с переключающими контактами 9 и 12 расположенные в вакуумном металлокерамическом корпусе 27.
Последние замыкаются, образуя соединение Вх.1 и Вых.1 высокочастотной матрицы, разделенной от матрицы управления заземленным экраном 22.
В аварийных случаях при использовании перемычки из отрезка коаксиального кабеля 26 коммутация устанавливается путем снятия соответствующих разъемных шин 24 и вставлением штекеров 25 отрезка коаксиального кабеля 26 в коаксиальные гнезда 23. При этом Вх. N соединяется с Вых.1 напрямую с исключением неисправных переключающих групп контактов высокочастотной матрицы.
Коммутатор может использоваться для коммутации антенн на соответствующие передатчики или радиоприемники, устанавливаемые на кораблях или передающих (приемных) радиоцентрах в составе автоматизированных средств связи. Наиболее употребительна полезная модель коммутатора в вариантах исполнения предназначенных для коммутации радиопередатчиков мощностью до 5-8 кВт