РАСПОЛОЖЕНИЕ КОНТАКТНЫХ ПЛАСТИН КОАКСИАЛЬНОГО СВЧ-ПЕРЕКЛЮЧАТЕЛЯ

Полезная модель относится к технике СВЧ, в частности, к вспомогательным устройствам для коммутации и прерывания, и предназначена для замыкания, прерывания или изменения пути прохождения сигналов в коаксиальных трактах.
Известна конструкция переключателя [Патент US №6856212], где описаны разные конструктивные особенности контактных элементов. Один из вариантов контактных пластин имеет изогнутую цилиндрическую контактную область.
Изогнутые цилиндрические контактные поверхности и плоские контактные области внутренних центральных проводников обеспечивают неполный механический контакт.
Также в данной работе описаны контактные поверхности, имеющие куполообразную поверхность внутренних центральных проводников и каждый из контактных пластин - вогнутую дугообразную контактную область, определяемую удалением части наконечников каждого язычка.
Недостатком данной формы контактных поверхностей является низкая точность расположения подвижных контактных пластин внутри радиочастотных каналов коммутатора, что приводит к ухудшению согласования переключателя.
Еще одним вариантом формы контактных поверхностей является плоская поверхность, и щеточные язычки, имеющие множество пальцеобразных проводников, каждый из которых обеспечивает контактную область. Изгиб кончиков пальцев назад предпочтителен для предотвращения царапин на поверхности внутреннего центрального проводника.
Главным недостатком данной конструкции является малая надежность, обусловленная сложностью конструкции.
Ближайшим аналогом является конструкция релейного коммутационного устройства для коммутации высокочастотных сигналов, состоящего 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 четырех электромагнитных катушек на каждый элемент управляющего стержня, который замыкает контакты коммутирующего устройства.
Техническим результатом полезной модели является создание конструкции составных частей и механизма управления коаксиального СВЧ-переключателя, которая обладает высокой надежностью, низкой частотой отказов и низкими массогабаритными характеристиками.
Технический результат достигается тем, что коаксиальный СВЧ-переключатель содержит СВЧ-часть (корпус, четыре прямоугольных проводника, входные и выходные линии, с центральными внутренними проводниками) и управляющую часть (якорь с пластиной, основание, две катушки, плату телеметрии и внешний разъем). Прямоугольный проводник, имеет форму прямоугольного параллелепипеда, причем контактная часть, которая соприкасается с контактной поверхностью центрального внутреннего проводника, выполнена в виде выступа, схожего по форме со «ступенью», высота и глубина которой соответствует оптимальному согласованию волнового сопротивления на границе прямоугольного проводника и центрального внутреннего проводника. Контактная поверхность центрального внутреннего проводника имеет форму «шляпки». Два прямоугольных проводника обеспечивают прижим сверху к выступам контактных поверхностей центральных внутренних проводников. Другие два прямоугольных проводника обеспечивают прижим снизу к выступам контактных поверхностей центральных внутренних проводников. Прямоугольный проводник, прижатый к центральным внутренним проводникам, служит линией передачи, а прижатый к широкой стенке корпуса прямоугольный проводник служит дополнительным элементом согласования. Движение прямоугольных проводников контролируют толкатели вместе с пружинами, в качестве направляющих прямоугольных проводников используются штифты цилиндрической формы. Прямоугольные проводники выполнены с возможностью перемещения под механическим воздействием якоря с пластиной, установленным на основании, причем якорь с пластиной в фиксированном положении давит на один толкатель с прямоугольным проводником, который обеспечивает прижим сверху к выступам контактных поверхностей центральных внутренних проводников, и на второй толкатель, который обеспечивает прижим снизу прямоугольного проводника к выступам контактных поверхностей центральных внутренних проводников. Через внешний разъем происходит подача управляющих импульсов напряжения на одну из катушек через плату телеметрии, которая регистрирует положения якоря с пластиной. При подаче управляющего напряжения на катушку происходит замыкание разомкнутых и размыкание замкнутых контактов переключателей, обеспечивая тем самым коммутацию сигналов.
Полезная модель поясняется с помощью чертежей: на фиг. 1 представлен вид спереди-сверху СВЧ-части; на фиг. 2 - продольное сечение управляющей части; на фиг. 3 - расположение контактных пластин при фиксированном положении якоря с пластиной.
Предлагаемый способ заключается в том, что коаксиальный СВЧ-переключатель содержит СВЧ-часть (корпус (1), четыре прямоугольных проводника (2), (3), (4), (5), входные и выходные линии (6), с центральными внутренними проводниками (7), (8), (9), (10)) и управляющую часть (якорь с пластиной (17), основание (16), две катушки (15), плату телеметрии (18) и внешний разъем (14)). Прямоугольный проводник имеет форму прямоугольного параллелепипеда. Контактная поверхность центрального внутреннего проводника имеет форму «шляпки». Прямоугольные проводники (2) и (5) (фиг. 1) обеспечивают прижим сверху к выступам контактных поверхностей центральных внутренних проводников (7), (9), (10). Прямоугольные проводники (3) и (4) (фиг. 1) обеспечивают прижим снизу к выступам контактных поверхностей центральных внутренних проводников (7), (8), (9). Прямоугольный проводник, прижатый к центральным внутренним проводникам, служит линией передачи, а прижатый к широкой стенке основания прямоугольный проводник служит дополнительным элементом согласования. Движение прямоугольных проводников контролируют толкатели (11) (фиг. 1), вместе с пружинами (12), в качестве направляющих прямоугольных проводников используются штифты (13) цилиндрической формы. Прямоугольные проводники выполнены с возможностью перемещения под механическим воздействием якоря с пластиной (17) (фиг. 2), установленным на основании (16), причем якорь с пластиной в фиксированном положении давит на один толкатель (11) (фиг. 3) с прямоугольным проводником (5), который обеспечивает прижим сверху к выступам контактных поверхностей центральных внутренних проводников (9), (10), и на второй толкатель с прямоугольным проводником (4), который обеспечивает прижим снизу к выступам контактных поверхностей центральных внутренних проводников. Через внешний разъем (14) (фиг. 2) происходит подача управляющих импульсов напряжения на одну из катушек (15) через плату телеметрии (18), которая регистрирует положения якоря с пластиной. Исходя из вышесказанного можно утверждать, что данная полезная модель обеспечивает высокую надежность, низкую частоту отказов и низкие массогабаритные характеристики.
Позициями на чертежах обозначены:
1 - корпус;
2, 3, 4, 5 - прямоугольные проводники;
6 - входные и выходные линии;
7, 8, 9, 10 - центральные внутренние проводники;
11 - толкатели;
12 - пружины;
13 - штифты;
14 - внешний разъем;
15 - две катушки;
16 - основание;
17 - якорь с пластиной;
18 - плата телеметрии.
Источники информации
1. Патент US 6650210, МПК: Н01Р 51/30, опубликован 18.11.2003 г.
2. Патент US 6856212, МПК: Н01Р 1/10, опубликован 15.02.2005 г.