[發明專利]一種微波機械開關的在線性能檢測和性能恢復裝置及其實現方法

在審

• 申請號: 201710138142.8
• 申請日: 2017-03-09
• 公開（公告）號: CN107064788A
• 公開（公告）日: 2017-08-18
• 發明（設計）人: 孫小航;李益兵;呂繼
• 申請（專利權）人: 南京恒電電子有限公司
• 主分類號: G01R31/327
• 分類號: G01R31/327
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司32206
• 代理人: 顧進

技術領域

本發明涉及微波機械開關應用技術領域，具體地說是涉及一種微波機械開關的在線性能檢測和性能恢復裝置及其實現方法，以保證微波機械開關的微波電性能在其應用產品中的高可靠性實現。

背景技術

微波開關具有開通時能獲得接近短路、關斷時能獲得開路的特點，具有射頻功率損耗小、隔離度高、開關切換速度快、體積和重量小等特點，所以微波開關在微波控制電路設計中應用十分廣泛?，F代的微波控制電路主要應用半導體電子器件設計實現，雖然與機械類電子器件相比較，半導體電子器件具有集成度高和高可靠性的顯著優點，但是機械類電子器件在特殊的場合仍然有著不可替代的獨特優點。

微波機械開關是通過電磁吸合、釋放機械接觸的原理，控制微波信號的開通和關斷，一般是通過電磁吸合金屬簧片選擇連通微波信號的輸入和輸出，可以有單刀單擲、單刀多擲、多刀多擲等形式。微波機械開關的每一擲都有一套機械接觸的裝置，包括金屬簧片和微波信號輸入、輸出接觸點，金屬簧片一般通過非金屬連桿裝置連接到電磁吸合裝置上，電磁吸合裝置由驅動電路控制，驅動電路可以將控制邏輯信號，如TTL控制信號，轉換成驅動電磁吸合裝置的驅動電流。直接影響微波機械開關的微波電性能的關鍵部位是金屬簧片和微波信號輸入、輸出接觸點之間的接觸狀態。雖然作為微波控制器件的微波機械開關具有插入損耗小、隔離度高以及承受功率大等優點，然其在工作穩定性和可靠性方面存在問題，具體表現為其機械接觸與電接觸并不完全等同，當電磁吸合使金屬簧片和微波信號輸入、輸出接觸點之間產生機械接觸，但并不能保證接觸點之間的電接觸良好，沒有良好的電接觸，微波機械開關導通狀態的微波電性能就不正常，表現在電性能指標的惡化，如幅頻特性方面插入損耗變大，相頻特性方面與電接觸良好狀態下的相對相位發生變化，并且變化量不穩定，這就影響微波信號通道的電性能。尤其在多信號通道間有一致性要求的情況下，無法滿足多通道幅頻特性一致性，相頻特性一致性的要求，甚至影響到整個應用產品系統的正常工作。因此，如何在利用微波機械開關優點的同時，提高其工作穩定性和可靠性是一個需要研究的重要課題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種微波機械開關的在線性能檢測和性能恢復裝置及其實現方法，通過該方法可在線對微波控制電路系統中的微波機械開關進行機械接觸是否電接觸導通的檢測判別，并在電接觸不通的情況下，自動重置微波機械開關的控制狀態，以在線恢復其機械接觸的電接觸導通，從而保證微波機械開關的微波電性能（主要是指插入損耗的幅頻特性和相頻特性以及駐波）；實現該方法的裝置整體結構設計巧妙，易于實現，與微波控制電路的隔離性能好，操作方便。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案為，一種微波機械開關的在線性能檢測和性能恢復裝置，所述裝置與微波控制電路系統相連接，所述微波控制電路系統包括微波機械開關和機械開關驅動電路，所述機械開關驅動電路與設置在微波機械開關內部的控制信號通路相連接，所述微波機械開關上設有微波開關公共端和微波開關分支端；所述裝置包括直流偏置電路、直流耦合電路、直流檢測比較電路和程序判別控制電路，所述直流耦合電路與微波機械開關的微波開關公共端和微波開關分支端相連接，所述直流偏置電路連接在與微波開關公共端相連的直流耦合電路以及與微波開關分支端相連的直流耦合電路之間，所述直流檢測比較電路與設置在微波開關分支端的直流耦合電路相連接，所述程序判別控制電路分別與直流檢測比較電路和機械開關驅動電路相連接。

作為本發明的一種改進， 所述微波機械開關的微波開關公共端和微波開關分支端上均連接有隔直電容，所述隔直電容均設置在直流耦合電路的輸入端，加入隔直電容的目的是讓微波信號能夠通過，而不讓直流耦合電路內部的直流信號流出。

作為本發明的一種改進， 所述直流耦合電路采用電感器實現，通過電感器對微波信號的扼流作用，能夠隔離直流檢測電路對微波信號通路的影響，而讓直流信號順利通過。

作為本發明的一種改進， 所述直流檢測比較電路包括電壓比較器，所述電壓比較器的同相輸入端通過第一電阻和RC電路連接電源VCC，電壓比較器的反向輸入端通過第二電阻連接一個參考電壓VREF，電壓比較器的VCC端連接電源VCC，電壓比較器的GND端直接接地，電壓比較器的輸出端連接程序判別控制電路的信號輸入端。