射頻同軸開關射頻補償結構的制作方法
【專利摘要】一個射頻同軸開關具有至少一對同軸連接器和一個推桿組件，同軸連接器和推桿組件中具有射頻補償結構以使優化射頻通道的射頻特性及開關的機械穩定性。
【專利說明】
射頻同軸開關射頻補償結構
[0001]【技術領域】
本發明涉及用于高(射)頻同軸開關射頻補償結構。
[0002]【【背景技術】】
同軸射頻開關是特殊類型的機電繼電器(或開關)，其作用是接通或切斷輸入端子間的射頻(RF)信號。通常一個同軸射頻開關利用推桿推動一片內導體，同時接觸一對同軸導體頭并接接通該同軸導體之間的信號通道。常見的設計是把軟磁性搖搖板放在一對電磁鐵下推動推桿進行開關操作。由于需要接通高頻信號，同軸高頻開關的高頻通道需要有恰當的設計以到達阻抗匹配和連續性。由于高頻通道常常由不同的部件組成，這使得高頻通道的復雜性增加，因此要同時達到寬頻帶(如0-40GHZ或更高)較為理想的參數(如駐波，插損和隔離度等)，在通道的某些部位需要做特殊的補償設計。本發明公開這方面的幾種補償設計結構。
[0003]【
【發明內容】
】
一個射頻同軸開關具有一對同軸連接器和一個推桿組件，同軸連接器和推桿組件中具有射頻補償結構以使優化射頻通道的射頻特性及開關的機械穩定性。
[0004]【【附圖說明】】
本發明上述及其它的特性及優點在以下用例子及附圖作出詳細說明，其中所用相同的標號將指相同的部件；
圖1是一種常見同軸高頻開關的剖視圖；
圖2是本發明具有特殊補償結構的高頻同軸開關實施例的剖視圖及細節圖；
圖3是本發明高頻同軸開關的具有另一種特殊補償結構實施例的推桿組件剖視圖及細節及三維圖；
圖4是本發明高頻同軸開關的具有另一種特殊補償結構實施例的推桿組件剖視、細節及三維圖；
圖5是本發明高頻同軸開關的具有另一種特殊補償結構實施例的推桿組件剖視、細節及三維圖。
[0005]【【具體實施方式】】
本說明書所用的某些實施例，只是本發明的一些例子，而沒有任何意圖從任何方面限制本發明的范圍。為了簡明起見，一些普通的電子制造及其它系統方面(制系統零部件)的說明未必詳細。而且，本說明書常用電力及電子方面的例子來描述本發明，應被理解，很多其他制造方法可以被用來制作本高頻同軸開關。而本說明書描述的方法，還可以被應用到單刀多擲、多刀多擲同軸開關中；
本說明書所用的空間安排及尺寸說明只是為了示意而已，具體的高頻補償結構可以有多種空間位置及取向安排，這些結構還可以適當方式相連并形成陣列；
圖1是一種常見的同軸高頻開關剖面圖。如圖1所示，同軸高頻開關100包括一對線圈組件10和20、銜鐵組件30、永磁體40、額鐵80、推桿組件50和60、空腔70以及同軸連接器組件110、120和130 ； 線圈組件分別由繞在線圈骨架上的線圈12及鐵芯11組成。銜鐵組件30包含軟磁性銜鐵31、彈片32和轉軸33。推桿組件50和60包含推桿51、反力彈簧52和內導體片53。空腔為下腔體71和蓋板72組合所形成的一個封閉空間。同軸連接器110，120和130包含內導體芯111、絕緣子112和外殼113 ；
如圖1所示當銜鐵31被鐵芯11吸引而順時針旋轉時，彈片32的右端推動推桿組件50向下移動并使內導體片53同時接觸連接器110和120的內導體芯111，從而使射頻信號能夠從連接器110的輸入端傳遞到連接器120的輸出端(或反向傳輸)。此時左端推桿組件60被其反力彈簧52往上推起帶動左端內導體片53移到空腔頂部，同軸連接器110到130的射頻通道斷開；
正如前面提到的，射頻通道在接通時需要阻抗匹配連續，而通道的結構復雜性使的在寬頻帶(如0-40GHZ)實現該目的較為困難，因此需要有特殊合理的補償結構以達到寬頻帶理想的射頻特性(如駐波和插損等)。本發明公開幾種射頻同軸開關的特殊補償結構；
圖2是本發明同軸高頻開關的剖面圖。如圖2所示，同軸高頻開關200包括一對線圈組件10和20、銜鐵組件30、永磁體40、額鐵80、推桿組件250和260、空腔70以及同軸連接器組件210、220和230 ；
推桿組件250和260包含推桿251、反力彈簧52和內導體片53。推桿251由絕緣材料制成，所述絕緣材料包括但不局限如下種類:聚碳酸酯【PC】、液晶聚合物【LCP】、聚醚酰亞胺【PEI】、聚酰胺【Nilon】、聚四氟乙烯【Teflon】等各類工程塑料，其介電常數可在1.1至100之間，甚至更高。內導體片53由具有彈性的金屬片制成，其表面覆蓋貴金屬(如金、銀或其他合金)。反力彈簧52由不銹鋼或其他具有彈性的材料制成。反力彈簧52也可以做成反力彈片形式，其作用是使推桿組件在沒有外力作用下回復原位。推桿251下端通過內導體片53中的開孔后熱熔形成一個夾層夾住內導體片53、并使內導體片53可以隨推桿251上下移動。本發明實施例中推桿251位于內導體片53的上方有一個階梯結構，其體征在于推桿的直徑從小變大，中間有一個斜角過渡連接，從而使推桿251接觸內導體片53的部分直徑相對較小，而上部直徑相對較大，達到射頻阻抗補償及指標優化，同時不妨礙推桿251在蓋板72對應通孔中上下運動的自由度。推桿組件261與251有相同的結構；
連接器組件210包含內導體芯211、上絕緣子212，外殼213和下絕緣子214。內導體芯211由金屬材料(如銅或銅合金等)制成，其表面覆蓋貴金屬(如金、銀等或其合金材料)材料；外殼213由金屬材料(如不銹鋼、銅或銅合金等)制成；上絕緣子212和下絕緣子214由絕緣材料(如:聚碳酸酯【PC】、液晶聚合物【LCP】、聚醚酰亞胺【PEI】、聚酰胺【Nilon】、聚四氟乙烯【Teflon】等各類工程塑料或陶瓷及玻璃等絕緣材料)組成，其介電常數可在1.1至100之間，甚至更高。上絕緣子212與下絕緣子214可以用相同的材料制成，也可以用不同的材料制成。上絕緣子212與下絕緣子214可以具有相同的結構尺寸，也可以具有不同的結構尺寸。在內導體芯211中對應上絕緣子212和下絕緣子214的部位有相應的凹槽以便絕緣子能夠卡進凹槽中并起到支撐內導體芯211的作用；另外對應的凹槽深度和高度、絕緣子的形狀、尺寸及其介電常數等參數經過優化以到達整個通道射頻的最佳效果。絕緣子212中的通孔(所示6個)及端面凹陷部分均為射頻阻抗補償及射頻參數優化而設計形成的。通孔也可開為半通孔，其大小和個數(如O至6個或以上)可根據具體優化設計而定，開孔可以導體芯211的中心軸均勾分布，也可以非均勾分布； 如圖2所示的同軸開關200中，當銜鐵31左端被鐵芯11吸引而順時針旋轉時，彈片32的右端推動推桿組件250向下移動并使內導體片53同時接觸連接器210和220的內導體芯211，從而使射頻信號能夠從連接器210的輸入端傳遞到連接器220的輸出端(或反向傳輸)。此時左端推桿組件260被其反力彈簧52往上推起帶動左端內導體片53移到空腔頂部，同軸連接器210到230的射頻通道斷開。反之，當銜鐵31右端被鐵芯21吸引而逆時針旋轉時，相應的推桿組件會作與上述相反的運動并使210至220的射頻通道斷開，并使210至230的射頻通道接通；
圖3是本發明同軸高頻開關中推桿組件另一實施例的剖面圖。如圖3所示，推桿組件350包含推桿351、反力彈簧52 (未顯示)和內導體片53。推桿351由上述絕緣材料組成，其介電常數可在1.1至100之間，甚至更高。內導體片53由具有彈性的金屬片制成。推桿351下端通過內導體片53中的開孔后熱熔形成一個夾層夾住內導體片53、并使內導體片53可以隨推桿351上下移動。本發明實施例中推桿351位于內導體片53的上方有一個過渡結構，其體征在于推桿的直徑從小變大，中間有一個圓角過渡連接，從而使推桿351接觸內導體片53的部分直徑相對較小，而上部直徑相對較大，達到射頻阻抗補償及指標優化，同時不妨礙推桿351在蓋板72對應通孔中上下運動的自由度；
圖4是本發明同軸射頻開關中推桿組件另一實施例的剖面圖。如圖4所示，推桿組件450包含推桿451、反力彈簧52 (未顯示)和內導體片53。推桿451由上述絕緣材料組成，其介電常數可在1.1至100之間，甚至更高。內導體片53由具有彈性的金屬片制成，其表面覆蓋貴金屬(如金、銀或其他合金)。推桿451下端通過內導體片53中的開孔后熱熔形成一個夾層夾住內導體片53、并使內導體片53可以隨推桿451上下移動。本發明實施例中推桿451位于內導體片53的上方有一個階梯結構(階梯具有小倒角)，其體征在于推桿的直徑從小變大，從而使推桿451接觸內導體片53的部分直徑相對較小，而上部直徑相對較大，達到射頻阻抗補償及指標優化，同時不妨礙推桿451在蓋板72對應通孔中上下運動的自由度；
圖5是本發明同軸射頻開關中推桿組件另一實施例的剖面圖。如圖5所示，推桿組件550包含推桿551、反力彈簧52 (未顯示)和內導體片53。推桿551由上述絕緣材料組成，其介電常數可在1.1至100之間，甚至更高。內導體片53由具有彈性的金屬片制成，其表面覆蓋貴金屬(如金、銀或其他合金)。推桿551下端通過內導體片53中的開孔后熱熔形成一個夾層夾住內導體片53、并使內導體片53可以隨推桿551上下移動。本發明實施例中推桿551位于內導體片53的上方有一個凹槽結構，其體征在于推桿的凹槽部分直徑小于其鄰近部分的直徑，達到射頻阻抗補償及指標優化，同時不妨礙推桿551在蓋板72對應通孔中上下運動的自由度；
應被理解還有許多其它可能的設計和方法來制作本同軸射頻開關，其制作細節在此省略；
應被理解在不脫離本發明范疇下，還有許多其它可能實施型以及不同材料的選擇與組合，同樣也有很多不同結構或幾何尺寸可被用在本同軸開關里；
在本發明的權利要求里，相關的結構、材料、操作和同等的元件將意味包括能夠達到所需功能的任何結構、材料或操作，并可與其它要求里的元件相結合。另外在方法要求里的步驟可以任意次序進行。本發明的范圍應取決于以下的權利要求及其法律同類型，而不應受到上述例子的限制。
【主權項】
1.一個具有下列部件的射頻同軸開關: 一個射頻通道； 一對位于射頻通道兩端的同軸連接器； 一個推桿組件，所述推桿組件包含一個推桿、一個內導體芯和一個反力彈簧，推桿下端有一個夾層用以夾住內導體芯并使內導體芯能隨推桿上下運動；所述推桿在其位于內導體片上方具有一個階梯結構，其體征在于所述推桿的直徑從小變大，從而使所述推桿接觸內導體片的部分直徑相對較小，而上部直徑相對較大； 當所述推桿帶動所述內導體芯在所述射頻通道中向下運動時，所述內導體芯連接所述同軸連接器，并使該射頻通道連通；而當所述推桿帶動所述內導體芯在所述射頻通道中向上運動時，所述內導體芯離開所述同軸連接器，并使該射頻通道斷開。2.根據權利要求1所述的一個射頻同軸開關，其特征在于所述推桿的所述階梯結構由一個斜角過渡形成。3.根據權利要求1所述的一個射頻同軸開關，其特征在于所述推桿的所述階梯結構由一個園角過渡形成。4.根據權利要求1所述的一個射頻同軸開關，其特征在于所述推桿由絕緣材料制成。5.根據權利要求1所述的一個射頻同軸開關，其特征在于所述推桿由塑料制成。6.一個具有下列部件的射頻同軸開關: 一個射頻通道； 一個推桿組件，所述推桿組件包含一個推桿、一個內導體芯和一個反力彈簧，推桿下端有一個夾層用以夾住內導體芯并使內導體芯能隨推桿上下運動； 一對位于射頻通道兩端的同軸連接器，所述同軸連接器包含一個內導體芯、上絕緣子、下絕緣子和外殼； 當所述推桿帶動所述內導體芯在所述射頻通道中向下運動時，所述內導體芯連接所述同軸連接器，并使該射頻通道連通；而當所述推桿帶動所述內導體芯在所述射頻通道中向上運動時，所述內導體芯離開所述同軸連接器，并使該射頻通道斷開。7.根據權利要求6所述的一個射頻同軸開關，其特征在于所述同軸連接器中所述上絕緣子和下絕緣子由絕緣材料制成。8.根據權利要求7所述的一個射頻同軸開關，其特征在于所述同軸連接器中所述上絕緣子和下絕緣子的絕緣材料相對介電常數在1.1至10之間。9.根據權利要求7所述的一個射頻同軸開關，其特征在于所述同軸連接器中所述上絕緣子的絕緣材料由以下材料之一制成:聚碳酸酯【PC】、液晶聚合物【LCP】、玻璃、聚醚酰亞胺【PEI】、陶瓷、聚酰胺【Nilon】、聚四氟乙烯【Teflon】。10.根據權利要求7所述的一個射頻同軸開關，其特征在于所述同軸連接器中所述下絕緣子的絕緣材料由以下材料之一制成:聚碳酸酯【PC】、液晶聚合物【LCP】、玻璃、聚醚酰亞胺【PEI】、陶瓷、聚酰胺【Nilon】、聚四氟乙烯【Teflon】。11.根據權利要求6所述的一個射頻同軸開關，其特征在于所述同軸連接器中所述上絕緣子具有通孔補償結構。12.根據權利要求6所述的一個射頻同軸開關，其特征在于所述同軸連接器中所述上絕緣子具6個通孔補償結構。13.根據權利要求6所述的一個射頻同軸開關，其特征在于所述同軸連接器中所述上絕緣子的端面具有凹陷補償結構。14.根據權利要求13所述的一個射頻同軸開關，其特征在于所述同軸連接器中所述上絕緣子具6個通孔補償結構。15.根據權利要求6所述的一個射頻同軸開關，其特征在于所述同軸連接器為2.92毫米(K-型)同軸連接器。16.根據權利要求6所述的一個射頻同軸開關，其特征在于所述同軸連接器外殼主體內徑為2.92毫米。17.根據權利要求6所述的一個射頻同軸開關，其特征在于所述推桿在其位于內導體片上方具有一個階梯結構，其體征在于所述推桿的直徑從小變大，從而使所述推桿接觸內導體片的部分直徑相對較小，而上部直徑相對較大。18.一個具有下列部件的射頻同軸開關: 一個射頻通道； 一對位于射頻通道兩端的同軸連接器； 一個推桿組件，所述推桿組件包含一個推桿、一個內導體芯和一個反力彈簧，推桿下端有一個夾層用以夾住內導體芯并使內導體芯能隨推桿上下運動；所述推桿在其位于內導體片上方具有一個凹槽結構，其體征在于所述推桿的直徑在凹槽部分小于其鄰近部分； 當所述推桿帶動所述內導體芯在所述射頻通道中向下運動時，所述內導體芯連接所述同軸連接器，并使該射頻通道連通；而當所述推桿帶動所述內導體芯在所述射頻通道中向上運動時，所述內導體芯離開所述同軸連接器，并使該射頻通道斷開。19.根據權利要求18所述的一個射頻同軸開關，其特征在于所述同軸連接器包含一個內導體芯、上絕緣子、下絕緣子和外殼。20.根據權利要求19所述的一個射頻同軸開關，其特征在于所述同軸連接器為2.92毫米(K-型)同軸連接器。
【文檔編號】H01P1/11GK105990626SQ201510055002
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2015年2月3日
【發明人】不公告發明人
【申請人】蘇州磁明科技有限公司