[发明专利]一种采用符合介质支撑的高性能带状传输线

说明书

技术领域

本发明涉及一种微波开关，特别涉及一种采用符合介质支撑的高性能带状传输线。

背景技术

射频机械开关作为微波通信及自动测试系统的射频通路切换元件，用于实现测试及通信通道的受控切换。这类机械开关内部通常采用带状传输线来实现不同微波通路的信号切换，带状传输线由矩形截面外导体和片状中心导体构成。中心导体在外导体内部沿对称中心可自由平移运动，便于实现与同轴连接器内导体的接触或分离，从而达到切换微波通路的目的。无论中心导体沿对称中心的自由平移运动，还是保持中心导体与矩形外导体对称中心重合，都需要在中心导体上安装特定的非金属支撑结构来实现，中心导体依靠特定的非金属支撑结构安装在外导体的中心位置，而支撑结构的引入对带状传输线的微波传输特性带来极大影响，且非金属支撑构建所使用材料的介电常数和介质损耗越大，带状传输线的阻抗失配就越严重。同时支撑结构还是构成驱动中心导体运动的驱动机构的重要组成部分，支撑结构的耐磨性、机械强度等是影响机械开关寿命的重要因素，但往往机械性能越好的非金属材料，介电常数和介质损耗也越高，这就造成了带状传输线的机械性能和微波特性难以兼顾。

现有带状传输线支撑结构采用单一介质材料通过热铆、胶接等方式与中心导体固定在一起。根据上文所述，为兼顾微波传输特性及机械寿命，目前支撑结构选用的介质材料既有一定的耐磨性和机械强度又具有较低的介电常数和介质损耗。但这两方面的材料特性都不能达到理想性能。同时这种材料还存在热膨胀系数较大的缺点，因此必须增大支撑结构与矩形外导体侧壁的配合间隙才能保证顺畅运动，这又导致支撑结构对中心导体的支撑精度不高，不能满足毫米波频段对中心导体位置精度的要求，因此现有方案带状传输线只用于工作频率、微波特性和机械寿命要求不高的应用场合。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供了一种采用符合介质支撑的高性能带状传输线，解决现有带状传输线支撑结构强度、耐磨性等机械性能与微波传输特性难以兼顾的问题，实现带状传输线同时具有良好的机械性能及微波传输特性。

本发明的技术方案是：本发明采用的支撑结构由上下两部分构成，中心导体下方的支撑结构(导杆)用来传递外部驱动力，并保持中心导体位置精度；中心导体上方的支撑结构(帽)与导杆及中心导体胶接，从而将中心导体固定在导杆上。帽可以采用多种结构形式。本发明中，导杆与帽分别采用不同的非金属材料，导杆采用机械强度、耐磨性及温度稳定性极好的耐高温塑料构成，如PEEK、PEI、PAI等，帽采用低介电常数和介质损耗的介质材料构成，如PTFE、PS等，这样由两种介质材料共同构成的复合介质支撑结构既保持了良好的机械性能、提高了配合精度，又降低了介电常数和介质损耗，使带状传输线同时实现了良好的微波传输特性和极高机械寿命。

本发明与现有技术相比的技术效果是：

(1)现有带状传输线技术方案的主要缺点是因支撑结构材料限制，无法同时满足良好的微波匹配和较高的机械寿命。

(2)本发明与现有技术相比可明显提高带状传输线的微波传输特性和机械寿命。

本发明的关键点和保护点为：(1)采用由不同材料构成的分体支撑结构，通过胶接成为复合介质支撑；(2)带状传分体支撑结构由两类材料构成，一类是低介电常数、损耗介质材料；另一类是高耐磨、高强度、低膨胀系数的耐高温塑料材料。

附图说明

图1是本发明的技术方案图；

图2是本发明的组成结构示意图；

图3是本发明的组成结构示意图；

图4是现有带状传输线技术方案图；

图5是支撑结构截面图。

具体实施方式

如图1、2、3所示，本发明提供了一种采用符合介质支撑的高性能带状传输线，主要体现在1帽(1)、2导杆、5片状中心导体、6帽(2)、13导杆(3)。

如图1所示，1帽采用低介电常数、低介质损耗介质材料；2导杆采用高机械强度、耐磨性及温度稳定性塑料；3帽与导杆及片状中心导体胶接固定；4配合间隙减小；6帽(2)采用低介电常数、低介质损耗介质材料。

如图2所示，2导杆穿过5片状中心导体与1帽胶接固定；

如图3所示，另一种结构形式的13导杆(3)采用高机械强度、耐磨性及温度稳定性塑料穿过5片状中心导体与6帽(2)胶接固定；

如图4所示，7为同轴连接器内导体；8导杆(2)为单一材料支撑结构；9表示热膨胀配合间隙；10为矩形截面外导体；11表示热铆或胶接；12为对称中心。

本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。