[发明专利]用于低无源互调连接的旋转开关

说明书

一种低无源互调(PIM)RF旋转开关，包括连接到固定垫的多个中心导体、由可旋转垫桥接部连接的至少两个可旋转垫。根据切换状态，至少两个固定垫紧邻至少两个可旋转垫，从而经由固定垫和可旋转垫在中心导体之间产生RF信号连接。

技术领域

本发明涉及一种用于切换同轴线的低无源互调射频旋转开关。这种开关可以用在测试设备中，该测试设备优选用于互调测量。

背景技术

为了在RF(射频)设备中执行测试和测量，通常需要切换各个同轴线。

US4967174A公开了一种旋转同轴开关。该开关在旋转之前提起切换电路。这允许在执行交换之后增加接触力。在这种开关中，无源互调随着接触力的增加而降低。不幸的是，存在接触力的机械极限，因此限制了无源互调的降低。此外，随着触头的磨损，互调增加。因此，该开关具有有限的寿命。

EP3048664A1公开了一种同轴旋转开关，该同轴旋转开关具有用于低无源互调连接的电容耦合触头。

发明内容

本发明要解决的问题是提供一种用于切换同轴线的RF开关，其提供了非常低的无源互调(PIM)。此外，该开关应需要较低的维护成本，并且应具有延长的寿命。

在独立权利要求中描述了该问题的解决方案。从属权利要求涉及本发明的进一步改进。

在第一实施例中，低无源互调(PIM)开关包括可以以预定方式通过交换元件连接的四个端口。切换元件绕旋转轴线旋转并且与固定的耦合元件相互作用，从而形成电容耦合开关。电容耦合开关不具有任何机械或电流触头，因此不会产生RF信号的任何无源互调。在可选的实施例中，切换元件可以优选地通过线性移动在交替的位置之间移动。基本的切换功能不依赖于特定的移动。因此，开关可以基于垫的线性或任何其他种类的位移。在这样的实施例中，与旋转或可旋转有关的所有术语应意味着移动或可移动。

在优选的实施例中，开关是用于交替地连接四个端口的可旋转开关。端口具有RF连接器，RF连接器优选地连接到任何类型的测试设备，诸如网络分析仪、负载或任何其他装置。如果同轴连接器也是低PIM连接器，则是进一步优选的。同轴连接器经由同轴中心导体连接到至少一个固定垫，以电容性耦合RF信号。优选地，中心导体可以包括实心或空心金属管或棒。在另一实施例中，它们还可以是诸如印刷电路板的介电载体上的诸如带状线的结构。优选地，有两个垫连接到每个中心导体。在可旋转部分处，存在与至少一个固定垫界面接合的至少一个可旋转垫。进一步优选的是具有两个固定垫，最优选地一个固定垫位于可旋转垫上方，并且第二固定垫位于可旋转垫下方。如果两个可旋转垫通过桥接部连接，则是进一步优选的。桥接部优选地在垫之间提供电性和机械连接，并且最优选地被机械地连接到用于引导桥接部或使桥接部与垫一起旋转的轴。来自第一同轴连接器的RF信号经由第一中心导体耦合到至少第一固定垫。信号从固定垫耦合到可旋转垫，桥接部将信号从可旋转垫引导到第二可旋转垫，以将信号耦合到至少一个第二固定垫，并经由第二中心导体耦合到第二同轴连接器。在第一实施例中，存在四个端口，每个端口具有同轴连接器，中心导体和至少一个、优选两个固定垫。转子具有两组可旋转垫，而第一可旋转垫经由第一桥接部耦合到第二可旋转垫，并且第三可旋转垫经由第二桥接部耦合到第四可旋转垫。

尽管可旋转垫可以连续地旋转，但是在某些位置，至少一个可旋转垫与至少一个固定垫重叠，并且优选地以对中的方式重叠，使得重叠表面被最大化。在最大重叠处，存在最高的耦合电容，因此在固定垫和可旋转垫之间存在最佳耦合。在上述实施例中，具有四个端口，该四个端口带有四个固定垫和四个可旋转垫，存在具有垫的最大重叠的四个离散位置。在一个优选的实施例中，固定垫和可旋转垫围绕转子的旋转轴线为中心以90°角布置。因此，用于最大耦合的四个离散位置彼此相距90°。

在另一优选的实施例中，至少一个可移动垫和/或至少一个垫桥接部是可移动的和/或可移位的。最优选地，至少一个可移动垫和/或至少一个垫桥接部可平行于由垫限定的平面移位或可以从由垫限定的平面倾斜。优选地，垫桥接部具有两个端部，每个端部都保持可移动垫。