[实用新型]一种矩阵一体化集成装置

说明书

本实用新型公开了一种矩阵一体化集成装置，为多层结构，在表层PCB基板上布置FPGA控制模块和信号处理模块，中间层设置若干基板地层和若干水平错位布置的带状线功分器，水平错位的带状线功分器与基板地层交错布置；带状线功分器内埋在PCB基板内，所述带状线功分器与其两侧均设有的介质和金属地板一起构成一个叠压单元，且介质布置在内侧，金属地板布置在外侧。本实用新型减少了功分器与开关间的转换金属接头，极大程度地减小了该集成开关装置的尺寸，改善了矩阵开关的性能，更便于焊接装备，成本很低，具有很强的实用价值，可操作性强。

技术领域

本实用新型涉及通信射频技术领域，尤其涉及一种利用PCB内嵌多路功分器的全交换矩阵一体化集成装置。

背景技术

射频矩阵开关全矩阵主要实现多天线与多接收机间的转换，通过控制电路开启与闭合，将多路输入设备传输的微波信号有选择性地传输到不同的输出设备上，实现点对多点的全交换传输。

全矩阵主要由功分器和开关两部分实现，其性能好坏将直接影响信号传输的性能指标。

在传统的矩阵开关中，N个1分N模块的N*N端口与另外的N个 1分N模块的N*N端口射频隔离匹配互联。一个N*N射频端矩阵的任意单元ij与其转置矩阵的任意单元ji的实现射频隔离匹配互联，如图1所示。盲插接头对插困难，装配难度较大，且在具有不定公差的情况下极易损坏。因此，这种结构开关矩阵对工艺制造的精确度有极高的要求，也就导致了此开关矩阵的成本较高。

近年来出现的M×N全交换矩阵开关，将一份N功分器、一份M 开关设计为独立模块，外端通过接头盲插或电缆实现射频隔离匹配互联，该方式用到大量的金属腔体、大量的接头导致整个全矩阵的体积大、价格高、生产装配复杂。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，提供一种矩阵一体化集成装置。矩阵开关的特点是射频信号可以通过N个输入端，任意且等同的传输到N个输出端上，也就是，可以在任意时刻从 N个输出端接收到N个输入端中任意端口的信号。

本实用新型采用如下技术方案：

一种矩阵一体化集成装置，为多层结构，在表层PCB基板上布置 FPGA控制模块和信号处理模块，中间层设置若干基板地层和若干水平错位布置的带状线功分器，水平错位的带状线功分器与基板地层交错布置；

带状线功分器内埋在PCB基板内，所述带状线功分器与其两侧均设有的介质和金属地板一起构成一个叠压单元，且介质布置在内侧，金属地板布置在外侧；

在一个叠压单元内，带状线两侧的介质中，沿带状线两侧等间距地布置大量通孔，所有通孔与两侧的金属地板相连，并共同形成独立新型介质微型隔离腔体，将该腔体内带状线功分器单独隔离；

多个叠压单元水平错位布置，相邻叠压单元金属地板贴合相连，并利用在该金属地板中设置的埋孔叠压在一起，构成多层水平错位带状线功分器叠压成型结构。

表层PCB基板，具有机械金属腔体，用于将各通道的链路元件隔离分腔；

输入/输出口采用同轴线从外腔体表面连接至表层PCB基板各通道的微带线上；

中间层内，带状线通过盲孔与射频开关、电源开关相连，盲孔为布置在各射频开关、电源开关附近的焊盘中的盘中孔；

带状线上连接适当阻抗和长度特征的四分之一阻抗变换器，使所有带状线反射叠加结果为零。

带状线在四分之一波长线处由金属化过孔连接至表层PCB基板上归一化电阻。

所述中间内信号处理模块包括对信号进行稳压、放大、滤波、衰减的模块以及对各通道射频开关、程控衰减的控制模块、电源的开关以及外部SPI通信传输模块。