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CN1113364A - 使用多层带状线和针二极管开关元件的微波交叉点堵塞开关矩阵和组件 - Google Patents

使用多层带状线和针二极管开关元件的微波交叉点堵塞开关矩阵和组件 Download PDF

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CN1113364A
CN1113364A CN95106104A CN95106104A CN1113364A CN 1113364 A CN1113364 A CN 1113364A CN 95106104 A CN95106104 A CN 95106104A CN 95106104 A CN95106104 A CN 95106104A CN 1113364 A CN1113364 A CN 1113364A
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CN
China
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transmission line
microwave
crosspoint
diode
input
Prior art date
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Pending
Application number
CN95106104A
Other languages
English (en)
Inventor
J·A·皮尔罗
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AIL Systems Inc
Original Assignee
AIL Systems Inc
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01PWAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00Auxiliary devices
    • H01P1/10Auxiliary devices for switching or interrupting
    • H01P1/15Auxiliary devices for switching or interrupting by semiconductor devices

Landscapes

  • Waveguide Switches, Polarizers, And Phase Shifters (AREA)
  • Use Of Switch Circuits For Exchanges And Methods Of Control Of Multiplex Exchanges (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)

Abstract

使用多层带状线和针二极管开关元件的微波交 叉点堵塞开关矩阵和组件用于有选择地将输入传输 线(2)和输出传输线(4)电耦合和去耦,而无需切断传 输线和插入一串联开关。微波交叉点堵塞开关矩阵 组件在各交叉点(8)使用针二极管阵列(6)与输入和 输出传输线相连。为了指定信号从特定的输入线至 所选的输出线的路线,驱动位于输入/输出传输线交 叉点的针二极管阵列,和第一传输线在离交叉点四分 之一波长处被短路,从而理论上在互连点反映无穷大 阻抗。

Description

本发明涉及用于确定电信号传输路线的开关,尤其是涉及用于在电子电路组件内确定电信号从输入传输线传输至若干输出传输线之一的路线的堵塞开关矩阵。
在电子工业中众所周知堵塞开关矩阵,本堵塞开关矩阵按照二个方案构成。第一方案利用运用混合微波集成电路(HMIC)技术制造和组装的传输线,方向耦合器和固态开关的正交三维结构。第二方案利用单片微波集成电路(MMIC)技术,其中运用半导体处理工艺在多层衬底(芯片)上集成交叉的,无横断的传输线,互连和开关元件。
利用MMIC技术制造的开关器件优于依照HMIC技术制造的开关,因为MMIC开关尺寸较小,由于较少焊接互连而可靠性改善。然而,HMIC和MMIC技术两者均有不利之处。尤其是,HMIC技术生产的组件因为有大量焊接互连而体积大,可靠性差。此外,运用HMIC技术生产的开关矩阵由于组装需要大量手工劳动而使生产成本较高。MMIC技术因其固有电路的复杂性,即使对于低阶开关矩阵,芯片尺寸也非常大,引起芯片合格率低和因此芯片成本高,这是不实用的。最后,两种技术均需要输入和输出传输线的编接,以供或者HMIC或者MMIC开关器件的插入,这会增加为生产这种器件所需要的时间和成本。
本发明的一个目的是提供使用屏蔽带传输线的堵塞开关矩阵和组件。
本发明的另一个目的是提供克服已知堵塞开关矩阵的固有缺点的堵塞开关矩阵和堵塞开关矩阵组件。
依照本发明的一个形式,微波交叉点堵塞开关矩阵组件件包括至少若干输入微波传输线,若干输出微波传输线和若干针二极管阵列。该微波交叉点堵塞开关矩阵组件能将具有特定波长(λ)或波长范围的输入信号从特定的输入传输线传输至所选的输出传输线。输入信号的通过无需在其交叉点切断任一传输线和插入在传统的开关矩阵中所必需的一串联开关元件即可实现。
微波交叉点堵塞开关矩阵组件包括通过若干针二极管阵列使若干输入微波传输线有选择地与若干输出微波传输线电耦合和去耦。若干针二极管阵列中每一个与一条输入传输线和一条输出传输线相连。每条输入和输出传输线最好与邻近的各自输入和输出传输线相间隔如下: (λ)/(4·2N)
式中N是正整数或零,λ是传输的输入信号的波长。然而,输入传输线和输出传输线可以有不同的间隔(即,不同的整数N)。
在本发明的最佳形式中,每个针二极管阵列包括用于分别与对应的输入和输出线相连的第一和第二连接点和第一和第二节点。特别是,每个针二极管阵列的第一和第二连接点分别与若干输入微波传输线之一和若干输出微波传输线之一相连。针二极管阵列也包括至少第一、二、三二极管,其中第一二极管的阴极和第二二极管的阳极与第一节点相连,第一二极管的阳极和第三二极管的阴极与第二节点相连,和第二二极管的阴极和第三二极管的阳极与地电位相连。针二极管阵列也包括与节点相连的控制线和在控制线上提供可选择的偏压,使每个阵列中各二极管导通或截止。每个针二极管阵列可以包括至少滤波装置连接到第一节点和第一连接点之间,用于隔离从控制线来的DC电压。
依照本发明的另一形式,微波交叉点堵塞开关矩阵组件包括至少一块薄衬底支持底板(也称为第一薄片),在底板上贴有第一传输线支持薄片。第一薄片包括底金属层和顶介质层,若干第一传输线埋入在顶介质层内。若干第一传输线中每条和相应的邻近的传输线相间隔如下: (λ)/(4·2A)
式中λ是向开关矩阵组件提供的输入信号波长,A是正整数或零。
贴在第一薄片的顶介质层上是由底介质材料层和顶金属材料层组成的中间薄片。
该组件也包括贴在中间薄片的顶金属层上的由介质材料构成的第二传输线支持薄片,其中第二薄片的介质材料有若干第二传输线埋在其中,和彼此相间隔如下: (λ)/(4·2B)
式中B是正整数或零。
在微波交叉点堵塞开关矩阵组件中埋入有若干针二极管阵列,用从将第一传输线其中之一与第二传输线其中之一相连。该组件也包括由介质层组成的顶盖薄片,在介质层上复盖有金属层,其中顶盖薄片的介质层贴在第二薄片上。微波交叉点堵塞开关矩阵组件也可以包括在每条传输线附近的若干圆柱孔,孔从顶盖薄片的金属层至第一薄片的金属层直穿过整个组件形成。构成若干孔的每个的孔壁镀以金属,因而将顶盖薄层的金属层和第一薄层的金属层电连接,从而提供每条传输线与邻近传输线的电绝缘。
使用多层带状线和针二极管开关元件的微波交叉点开关矩阵组件的最佳形式,以及本发明的其他实施例、目的、特征和优点从以下结合附图对其图示实施例所作的详细说明中看得更清楚。
图1是依照本发明构成的微波交叉点堵塞开关矩阵组件的方块图。
图2是依照本发明构成的微波交叉点堵塞开关矩阵的一个形式中的一个功能方块图。
图3是依照本发明构成的微波交叉点堵塞开关矩阵组件的简化示意图。
图4是依照本发明构成的使用多层条状线和针二极管开关元件的微波交叉点堵塞开关矩阵组件的最佳结构的透视图。
现在参阅附图中图1,说明依照本发明构造的使用多层带状线和针二极管开关元件的微波交叉点阻塞开关矩阵组件的最佳形式。微波交叉点阻塞开关矩阵组件1设计用于使输入微波传输线与输出微波传输线电耦合和去耦,向无需切断传输线和插入一串联开关元件。
微波交叉点阻塞开关矩阵组件1基本上包括若干个(X)输入传输线2,若干个(Y)输出传输线4和若干个针二极管阵列6。若干个针二极管阵列中每一个不重复地与一个输入传输线和一个输出传输线相耦合,因此为构造微波交叉点阻塞开关矩阵组件所需要的针二极管阵列的数量实质上等于输入传输线数量乘以输出传输线数量。最好,在本发明中使用的传输线是屏蔽微波带状线以及诸如此类,这种类型的传输线要比无屏蔽的传输线为每条个别的带状线提供更高程度的电绝缘,因此所传输的信号从邻近的传输线受到电干扰的可能性减小。邻近的输入传输线当平行对齐时最好相互间隔足够的距离,以避免明显的交叉耦合。同样,邻近的输出传输线当平行对齐时也要相互间隔足够的距离,以避免明显的交叉耦合。
在图1所示本发明的最佳实施例中,针二极管6在每条输入和输出传输线的交叉点或在其附近将每条传输线2耦合至每条输出传输线4。如图2所示,针二极管阵列6包括第一和第二连接点10,12以及第一和第二节点14,16。在每个交叉点8附近,连接点12与输入传输线相连,和连接点10与输出传输线相连。针二极管阵列6并不必需在输入和输出传输线的精确的交叉点与每条传输线相连。相反,针二极管阵列6的连接点只是需要大体上靠近输入和输出传输线的交叉点8即行。重要的要注意到传输线不再如在现有技术中开关矩阵所需那样必需切断,以供针二极管阵列的插入。反之,针二极管阵列通过带接、焊接或其他适当的方法在其连接点10,12与各自传输线2,4相连接。
如图2所示,每个针二极管阵列6包括至少第一、二和三个二极管18,20,22。第一个二极管18连接在输入传输线2和输出传输线4之间,并被加以偏而导通或截止,有选择地提供这二传输线的互连。第二和三个二极管20,22分别连接在输出传输线4和地之间和在输入传输线2和地之间。第二和三个二极管中每一个被有选择地加以偏压而导通或截止,发挥可变的线终端的作用。最好,第一二极管18的阴极与第一节点14相连,而第一二极管的阳极与第二节点16相连,而且,第二二极管20的阳极与第一节点14相连,而第三二极管22的阴极与第二节点16相连。最后,第二二极管20的阴极和第三二极管22的阳极连接在地电位。当然,应明白,只要加以适当的偏压,各二极管的极性可以反接而结果相同。
每个针二极管阵列6包括分别与节点14,16相连的一对控制线24,26。在阵列的控制线24,26上提供可选择的DC偏压V(即相对于地电位的正、负或零电压),使阵列中所选择的各个针二极管正偏压(导通)或负偏压(截止)。通常,在每个针二极管的控制线上提供零电压。因此,每个针二极管阵列的二极管通常是截止的,因此在输入和输出传输线之间无连接。然而,一信号要从一输入传输线供至一输出传线时,在连接期间供给适当的偏压。
例如,在线26提供的正电压至节点16,和同时在线24上提供的负或零电压至节点14,就使互连二极管(即,第一二极管18)正偏压(导通),处于导通状态。这样二极管18就在它所连接的各输入和输出传输线2,4之间构成短路,因而将二传输线互连,以容许输入信号从输入传输线2受那个特定的针二极管阵列6的控制传输至输出传输线4。
或者,通过同时在控制线26加上负或零电压和在线24加上正或零电压,第一二极管18就反偏压(截止),因此二极管阵列6在该针二极管连接的各输入和输出传输线2,4之间构成开路。在这状态,针二极管6阻止输入信号从输入传输线2传输至输出传输线4。
以于终端二极管(即第二和三二极管20,22)而言,控制线24上正电压使二极管20正偏压,和控制线24上负或零电压使二极管20截止,而控制线26上负电压使二极管22导通,和控制线26上正或零电压使二极管22截止。
二个针二极管阵列6的终端二极管20,22(第一个位于离被开关的二个传输线的特定交叉点8沿输入传输线λ/4处,第二个位于离该交叉点8沿输出传输线λ/4处)与位于交叉点的针二极管阵列的互连二极管18结合一起运行。当在控制线24,26上给二极管18提供适当的偏压时,互连二极管18就有选择地使它所连接的输入和输出传输线2,4互连。同时,通过在第二阵列(包含第二二极管20)的控制线24上加以足够的偏压,在第二针二极管阵列中位于离两传输线交叉点λ/4的与所选择的输出传输线连接的第二二极管20被正偏置。此外,通过在第三针二极管阵列(包含第三二极管)的控制线26上加以足够的偏压,在第三针二极管阵列中位于离交叉点λ/4的与所选择的输入传输线连接的第三二极管22被正偏置。这二个终端二极管20,22被正偏置,在它们各自针二极管阵列中构成短路,但在由互连二极管18连在一起的输入和输出传输线的交叉点λ/4处构成开路。因此,在各交叉点,从输入传输线2传输至输出传输4的信号在传输上遇到高阻抗和因此不顺沿向下加载或衰减。
现在参阅图3,说明本发明的微波交叉点堵塞开关矩阵如何运行的例子。图3画出具有编号#1-5的五条输入传输线2和编号#1-5的五条输出传输线4的5×5堵塞开关矩阵,其中在输入传输线#5上提供输入信号(具有波长λ或波长范围)和此后在输出传输线#1上提供。最好,每条输入传输线2与相邻的输入传输线2相离λ/16(如图3中“a”所示)。同样,每条输出传输线4与相邻的输出传输线4相离λ/16(如图3中“a”所示)。然而,相邻的输入和输出传输线可以相离从以下数学关系算得的任何距离: (λ)/(4·2N)
式中N是正整数或零应注意用于推导输入传输线2的需要间隔的整数N可以不同于用于推导输出传输线4的间隔的整数N。如上所述,和为图示起见,输入传输线#5和输出传输线#1为微波交叉点堵塞开关矩阵的运行例子所利用的各输入和输出传输线。
图3的微波交叉点堵塞开关矩阵最好包括若干个针二极管阵列6(然而,图示只有三个针二极管阵列28,30,32)分别不重复地将每条输入微波传输2与每条输出微波传输线4相连。针二极管阵列最好位于各输入和输出微波传输线的交叉点8或在其附近。根据所选择的输入传输线和输出传输线(即,输入微波传输线#5和输出和微波传输线#1),驱动特定针二极管阵列中特定二极管18,20,22提供信号从输入微波传输线#5传输至所选的输出微波传输线#1。
为了提供输入传输信号从输入传输线#5至输出传输线#1,针二极管阵列28(具有第一、二、三二极管18,20,22和控制线24,26)位于输入传输线#5和输出传输线#1的交叉点,必须将该二极管阵列驱动,尤其是,针二极管阵列28包括连接在输入传输线#5和输出传输线#1之间的互连二极管18。有选择地对互连二极管18加以偏压使其导通或截止,以使输入传输线#5和输出传输线#1耦合和去耦。针二极管阵列28也包括分别连接在输出传输线#5和地之间和在输入传输线#1和地之间的第二和第三二极管20,22,它们有选择地被置于导通或截止可作为可变的线终端。
如上所述,针二极管阵列28包括分别与节点14,16相连的控制线24,26。针二极管阵列28的第一、二和三二极管18,20,22通常由控制线24,26上提供的零电位使它们截止。在针二极管阵列28的控制线24,26上提供可选择的DC偏压V(即,相对于地电位的正,负或零电压),使特定二极管正偏压(导通)和反偏压(截止)。
特别是,为了驱动针二极管阵列的28中互连二极管18(第一二极管18),在控制线26上向针二极管阵列28的节点16提供正电压,和同时在线24上向针二极管阵列28的节点14提供负或零电压。这样,针二极管阵列28的互连二极管18(第一二极管18)被正偏置,因而在输入传输线#5和输出传输线#1之间构成短路,从而将两传输线互连。
除了驱动针二极管阵列28的互连晶体管(第一二极管18)以外,位于特定的输入传输线2和输出传输线4交叉点的特定终端二极管(即第二和第三二极管20,22)也必须被驱动,以适当地确定输入信号从输入传输线#5至输出传输线#1的传输路线。特别是,位于不希望有输入信号传输的方向上和位于离针二极管阵列28λ/4(或其任何倍数,即3λ/4,5λ/4…)的针二极管阵列要被驱动。
如上所述和已挑选输入信号从输入传输线#5传输至输出传输线#1,分别位于输入信号不希望传输方向上沿输入传输线#5和输出传输线#1λ/4处的针二极管阵列30,32要被驱动,以有效地堵住输入信号在各针二极管阵列30,32位于方向上传输。
位于离输入传输线#5和输出传输线#1的交叉点的λ/4处的针二极管30,32的终端二极管(二极管20,22)按下述方式被驱动。针二极管阵列32的控制线24上正电压使与所选的输出传佃线#1相连的第二二极管20被正偏置。此外,通过在针二极管阵列30的控制线26上提供正电压,针二极管阵列的第三二极22被正偏置。这二个终端二极管(针二极管阵列32的第二二极管20和针二极管阵列30的第三二极管22)被正偏置,在它们各自针二极管阵列30,32中构成短路,但在离输入传输线#5和输出传输线#1的交叉点λ/4处形成开路。因此,在输入传输线#5上给予的信号在输入和输出传输线上在交叉点处遇到高阻抗和因此不顺沿向下加载或衰减。因此,输入信号基本上从所选的输入传输线完全传至所选的输出传输线,而不必使用或插入辅助开关元件。应该注意在本发明的微波交叉点堵塞开关矩阵组件中输入传输线和输出传输线的一个以上的组合可以同时开关。因此,通过正向偏置开关矩阵组件的针二极管阵列的所选择的二极管,各输入信号可以被在邻近的输入传输线上提供和被传输至邻近的输出传输线。
再返回附图的图2,在本发明的最佳实施例中,每个针二极管阵列6还可以包括连接在第一连接点10和第一节点14之间的第一滤波装置34和连接在第二连接点12和第二节点的16之间的第二滤波装置36。为了将针二极管阵列30与每个针二极管阵列所连接的传输线和电路电气隔离,第一和第二滤波装置34,36最好包括至少一个电容,以隔离向控制线24,26提供的DC电压。针二极管阵列6也可以分别与控制线24,26相连,并插入其中的第一和二去耦滤波电路38,40。每个去耦滤波电路38,40最好包括至少一个电感42和一个电容44并联连接从而构成LC滤波电路。
图4画出本发明的交叉点开关矩阵组件的一个形式,其中微波交叉点堵塞开关矩阵组件设计用于提供具有特定波长(λ)或波长范围的输入信号从输入传输线2传输至输出传输线4。图4所示的微波交叉点堵塞开关矩阵组件基本上包括最好由金属导电材料构成的薄衬底支持底板46。贴在底板46的顶面上的是第一输线支持薄片,它包括与底板46相贴的底金属层50和顶介质层52。介质层最好有若干屏蔽传输线54埋入其表面或在其表面上形成。邻近的传输线最好间隔由下列关系而定: (λ)/(4·2A)
式中A或是正整数或是零,λ是输入信号的波长。在本发明的最佳实施例中,邻近传输线间隔λ/16。最好第一薄片48的各层,尤其是介质层和金属层52,50,在其整个长度和宽度上大体上具有均匀的厚度。
与第一传输线支持薄片48的介质层52相贴的是中间薄层56,它最好包括底介质层58和顶金属层60,最好,中间薄片56的介质层58贴在第一传输线支持薄片48的介质层52上。具有金属层60的中间薄片56设计用于提供在第一传输线支持薄片48中构成的传输线54的电绝缘。最好,中间薄片56的介质层58和金属层60在它们整个长度和宽度上具有基本上均匀的厚度。
贴在中间薄片56的是最好有介质材料64制成的其中埋有(或在其表面之一上形成的)若干传输线66的第二传输线支持薄层62。传输线66可以是带状线或圆柱形导体。相邻传输线66最好相隔如下:
(λ)/(4·2B)
式中B或是正整数或者零,λ是输入信号的波长。在本发明的最佳实施例中,邻近传输线66相隔λ/16。为第二传输线的间隔所选择的B不必需与为第一传输线间隔所选择的A相同。而且,中间薄片的介质层最好在其整个面积上有基本均匀的厚度。第一和第二支持薄层48,62的传输线54,66可以或作为输入传输线2,或作为输出传输线4(见图1)。
微波交叉点堵塞开关矩阵组件还包括在第一传输线支持薄片48,中间薄片56和第二传输线支持薄片62的至少一个中最好埋有若干针二极管阵列30。每个有二个连接点10,12的针二极管阵列30最好位于传输线54,66的每个交叉点。针二极管阵列30的二个连接点10,12分别在交叉点附近与传输线54,66相连。通过钻或其他方法在组件中形成孔68将针二极管阵列30插入组件中,和将针二极管30放于其中。此后,针二极管阵列30分别通过导电带55,67在传输线交叉点附近以它的连接点10,12与传输线54,66电连接。
微波交叉点堵塞开关矩阵组件还包括贴在第二传输线支持薄层62的顶面上的顶盖薄片70。顶盖薄片70包括底介质层72和顶金属层74,其中顶盖薄片70的介质层72最好贴近第二传输线支持薄片64的介质层64。
在最佳实施例中,该组件还包括若干孔76(通称为通路孔),每孔是由第一传输线支持薄片48,中间薄层56和第二传输线支持薄层62的一部分构成的孔壁所限定的。最好,通路孔76是在第一薄片48,中间薄片56,第二薄片62的顶盖薄片70层在底板46上以后在组件中构成。通路孔可以用任何已知手段加工,以形成穿过介质和金属层的孔,例如钻孔除去仅仅必需的材料。通路孔穿过组件构成,最好邻近图3所示的相应的传输线。尤其是,通路孔位于传输线每一侧的平行列中彼此相隔。通路孔之间的间隔以已知的方法选择,此提供传输线之间的电气绝缘。
一旦通路孔76已加工好,运用任何适当方法在每通路孔壁上镀上金属材料。通路孔76用作几个用途。首先,通路孔用于连接各薄片中每个金属层至金属底板46,以形成公共基准地。其次,通路孔76用作每个传输线54,66与相邻的各传输线的电气绝缘,从而将传输线之间的交叉耦合和干扰减至最小。最后,控制线24,26(如前结合图2和3所述)可以通过通路孔至它们各自针二极管阵列30,用于有选择地偏置第一、第二和第三二极管18,20,22。
在本发明的另一实施例中,整个微波交叉点堵塞开关矩阵组件还在整个组件周围有一层陶瓷或其它不导电的涂层78C在图4中部分示出),用于器件的密封,因此组件能防例如灰尘、脏物和腐蚀性元素的环境影响。
应该注意到尽管矩阵特别适合运用针二极管,但例如微波开关的呈现导通(短路)和关断(开路)状态的其它器件可以使用于替代针二极管。作为本发明的结果,信号从输入传输线至输出传输线的传输无需通过在各交叉点切断任一传输线来插入在传统开关矩阵中所必需的串联开关元件而达到。
尽管在此已结合附图说明本发明的图示的实施例,但是应理解本发明不限于该精确的实施例,熟悉本技术的人员就此可以作出各种其它变化和改型,而不脱离本发明的范围和精神。

Claims (27)

1、用于为具有信号波长(λ)的输入信号确定路线的微波交叉点堵塞开关矩阵包括如下:
若干输入微波传输线(2);
若干输出微波传输线(4);以及
具有第一(10)和第二(12)连接点和第一(14)和第二(16)节点的若干开关阵列(6),若干开关阵列中每个连接至若干输入微波传输线中至少一个和若干输出微波传输线中至少一个,选择若干开关阵列中每个使各自的输入微波传输线和各自的输出微波传输线电耦合和去耦。
2、依照权利要求1规定了微波交叉堵塞开关矩阵,其特征在于:若干开关阵列中每个还包括如下:
至少第一(24)和第二(26)控制线,每个控制线分别与第一(14)和第二(16)节点中一个相连,至少第一和二控制线提供电压至第一和二节点。
3、依照权利要求2规定的微波交叉点堵塞开关矩阵,其特征在于:还包括至少一个去耦滤波装置(34)与至少其中一条控制线相连。
4、依照权利要求1规定的微波交叉点堵塞开关矩阵,其特征在于:第一连接点(10)分别与若干输入微波传输线(2)中至少一个相连,第二连接点(12)分别与若干输出微波传输线(4)中至少一个相连。
5、依照权利要求1规定的微波交叉点堵塞开关矩阵,其特征在于:若干输入微波传输线(2)每条基本上平行于邻近的输入微波传输线,和若干输入微波传输线中每条与相邻的输入微波传输线相间隔基本上由下式确定: (λ)/(4·2A)
式中A是正整数和零的其中之一。
6、依照权利要求1规定的微波交叉点堵塞开关矩阵,其特征在于:若干输出微波传输线(4)中每条基本上平行于邻近的输入微波传输线,和若干输出微波传输线中每条与相邻的输入微波传输线相间隔基本上由下式确定: (λ)/(4·2B)
式中B是正整数和零的其中之一。
7、依照权利要求1规定的微波交叉点堵塞开关矩阵,其特征在于:若干开关阵列(6)中每个还包括如下:
至少一个互连器件(18)和第一(20)和第二(22)终端器件,该互连器件连接在第一(14)和第二(16)节点之间,该第一终端器件连接在第一节点和地电位之间,该第二终端器件连接在第二节点和地电位之间,该互连器件和第一和第二终端器件被有选择地驱动和停止驱动。
8、依照权利要求7规定的微波交叉点堵塞开关矩阵,其特征在于:若干开关阵列(6)中每一个还包括如下:
至少第一(24)和第二(26)控制线分别与第一(14)和第二(16)节点中一个相连,至少第一和第二控制线提供电压至第一和二节点,互连器件(18)和第一(20)和二(22)终端器件响应由第一(24)和二(26)控制线在第一(14)和二(16)节点提供的电压而驱动和停止驱动。
9、依照权利要求1规定的微波交叉点堵塞开关矩阵,其特征在于:若干开关阵列中每一个还包括如下:
至少第一(18),第二(20)和第三(22)二极管,第一二极管的阴极与第一节点(14)相连,第二二极管的阳极与第一节点(14)相连,第一二极管的阳极与第二节点(16)相连,第三二极管阴极与第二节点(16)相连,和第二二极管的阴极和第三二极管的阳极与地电位相连。
10、依照权利要求9规定的微波交叉点堵塞开关矩阵,其特征在于:还包括如下:
至少第一(24)和第二(26)控制线分别与第一(14)和第二(16)节点中一个相连,至少第一和第二控制线提供电压至第一和二节点,第一(18),第二(20)和第三(22)二极管响应由第一和第二控制线在第一和第二节点提供的电压而驱动和停止驱动。
11、依照权利要求1规定的微波交叉点堵塞开关矩阵,其特征在于:若干开关阵列中每一个还包括如下:
至少第一(18),第二(20)和第三(22)二极管,第一二极管的阳极与第一节点(14)相连,第二二极管的阴极与第一节点(14)相连,第一二极管阴极与第二节点(16)相连,第三二极管的阳极与第二节点(16)相连;的第二二极管的阳极和第三二极管的阴极与地电位相连。
12、依照权利要求11规定的微波交叉点堵塞开关矩阵,其特征在于:还包括如下:
至少第一(24)和第二(26)控制线分别与第一(14)和第二(16)节点中一个相连,至少第一和第二控制线提供电压至第一和二节点,第一(18),第二(20)和第三(22)二极管响应由第一和第二控制线在第一和第二节点提供的电压而驱动和停止驱动。
13、依照权利要求1规定的微波交叉点堵塞开关矩阵,其特征在于:若干开关阵列中每一个还包括:
到少一个滤波装置(34)连接在第一节点(14)和第一连接点(10)之间和第二节点(16)和第二连接点(12)之间之一位置上,至少一个滤波装置提供第一和第二连接点的其中一个和第一和第二节点的其中一个之间的DC电压隔离。
14、依照权利要求13规定的微波交叉点堵塞开关矩阵,其特征在于:至少一个滤波装置(34)包括至少一个电容。
15、用于确定具有信号波长(λ)的输入信号的路线的微波交叉点堵塞开关矩阵组件,其特征在于:
衬底支持底板(46);
在其上贴有包括金属层(50)和介质层(52)的第一传输线支持薄片(48),介质层(52)有定位在其上的若干平行排列的第一传输线(54),若干第一传输线的相邻传输线相间隔基本上如下: (λ)/(4·2A)
式中A是正整数和零的其中之一,第一传输线支持薄层(48)的金属层(50)贴在衬底支持底板(46)上;
位于邻近其上的包括介质层(58)和金属层(60)的中间薄片(56),中间薄片(56)的介质层(58)贴在第一传输线支持薄片(48)的介质层(52)上;
贴在中间薄片(56)上的第二传输线支持薄片(62),第二传输线支持薄层(62)包括定位其中的具有若干平行排列的第二传输线(66)的介质层(64),若干第二传输线的相邻传输线相间隔基本上如下: (λ)/(4·2B)
式中B是正整数和零的其中之一,若干第二传输线(66)相对于若干第一传输线(54)横向排列,以确定若干第一和第二传输线的交叉点(8);
在第一传输线支持薄片(48),中间薄片(56)和第二传输线支持薄片(62)的至少其中之一上固定有若干针二极管阵列(6),若干针二极管阵列(6)的每个在邻近各交叉点(8)处与若干第一传输线(54)的至少一个和若干第二传输线(66)的至少一个相连;和
顶盖薄片(70)包括介质层(72)和金属层(74),顶盖薄片(70)的介质层(72)位于第二传输线支持薄片(62)的介质层(64)的邻近并与其相连。
16、依照权利要求15所规定的微波交叉点堵塞开关矩阵组件,其特征在于:还包括如下:
若干孔(76),若干孔中每孔具有由第一传输线支持薄片(48),中间薄片(56),第二传输线支持薄片(62)和顶盖薄片(70)的一部分所限定的孔壁,若干孔(76)中每个大体上邻近第一(54)和第二(66)传输线的至少其中之一,每个孔壁涂以导电材料。
17、依照权利要求16所规定的微波交叉点堵塞开关矩阵组件,其特征在于:若干孔(76)中每一个基本上从顶盖薄片(70)的金属内层(74)至第一传输线支持薄片(48)的金属层(50)穿过微波交叉点堵塞开关矩阵组件。
18、依照权利要求16所规定的微波交叉点堵塞开关矩阵组件,其特征在于:开在阵列还包括第一(10)和第二(12)连接点和第一(14)和第二(16)节点,第一(10)和第二(12)连接点中每一个分别与第一传输线(54)和第二传输线(66)的其中之一相连。
19、依照权利要求18所规定的微波交叉点堵塞开关矩阵组件,其特征在于:开关阵列还包括如下:
至少第一(18),第二(20)和第三(22)二极管,第一二极管的阴极与第一节点(14)相连,第二二极管的阳级与第一节点(14)相连,第一二极管的阳极与第二节点(16)相连,第三二极管的阴极与第二节点(16)相连,和第二二极管的阴极和第三二极管的阳极与地电位相连。
20、依照权利要求18所规定的微波交叉点堵塞开关矩阵组件,其特征在于:开关阵列还包括如下:
至少第一(18),第二(20)和第三(22)二极管,第一二极管的阳极与第一节点(14)相连,第二二极管的阴极与第一节点(14)相连,第一二极管的阴极与第二节点(16)相连,第三二极管的阳极与第二节点(16)相连,和第二二极管的阳极和第三二极管的阴极与地电位相连。
21、依照权利要求18所规定的微波交叉点堵塞开关矩阵组件,其特征在于:开关阵列还包括如下:
至少互连器件(18)和第一(20)和第二(22)终端器件,互连器件连接在第一(14)和第二(16)节点之间,第一终端器件连接在第一(14)节点和地电位之间,第二终端器件连接在第二(16)节点和地电位之间,互连器件和第一和第二终端器件被有选择地驱动和停止驱动。
22、依照权利要求21所规定的微波交叉点堵塞开关矩阵组件,其特征在于还包括如下:
至少第一(24)和第二(26)控制线分别与至少第一(14)和第二(16)节点的其中之一相连,至少第一和第二控制线向第一和第二节点提供电压,互连器件(18)和第一(20)和第二(22)终端器件响应第一和第二控制线向第一和第二节点提供的电压而驱动和停止驱动。
23、依照权利要求22所规定的微波交叉点堵塞开关矩阵组件,其特征在于还包括如下:
至少一个去耦滤波装置(38)连接在至少其中一条控制线中。
24、依照权利要求18所规定的微波交叉点堵塞开关矩阵组件,其特征在于还包括如下:
至少一个滤波装置(34)连接在第一节点(14)和第一连接点(10)之间和第二节点(16)和第二连接点(12)之间的其中之一,至少一个滤波装置提供在第一和第二连接点的其中之一和第一和第二节点的其中之一之间的DC电压隔离。
25、依照权利要求24所规定的微波交叉点堵塞开关矩阵组件,其特征在于:至少一个滤波装置(34)包括至少一个电容。
26、有选择地将若干输入微波传输线(2)其中之一和若干输出微波传输线(4)其中之一相连的一种方法,从而确定具有波长(λ)的信号的路线,输入微波传输线和输出微波传输线基本上相互不平行和至少在一点重叠,从而确定若干交叉点(8),该方法使用具有至少第一(10)和第二(12)连接点的若干针二极管阵列(6),若干针二极管阵列中每个的至少第一和第二连接点的每个在若干交叉点的每个处与若干输入微波传输线中至少一个或若干输出微波传输线中至少一个相连,若干交叉点的每个基本上相间隔如下: (λ)/(4·2N)
式中N是正整数和零的其中之一,每个针二极管阵列包括第一(14)和第二(16)节点,若干针二极管阵列中每个至少具有互连器件(18)和第一(20)和第二(22)端终器件,互连器件连接在第一和第二节点之间,第一终端器件连接在第一节点和地电位之间,第二终端器件连接在第二节点和地电位之间,该方法包括如下:
选择若干输入微波传输线(2)的其中之一和若干输出微波传输线(4)的其中之一供信号传输之用,所选的输入和输出微波传输线与表示第一交叉点的第一针二极管阵列(28)相连;
驱动位于第一交叉点的第一针二极管阵列(28)的互连二极管(18);
驱动位于第二交叉点的第二针二极管阵列(30)的第二终端器件(22),第二交叉点为第二针二极管阵表示,第二针二极管阵列有选择地连接在所选的输入微波传输线和未选的输出微波传输线之间,第二交叉点位于沿输入微波传输线离第一交叉点Nλ/4,式中N是正整数;和
驱动位于第三交叉点的第三针二极管阵列(32)中第一终端器件(20),第三交叉点为第三针二极管阵列表示,第三针二极管阵列有选择地连接在所选的输出微波传输线和未选的输入微波传输线之间,第三交叉点位于沿输出微波传输线离第一交叉点Nλ/4,式中N是正整数。
27、有选择地将若干输入微波传输线(2)其中之一和若干输出微波传输线(4)其中之一相连的一种方法,从而确定具有波长(λ)的信号的路线,每条输入传输线基本上相间隔如下: (λ)/(4·2A)
式中A是正整数或零的其中之一,每条输入微波传输线基本上相间隔如下: (λ)/(4·2B)
式中B是正整数或零的其中之一,每条输入微波传输线和每条输出微波传输线大体上不平行和至少在一点重叠,从而确定若干交叉点(8);该方法包括如下:
选择若干输入传输线其中之一和若干输出传输线其中之一供信号传输之用,所选的输入和输出微波传输线决定相应的交叉点;
在因而确定的交叉点在所选的输入传输线和所选的输出传输线之间造成短路;
在输入传输线上离交叉点Cλ/4处(C是奇整数),作用于所选输入传输线上低阻抗,从而在交叉点在输入传输线上反映高阻抗;
在输出传输线上离交叉点Dλ/4处(D是奇整数),作用于所选输出传输线上低阻抗,从而在交叉点在输出传输线上反映高阻抗。
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