基于开关的新型阻抗调谐器的制作方法

本发明涉及阻抗调谐器，具体是涉及一种基于开关的新型阻抗调谐器。

背景技术：

1、阻抗调谐器tuner是对阻抗进行微调谐的一种仪器。它通过改变电路中的反射系数，计算得到对应的阻抗值变化，从而达到改变等效负载阻抗的目的。阻抗调谐器主要有以下两大应用：1)阻抗匹配：当电路中阻抗不匹配时，可对阻抗调谐器进行调节，得到匹配负载阻抗，从而获得更优的电路性能；2)测试器件工作范围：微波大功率器件尤其是功率放大器在工作过程中均有一个安全工作范围或线性范围，调节阻抗调谐器使等效负载阻抗变化，观察有源器件的电气特性，通过计算就可以得到相应的负载阻抗使用范围。

2、负载牵引测试系统主要由信号源、耦合器、阻抗调谐器、功率计和待测件组成。其中阻抗调谐器可放置于待测件的输入端和输出端，从而对待测件进行源牵引和负载牵引。通过不断调节输入和输出端的阻抗，找到让有源器件输出功率/效率最大的输入、输出匹配阻抗，准确地测量出器件在大信号条件下的最优性能，反映出器件输入、输出阻抗随频率和输入功率变化的特性，为器件和电路的设计优化提供了坚实的基础。

3、目前阻抗调谐器按照频率大致分为两类结构，工作频率较低(10mhz-170mhz)的tuner，多采用集总元件，即可变电容与最优尺寸的同轴电缆连接；100mhz到120ghz的tuner，多采用滑动探头结构，反射探针插在低损耗的开槽线中。在现代通信系统、广播、雷达、天线设计和射频设备中，滑动探头结构的tuner应用更为广泛。现有的滑动探头tuner结构示意图如图1所示，通过调整探针横向位置，来调谐tuner反射系数的相位；通过调整探针纵向位置，来调谐tuner反射系数的幅值；两者结合，最终实现阻抗变换。

4、但是对于图1中的阻抗调谐器，需要满足中心导体长度不小于测试频率的半波长，这就导致覆盖到低频的tuner所需的中心导体长度非常大，中心导体长宽比过大会引起稳定性问题，同时也会造成tuner体积过大，不利于在片测试系统集成。而高频时覆盖带宽窄，长宽比受限于调谐范围中传输线的长度。

5、针对图1的这种现有阻抗调谐器的中心导体长度过长问题，现有还设计了一种折叠可伸缩结构的tuner，具体参见图2所示，通过调节可伸缩的活动同轴结构来改变反射系数的相位，同时通过滑动探头的垂直移动来改变反射系数的幅度，通过机械手柄可以调节探针的垂直位置。但是这种多次折叠中心导体可导致倒角多，机械强度差，可伸缩物理结构不稳定，机械结构复杂，加工难度大，成本高的问题；同时可伸缩结构处的内外导体直径不一致，导致调谐精度差，反射系数不连续不稳定；而且可伸缩长度有限，导致频率调谐范围有限的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种基于开关的新型阻抗调谐器，为一体成型的u型结构，并在导体结构两端接有开关切换结构，在扩展测试频率的同时实现了小型化。

2、第一方面，提供一种基于开关的新型阻抗调谐器，包括：

3、导体结构，为一体成型的u型结构；

4、驱动探头结构，与所述导体结构滑动配合，用于调谐反射系数的相位与调谐反射系数的幅值；以及，

5、开关切换结构，与所述导体结构的u型口处的端部连接，用于对所述导体结构的u型口处的两个端部所分别对应的输入端与输出端进行切换。

6、在一些实施例中，所述导体结构的u型口处分支出的两个分支导体定义为第一分支导体与第二分支导体，所述第一分支导体的长度大于所述第二分支导体的长度。

7、在一些实施例中，所述驱动探头结构包括滑动设于所述第一分支导体上的至少一个滑动探头，以及驱动所有所述滑动探头分别沿水平及垂直方向滑动的驱动结构。

8、在一些实施例中，所述开关切换结构包括开关控制电路，及与所述开关控制电路电连接的开关切换模块，所述开关切换模块与所述第一分支导体的端部及所述第二分支导体的端部均连接。

9、在一些实施例中，当调谐器反射系数的360°相位变化中的至少一半在所述第一分支导体的端部对应为输入端的调谐情况下进行时，调谐器反射系数的360°相位变化中的剩余部分在所述第二分支导体的端部对应为输入端的调谐情况下进行。

10、在一些实施例中，还包括与所述导体结构连接、且对所述导体结构进行固定支撑的导体辅助结构。

11、在一些实施例中，所述导体辅助结构沿所述导体结构的周侧进行封装、且为与所述导体结构形状相适配的u型结构；

12、其中，所述导体辅助结构封装所述第一分支导体的部位开设有滑动槽，所述滑动探头设于所述滑动槽中。

13、在一些实施例中，所述导体辅助结构包括与所述第一分支导体的一端及所述第二分支导体的一端均连接的第一支撑板，与所述第一分支导体的另一端及所述第二分支导体的另一端均连接的第二支撑板，以及连接所述第一支撑板与所述第二支撑板的第三支撑板；

14、所述第一支撑板、所述第二支撑板及所述第三支撑板呈u型结构设置。

15、与现有技术相比，本发明在不增加滑块驱动复杂度的情况下，可以通过导体结构的一次折叠和切换输入输出口来大幅度缩短传输线的长度，虽然导体结构在宽度上有所增加，但并不会超过驱动探头结构等的宽度，因此不会增加整体宽度。且能改善导体结构的长宽比，使结构更加稳定，集成度更高。

16、同时相比于折叠可伸缩结构的导体结构，本发明导体结构采用一体成型的u型结构，可始终保持内外径径一致，性能连续性好，加工简单，同时位置控制精度高，稳定性好，工作频率范围大。

技术特征：

1.一种基于开关的新型阻抗调谐器，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的基于开关的新型阻抗调谐器，其特征在于，所述导体结构的u型口处分支出的两个分支导体定义为第一分支导体与第二分支导体，所述第一分支导体的长度大于所述第二分支导体的长度。

3.如权利要求2所述的基于开关的新型阻抗调谐器，其特征在于，所述驱动探头结构包括滑动设于所述第一分支导体上的至少一个滑动探头，以及驱动所有所述滑动探头分别沿水平及垂直方向滑动的驱动结构。

4.如权利要求2所述的基于开关的新型阻抗调谐器，其特征在于，所述开关切换结构包括开关控制电路，及与所述开关控制电路电连接的开关切换模块，所述开关切换模块与所述第一分支导体的端部及所述第二分支导体的端部均连接。

5.如权利要求2所述的基于开关的新型阻抗调谐器，其特征在于，当调谐器反射系数的360°相位变化中的至少一半在所述第一分支导体的端部对应为输入端的调谐情况下进行时，调谐器反射系数的360°相位变化中的剩余部分在所述第二分支导体的端部对应为输入端的调谐情况下进行。

6.如权利要求3-5中任一项所述的基于开关的新型阻抗调谐器，其特征在于，还包括与所述导体结构连接、且对所述导体结构进行固定支撑的导体辅助结构。

7.如权利要求6所述的基于开关的新型阻抗调谐器，其特征在于，所述导体辅助结构沿所述导体结构的周侧进行封装、且为与所述导体结构形状相适配的u型结构；

8.如权利要求6所述的基于开关的新型阻抗调谐器，其特征在于，所述导体辅助结构包括与所述第一分支导体的一端及所述第二分支导体的一端均连接的第一支撑板，与所述第一分支导体的另一端及所述第二分支导体的另一端均连接的第二支撑板，以及连接所述第一支撑板与所述第二支撑板的第三支撑板；

技术总结本发明公开了一种基于开关的新型阻抗调谐器，包括导体结构、驱动探头结构及开关切换结构；导体结构为一体成型的U型结构；驱动探头结构与导体结构滑动配合，用于调谐反射系数的相位与调谐反射系数的幅值；开关切换结构与导体结构的U型口处的端部连接，用于对导体结构的U型口处的两个端部所分别对应的输入端与输出端进行切换。因此本发明提出的一体成型的U型结构，且在导体结构两端接有开关切换结构，可在扩展测试频率的同时实现小型化。技术研发人员：吴佳燕,吴畅,王瑜,熊鑫,张涛受保护的技术使用者：湖北九峰山实验室技术研发日：技术公布日：2024/10/17