المفتاح المحوري هو مرحل كهروميكانيكي سلبي يستخدم لتحويل إشارات التردد اللاسلكي من قناة إلى أخرى.تُستخدم هذه المفاتيح على نطاق واسع في مواقف توجيه الإشارة التي تتطلب ترددًا عاليًا وطاقة عالية وأداءً عاليًا للترددات اللاسلكية.وغالبًا ما يستخدم أيضًا في أنظمة اختبار التردد اللاسلكي، مثل الهوائيات، أو اتصالات الأقمار الصناعية، أو الاتصالات، أو المحطات الأساسية، أو إلكترونيات الطيران، أو التطبيقات الأخرى التي تحتاج إلى تحويل إشارات التردد اللاسلكي من طرف إلى آخر.
تبديل المنفذ
عندما نتحدث عن المفاتيح المحورية، غالبًا ما نقول nPmT، أي n pole m throw، حيث n هو عدد منافذ الإدخال وm هو عدد منافذ الإخراج.على سبيل المثال، يُسمى محول التردد اللاسلكي الذي يحتوي على منفذ إدخال واحد ومنفذي إخراج SPDT/1P2T.إذا كان مفتاح التردد اللاسلكي يحتوي على مدخل واحد و14 مخرجًا، فنحن بحاجة إلى تحديد مفتاح التردد اللاسلكي الخاص بـ SP14T.
تبديل المعلمات والخصائص
إذا كانت الإشارة بحاجة إلى التبديل بين طرفي الهوائي، فيمكننا على الفور معرفة كيفية تحديد SPDT.على الرغم من تضييق نطاق الاختيار إلى SPDT، إلا أننا لا نزال بحاجة إلى مواجهة العديد من المعلمات النموذجية التي توفرها الشركات المصنعة.نحتاج إلى قراءة هذه المعلمات والخصائص بعناية، مثل VSWR، وIns.Loss، والعزل، والتردد، ونوع الموصل، وسعة الطاقة، والجهد، ونوع التنفيذ، والمحطة، والإشارة، ودائرة التحكم والمعلمات الاختيارية الأخرى.
التردد ونوع الموصل
نحتاج إلى تحديد نطاق تردد النظام واختيار المفتاح المحوري المناسب وفقًا للتردد.يمكن أن يصل الحد الأقصى لتردد التشغيل للمفاتيح المحورية إلى 67 جيجا هرتز، كما أن سلسلة مختلفة من المفاتيح المحورية لها ترددات تشغيل مختلفة.بشكل عام، يمكننا الحكم على تردد تشغيل المفتاح المحوري وفقًا لنوع الموصل، أو يحدد نوع الموصل نطاق تردد المفتاح المحوري.
بالنسبة لسيناريو تطبيق 40 جيجا هرتز، يجب علينا تحديد موصل 2.92 ملم.تُستخدم موصلات SMA في الغالب في نطاق التردد ضمن 26.5 جيجا هرتز.يمكن أن تعمل الموصلات الأخرى شائعة الاستخدام، مثل N-head وTNC، بسرعة 12.4 جيجا هرتز.وأخيرًا، يمكن لموصل BNC أن يعمل بتردد 4 جيجا هرتز فقط.
DC-6/8/12.4/18/26.5 جيجا هرتز: موصل SMA
DC-40/43.5 جيجا هرتز: موصل 2.92 ملم
DC-50/53/67 جيجا هرتز: موصل 1.85 ملم
قدرة الطاقة
في اختيارنا للتطبيق والجهاز، تكون سعة الطاقة عادةً معلمة أساسية.عادةً ما يتم تحديد مقدار الطاقة التي يمكن أن يتحملها المفتاح من خلال التصميم الميكانيكي للمفتاح والمواد المستخدمة ونوع الموصل.هناك عوامل أخرى تحد أيضًا من سعة الطاقة للمفتاح، مثل التردد ودرجة حرارة التشغيل والارتفاع.
الجهد االكهربى
لقد عرفنا بالفعل معظم المعلمات الأساسية للمفتاح المحوري، ويعتمد اختيار المعلمات التالية كليًا على تفضيلات المستخدم.
يتكون المفتاح المحوري من ملف كهرومغناطيسي ومغناطيس، يحتاجان إلى جهد تيار مستمر لدفع المفتاح إلى مسار التردد اللاسلكي المقابل.أنواع الجهد المستخدمة لمقارنة المفاتيح المحورية هي كما يلي:
نطاق الجهد لفائف
5VDC 4-6VDC
12 فولت تيار مستمر 13-17 فولت تيار مستمر
24VDC 20-28VDC
28VDC 24-32VDC
نوع القيادة
في المفتاح، يكون السائق عبارة عن جهاز كهروميكانيكي يقوم بتحويل نقاط اتصال التردد اللاسلكي من موضع إلى آخر.بالنسبة لمعظم محولات التردد اللاسلكي، يتم استخدام صمام ذو ملف لولبي للعمل على الوصلة الميكانيكية الموجودة على جهة اتصال التردد اللاسلكي.عندما نختار مفتاحًا، نواجه عادةً أربعة أنواع مختلفة من محركات الأقراص.
فشل آمن
عندما لا يتم تطبيق جهد تحكم خارجي، يتم تشغيل قناة واحدة دائمًا.أضف مصدر طاقة خارجي وقم بالتبديل لتحديد القناة المقابلة؛عندما يختفي الجهد الخارجي، سيتحول المفتاح تلقائيًا إلى قناة التوصيل العادية.لذلك، من الضروري توفير مصدر طاقة مستمر للتيار المستمر للحفاظ على المفتاح متحولاً إلى منافذ أخرى.
الإغلاق
إذا كان مفتاح الإغلاق يحتاج إلى الحفاظ على حالة التبديل الخاصة به، فإنه يحتاج إلى حقن التيار بشكل مستمر حتى يتم تطبيق مفتاح جهد التيار المستمر النبضي لتغيير حالة التبديل الحالية.ولذلك، يمكن أن يظل محرك الأقراص Place Latching في الحالة الأخيرة بعد اختفاء مصدر الطاقة.
الإغلاق الذاتي قطع
يحتاج المفتاح فقط إلى التيار أثناء عملية التبديل.بعد اكتمال التبديل، يوجد تيار إغلاق تلقائي داخل المفتاح.في هذا الوقت، لا يوجد تيار في المفتاح.وهذا يعني أن عملية التبديل تتطلب جهدًا خارجيًا.بعد أن تكون العملية مستقرة (50 مللي ثانية على الأقل)، قم بإزالة الجهد الخارجي، وسيظل المفتاح على القناة المحددة ولن يتحول إلى القناة الأصلية.
عادة مفتوحة
وضع العمل SPNT صالح فقط.بدون التحكم في الجهد، جميع قنوات التبديل ليست موصلة؛أضف مصدر طاقة خارجي وقم بالتبديل لتحديد القناة المحددة؛عندما يكون الجهد الخارجي صغيرًا، يعود المفتاح إلى الحالة التي تكون فيها جميع القنوات غير موصلة.
الفرق بين الإغلاق والفشل الآمن
تتم إزالة قوة التحكم الآمنة، ويتم تحويل المفتاح إلى القناة المغلقة عادة؛تتم إزالة جهد التحكم في الإغلاق ويبقى على القناة المحددة.
عند حدوث خطأ وتختفي طاقة التردد اللاسلكي، ويجب تحديد المفتاح في قناة معينة، يمكن التفكير في التبديل الآمن من الفشل.يمكن أيضًا تحديد هذا الوضع إذا كانت إحدى القنوات قيد الاستخدام الشائع والقناة الأخرى ليست شائعة الاستخدام، لأنه عند اختيار قناة مشتركة، لا يحتاج المفتاح إلى توفير جهد المحرك والتيار، مما يمكن أن يحسن كفاءة الطاقة.
وقت النشر: 03 ديسمبر 2022