射频继电器桥式接触系统中不连续结构电路模型分析

李济+储政勇

摘 要 基于射频继电器桥式接触系统，分析研究其不连续结构电路模型，分析不连续结构对继电器桥式接触系统性能的影响，通过仿真电路模型采用优化算法计算RF性能，计算出最优解。文章针对安徽博微长安电子公司的实际工作情况，探讨分析射频继电器桥式接触系统中的不连续结构电路模型。

关键词 射频电路；桥式接触系统；继电器桥；不连续结构

中图分类号：TM581 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）07-0045-01

本次分析的射频继电器桥式接触系统中，主要是由1个动簧片与2个静触头来组成的，是面—面接触形式，建立不连续结构电路模型，计算系统尺寸参数以及关系表达式，以此来确保继电器的使用质量，提升现代通信对信息的传递速率。以下进行具体介绍。

1 分析射频继电器的不连续结构

针对射频继电器桥式接触系统中，在其不连续结构可分成动簧片与静触点接触部分、动簧片合上下屏蔽层突变部分；针对传输路径中的阻抗不连续性，有可能会在不连续区域产生高次模，从而引起信号传输系数的衰减，因此应该合理设计射频继电器桥式接触系统，优化不连续结构电路。对于其接触部分中，可以用有限元方法探索电阻频率变化，并可以将直流情况收缩电阻结果同Holm的收缩理论比较，从而证明研究的正确性；在射频条件的正弦高度分布中，针对球与球接触表面，优化计算其等效电路参数，针对射频继电器接触区域参数可以随电阻变化模型的原理，通过研究接触部分的不连续性，分析接触表面高度概率分布模型。还可以针对带状线不连续结构，用小波变换的方法，求解终端开路下的阻抗矩阵与反射系数，应用微分等效思想，分析在带状线中心结构与圆孔不连续结构。

2 构建基于系统的不连续结构电路模型

针对射频继电器桥式接触系统，对于其信号传输路径中，在面对面接触部分以及尖劈和圆孔部分都是该接触系统中的不连续结构，在接触部分中，因为触点表面存在凸点，因此在接触面积上只有少数点有真正接触，还会导致接触区与接触表面之间存在一定的间隙，从而使低频情况下的容抗接近无穷大，形成开路。在射频情况下，不应该忽略容抗，对于接触电容中，应该包括接触区域外的平板电容、接触区上的平板电容以及实际接触面电容。之后，可以应用串联法则计算总电容，并根据实际表面高度分布和高斯概率函数可求出等效电容，并在模型构建中可以用轮廓仪扫取接触表面长度，利用Abaqus来建立接触面间的接触模型，从而可以通过软件仿真接触面积。在不连续结构电路模型构建中，对于其接触电阻包括收缩电阻，也包括膜电阻，其总电阻为两者的和，并利用分布表面模型来计算出其收缩电阻，并且可以应用统计模型来估计处两表面距离的nd值，设接触面积为圆，计算收缩电阻，从而测得接触表面的高度值。构建射频继电器桥式系统的不连续结构电路模型中，尖劈结构作为继电器设计过程中的第2个不连续结构，由多组动簧片放射分布在公共静触点周围，以空气为电解质，通过动簧片与接地外壳形成带状传输线，当带状线出现阶梯突变，此时的分布参数就是等效电感。编写微分算法，可以将尖劈分解成串联的突变结构，计算电感的和。并且在继电器中，动簧片的中心圆孔也是系统中的另一处不连续结构，可以被视为一个等效电感网络，根据角频率、动簧片特性导纳、高频信号波长以及小圆孔直径、动簧片尺寸计算等效电感。

3 分析不连续结构电路模型

针对以上结果，我们可以在Advanced Design System中建立基于射频继电器桥式接触系统中不连续结构电路模型，并且设置扫描的频率是1～18 GHz，并匹配上50伏的电源及负载，对不连续结构电路模型进行仿真，从而就可以得到插入损耗同电压驻波比的频率变化关系。基于射频继电器桥式接触系统中的3种不连续结构电路，其中动簧片尖劈不连续性会影响整体射频继电器桥式接触系统的射频性能，不仅是由于尖劈电感作用增加信号辐射强度，同时也加大了系统性能的损耗，因此对于此部分的电力结构应该作为以后优化设计工作的重点。

针对不连续结构电路模型，其中的曲线显示，对于接触部分的插入损耗以及电压驻波比，其值都非常的接近实际理想值，信号在继电器中的反射及损耗程度有所较低，系统接触部分的不连续性只能轻微影响整体信号传输性能。在电路模型仿真中发现，由于低频接触电阻的重要作用，分析其放大图中的曲线，发现系统的接触部分中，其RF性能影响会随着系统频率升高而不断减小，这样就会导致频率升高，系统接触的容抗减小，越来越多的信号通过电容耦合，感染RF性能。射频继电器桥式接触系统中的动簧片中心圆孔，也会对继电器的信号性能产生一定的影响，并且还将会随着继电器系统频率增大而不断的增大。

射频继电器桥式接触系统中，对于其自身的3个不连续结构等效参数，分析研究其对射频性能的影响，不仅在射频同轴继电器接触系统中建立3处是不连续结构的等效电路模型，还给出合理的计算方法，而且也测得射频继电器桥式接触系统中接触表面的特征高度分布，采用统计学中的概率分布模型、统计学中的接触力学及电接触理论知识，应用多种的计算方法计算在多点接触下的接触电容与接触电阻；同时也分析了对于射频继电器桥式接触系统中的不连续结构，对信号 RF性能所产生的影响，信号性能中接触部分的影响较小，射频继电器桥式接触系统中的不连续尖劈RF性能影响较大。对于今后射频继电器桥式接触系统设计中，应该优化设计系统的不连续结构电路，确保RF性能，并能够结合最优化算法优化接触系统的RF

性能。

4 结论

综上所述，为确保信号可以无失真地传输，并能够应用继电器切断射频信号，提升在无线通信、宽带接入以及自动设备控制中的服务水平，应该合理安排射频继电器桥式接触系统不连续结构，确保继电器射频在工作频带下具有最优性能。

参考文献

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