HF-Schalter mit herausragender Leistung
Ein Hochfrequenz (HF)-Schalter spielt eine entscheidende Rolle bei der Signalweiterleitung zwischen verschiedenen Pfaden innerhalb der HF-Schaltung. Hier ist eine detaillierte Aufschlüsselung seiner Funktion und Bedeutung:
- Signalweiterleitung: HF-Schalter ermöglichen die Auswahl verschiedener Signalpfade innerhalb eines Kommunikationssystems. Diese Weiterleitungsfunktion ist entscheidend für die Weiterleitung von HF-Signalen von einer Komponente zur anderen, z. B. von einem Sender zu einer Antenne oder zwischen verschiedenen Antennenelementen.
- Frequenzbandauswahl: In Mobilfunknetzen ermöglichen HF-Schalter die Auswahl verschiedener Frequenzbänder. Diese Fähigkeit ist entscheidend für die Unterstützung mehrerer Standards (z. B. GSM, LTE, 5G) und Frequenzbänder in einem einzigen Gerät. Durch das Umschalten zwischen verschiedenen Frequenzbändern kann ein Gerät in verschiedenen Mobilfunknetzen und -frequenzen arbeiten.
- Antennenumschaltung: HF-Schalter werden verwendet, um zwischen mehreren Antennen umzuschalten. Beispielsweise verwalten HF-Schalter in MIMO (Multiple Input Multiple Output)-Systemen die Verbindungen zu verschiedenen Antennen, um die Signalstärke und -qualität zu optimieren.
- Sende-/Empfangsumschaltung (T/R): In Sender-Empfänger-Systemen erleichtern HF-Schalter das Umschalten zwischen Sende- und Empfangsmodus. Diese Funktion ist für Time-Division-Duplex (TDD)-Systeme von entscheidender Bedeutung, bei denen dasselbe Frequenzband sowohl zum Senden als auch zum Empfangen verwendet wird, jedoch zu unterschiedlichen Zeiten.
- Redundanz und Fehlertoleranz: In Rundfunksystemen bieten HF-Schalter Redundanz, indem sie im Falle eines Ausfalls auf Backup-Komponenten oder -Pfaden umschalten. Dies gewährleistet den kontinuierlichen Betrieb und die Zuverlässigkeit des Kommunikationssystems.
- Signaltests und -überwachung: HF-Schalter werden häufig in Test- und Messaufbauten verwendet, um Signale zu verschiedenen Testpunkten oder Instrumenten zu leiten, ohne Kabel manuell umzuverbinden. Dies ermöglicht eine effiziente und automatisierte Prüfung und Überwachung der HF-Leistung.
Ein Koaxialer 2-Wege Schalter (DPDT) 300 W 0.617-5.925 GHz 24 VDC 4.3-10 Buchse IM-arm zeichnet sich durch geringe Intermodulation und seine Langlebigkeit für Test- und Messanwendungen in Laboren aus. Ein SPINNER Präzisions-Übergangsverbinder erhöht die Lebensdauer der Messgeräte-Steckverbinder erheblich und spart damit langfristig Geld.
Ein Koaxialer 2-Wege Schalter (DPDT) 300 W 0.617-5.925 GHz 24 VDC 4.3-10 Buchse IM-arm garantiert hervorragende IM-Eigenschaften von einer maximalen passiven Intermodulation (IM3) von -165 dBc und niedrige VSWR Werte.
Die Schutzklasse ist IP 40.
Mit dem Steckverbinder-System 4.3-10 werden die Anforderungen der Mobiltelefonie an Größe, Robustheit, Leistung und weitere relevanten Parameter erfüllt. Die geringe Grundfläche ermöglicht den Einsatz kleinerer Komponenten, mindert Risiken durch unsachgemäß montierte Ausrüstung und bietet herausragende elektrische Eigenschaften.
Eingebaute Schalter verwenden ein hypozykloides Getriebe. Diese Technologie ermöglicht es, einen extrem kompakten Schalterantrieb und eine sehr kurze Schaltzeit zu kombinieren. Ein ausgeklügeltes mechanisches Design gewährleistet, dass die Hilfskontakte (z. B. für eine Trägersicherheitsverriegelung) vor dem Öffnen und nach dem Schließen der HF-Kontakte betätigt werden. Somit verhindern SPINNER-Schalter zuverlässig versehentliches Schalten unter Last ('Hot Switching').
Der Antrieb und die Schalterbasis (Rotor) eines hypozykloiden Getriebemechanismus sind durch einen speziellen von SPINNER entwickelten Getriebemechanismus verbunden. Dieser Mechanismus variiert das Drehmoment und die Winkelgeschwindigkeit über den Drehbereich des Schalters. Anfangs ist das Drehmoment sehr hoch, während die Winkelgeschwindigkeit des Schalterrotors sehr niedrig ist. Dann nimmt die Winkelgeschwindigkeit mit zunehmendem Winkel stetig zu, während das Drehmoment abnimmt. Nach dem Durchlaufen der Mitte des Bereichs kehrt sich dies um: die Winkelgeschwindigkeit nimmt ab, während das Drehmoment zunimmt. Der Antrieb verriegelt mechanisch in beiden Endpositionen.
Aufgrund der sehr kompakten Abmessungen und der hohen Betriebssicherheit werden SPINNER-Schalter bevorzugt in Systemen eingesetzt, die ein hohes Maß an Zuverlässigkeit erfordern. Die von SPINNER entwickelten 2+1- und 4+1-Schalteinheiten bieten eine hervorragende Lösung, um Redundanzsysteme für unterbrechungsfreien Betrieb zu ermöglichen. Mit nur einer Rack-Einheit als 19"-Schublade kann dieses kompakte Schaltsystem den Sendebetrieb von Außenstationen trotz des Ausfalls eines Kanals aufrechterhalten.
Der Schalter bietet folgende Vorteile:
- geringer Einfügungsverlust und hohe Isolation
- niedriger VSWR über den gesamten Frequenzbereich
- kurze Schaltzeiten und hohe Zuverlässigkeit
- lange Lebensdauer bis zu 2 Millionen Schaltzyklen für Schalter mit mechanischem Antrieb, nahezu unbegrenzte Lebensdauer für Schalter mit PIN-Dioden
Ein selbstverriegelnder, selbstabschaltender Aktuator mit Solenoid-Antrieb in einem Hochfrequenz (HF) Schalter funktioniert, indem ein Solenoid verwendet wird, um die internen Komponenten des Schalters zu bewegen. So funktioniert es:
- Solenoid-Antrieb: Wenn ein elektrischer Strom durch die Solenoidspule fließt, erzeugt er ein Magnetfeld, das einen Kolben oder Anker bewegt, um den Schalter zu betätigen oder zu lösen.
- Selbstverriegelungsmechanismus: Sobald das Solenoid den Schalter bewegt, hält ein Verriegelungsmechanismus den Schalter in der neuen Position ohne kontinuierliche Stromversorgung, was energieeffizient ist.
- Selbstabschaltung: Nachdem der Schalter verriegelt ist, wird die Solenoidleistung automatisch abgeschaltet, um Überhitzung zu verhindern und den Energieverbrauch zu reduzieren.
Dieser Mechanismus ermöglicht präzises und zuverlässiges Schalten in HF-Anwendungen, gewährleistet minimalen Signalverlust und einen stabilen Betrieb über einen weiten Frequenzbereich.
Ein Double Pole Double Throw (DPDT) Schalter ist ein elektrischer Schalter, der zwei separate Stromkreise steuern kann, wobei jeder mit einem von zwei Ausgängen verbunden werden kann. Im Wesentlichen hat er zwei Pole (jeder Pol ist ein separater Stromkreis) und zwei Schaltstellungen (zwei verschiedene Ausgangspositionen für jeden Pol). Diese Konfiguration ermöglicht es dem Schalter, jeden Eingang zu einem von zwei Ausgängen zu leiten, was Vielseitigkeit in der Steuerung von Stromkreisen bietet. DPDT-Schalter werden häufig in Anwendungen verwendet, die eine Polaritätsumkehr oder die Fähigkeit erfordern, zwischen zwei verschiedenen Stromquellen zu wechseln.
