本申请涉及到天线前端技术领域，特别是涉及一种双刀多掷开关电路板及天线前端装置。
背景技术：
毫米波全息成像安检系统具有宽带、实时、三维全息的技术特征，在机场安检的应用中能够穿透人体衣物，对人体隐匿物品包括枪支、刀具、炸药等危险品进行检测与识别，发射的毫米波对人体无害，因而体现了安全、快速、检测率高的特点，成为现行金属安检门、x光安检仪等安检手段的良好补充。
在现有的毫米波安检设备中，天线前端装置通常是采用阵列式驱动方式，其只能实现同一时刻打开一个天线收发单元，效率低，信号较弱。
技术实现要素：
本申请提供一种双刀多掷开关电路板及天线前端装置，能够解决现有技术中天线收发效率低、信号弱的问题。
本申请采用的一个技术方案是：提供一种双刀多掷开关电路板，应用于天线前端装置，包括：依次层叠连接设置的驱动电路层、驱动板层、胶合层、高频线路板层以及开关电路层；驱动电路层通过至少一个贯穿驱动板层、胶合层以及高频线路板层的金属通孔给开关电路层实现供电；开关电路层设置有一双刀多掷开关电路，该双刀多掷开关电路包括两个单刀多掷开关电路，其中两个单刀多掷开关电路的输出端交叉间隔设置。
本申请采用的另一个技术方案是：提供一种天线前端装置，至少包括如上所述的双刀多掷开关电路板。
本申请的有益效果是：区别于现有技术，本申请通过提供一种双刀多掷开关电路板，其开关电路层包括两个单刀多掷开关电路，其中两个单刀多掷开关电路的输出端交叉间隔设置，从而可以通过同时控制两个单刀多掷开关电路的开通，实现同时打开两个天线收发单元，能够提高信号控制效率，提高输出信号强度，有利于后续对接收信号的处理；
进一步地，本申请的双刀多掷开关电路板通过将驱动电路层和开关电路层安装在同一板的相对的两侧，一方面可以节省整个开关电路板的体积，一方面可以直接实现供电，而不需要重新进行人工的架线，从而节省人力与成本，也不会导致安装时的线路混乱等。
附图说明
图1是本申请一种双刀多掷开关电路板一实施例的结构示意图；
图2是本申请提供的一种双刀三十二掷开关的结构示意图；
图3是本申请提供的一种双刀三十二掷开关的另一结构示意图；
图4是本申请提供的一种双刀三十二掷开关的再一结构示意图；
图5是本申请提供的一种单刀十六掷开关的等效电路图；
图6是本申请提供的一种双刀二十六掷开关的结构示意图；
图7是本申请一种天线前端装置一实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
另外，若本申请实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本申请要求的保护范围之内。
请参阅图1，图1是本申请提供的一种双刀多掷开关电路板一实施例的结构示意图。该双刀多掷开关电路板100可应用于天线前端装置，例如应用于安检设备的阵列天线前端装置。
如图1所示，双刀多掷开关电路板100包括：依次层叠连接设置的驱动电路层110、驱动板层120、胶合层130、高频线路板层140以及开关电路层150。
其中，驱动板层120为印刷电路板，其具体可以是rf4板，具有相对较高的介电常数，其表层可以通过蚀刻、图案化等方式设置驱动电路层110，其驱动电路层110可以加入逻辑控制电路和驱动电路进行信号的输出控制，从而用于给开关电路层150供电及控制。
高频线路板层140可以为介电常数相对较低的罗杰斯5880软介质电路板或罗杰斯3003等，其低于驱动板层120的介电常数，利于毫米波信号等的传输，可以通过蚀刻、微组装工艺在高频线路板层140上制作开关电路层150。
高频线路板层140与驱动板层120可以通过胶合在其中间形成胶合层130而实现固定，也可以通过压合、烧结等方式实现相互固定的结构。
其中，该双刀多掷开关电路板100进一步包括了若干个贯穿驱动板层120、胶合层130以及高频线路板层140的由金属填充的通孔160，从而实现驱动电路层110与开关电路层150的电性连接，以使得驱动电路层110给开关电路层150进行供电。
其中，驱动电路层110为开关电路层150中的开关电路提供直流电压及控制信号。驱动电路层110设置有电源芯片、逻辑控制芯片、驱动芯片，通过驱动芯片给开关电路(例如毫米波开关)进行逻辑控制。
本实施例中，双刀多掷开关电路板通过将驱动电路层和开关电路层安装在同一板的相对的两侧，一方面可以节省整个开关电路板的体积，一方面可以直接实现供电，而不需要重新进行人工的架线，从而节省人力与成本，也不会导致安装时的线路混乱等。
结合图2所示，为了实现同时打开两个天线收发单元，提高信号控制效率，该双刀多掷开关电路板100的开关电路层150设置有两个单刀多掷开关电路201和202，形成一双刀多掷开关电路。
其中，两个单刀多掷开关电路201和202的输出端201a和202a交叉间隔设置。
具体地，两个单刀多掷开关电路201和202可以定义为第一单刀多掷开关电路201和第二单刀多掷开关电路202，第一单刀多掷开关电路201包括多个第一输出端201a，第二单刀多掷开关电路202包括多个第二输出端202a。
其中，第一输出端201a和第二输出端202a交叉间隔设置。例如图2所示，第一单刀多掷开关电路201和第二单刀多掷开关电路202均为单刀十六掷开关，其组成一个双刀三十二掷开关电路。如图2所示，第一输出端201a和第二输出端202a呈一列设置，其中两个第一输出端201a后面设置两个第二输出端202a，则在控制第一单刀多掷开关电路201和第二单刀多掷开关电路202同时选择打开其一个输出端时，当前扫描时刻，第一单刀多掷开关电路201打开其第一个输出端201a(如图2中标号为1的输出端)，第二单刀多掷开关电路202也打开其第一个输出端202a(如图2中标号为3的输出端)，在下一扫描时刻，第一单刀多掷开关电路201打开其第三个输出端201a(如图2中标号为5的输出端)，第二单刀多掷开关电路202也打开其第三个输出端202a(如图2中标号为7的输出端)，以此类推，完成一次循环扫描需要开关八次。
优选地，为了充分利用收发单元，实现充分扫描，获取更多处理信号，如图3所示，该第一输出端201a和第二输出端202a一一交叉间隔设置，此时，完成一次循环扫描需要开关十六次。
当然，在其他实施例中，第一输出端201a和第二输出端202a交叉间隔设置的结构也可以是其他形式，例如每一个第一输出端201a之后设置两个第二输出端202a的结构。
如图2和图3所示，第一单刀多掷开关电路201和第二单刀多掷开关电路202具体可以均是单刀十六掷开关电路，其均包括一个信号输入端201b/202b与十六个信号输出端201a/202a，其均可以通过时序电路进行控制选通十六个输出端201a/202a。
具体地，该双刀多掷开关电路板100的开关电路层150还包括了同轴-微带结构(图未示)，其设置在了开关电路201/202的输入端201b/202b，具体可以通过仿真的尺寸加工后安装玻璃绝缘子或同轴连接器等，从而实现将输入的第一同轴传输信号和第二同轴传输信号分别转换成第一微带传输信号和第二微带传输信号，同时，其输入端201b/202b与输出端201a/202a之间通过微带线141a/141b进行连接，以用于传输信号。而且，通过驱动电路层110的逻辑控制电路(图未示)进行多个输出信号的时序控制，微带传输信号经过开关电路201/202后，进入设置在输出端201a/202a的微带-波导转换结构(图未示)，进一步会被转换成波导传输信号，即第一微带传输信号和第二微带传输信号分别被转换成第一波导传输信号和第二波导传输信号。
其中，该双刀多掷开关电路板100还包括了具有一定深度的波导短路面133，波导短路面133通过在驱动板层120、胶合层130及高频线路板层140上进行挖槽形成，与开关电路201/202的输出端201a/202a相连接，用于将波导传输信号输出。在具体场景中，该双刀多掷开关电路板100还可以进一步连接喇叭天线等，从而实现阵列开关天线的功能。
进一步地，如图2和图3所示，其每个单刀十六掷开关电路均可以由一个第一单刀四掷开关131a/131b与四个第二单刀四掷开关132a/132b所组成的，其中第一单刀四掷开关131a/131b具有一个信号输入端201b/202b与四个信号输出端，其中四个信号输出端分别通过微带线141a/141b与四个第二单刀四掷开关132a/132b的输入端相连接，因此可以通过逻辑控制第一单刀四掷开关131a/131b选通四个输出端，进一步通过四个第二单刀四掷开关132a/132b选通十六个输出端201a/202a。
其中，每个单刀四掷开关131a/131b/132a/132b包括：具有一个输入端及四个输出端的开关芯片，具有一个信号输入端及四个信号输出端的射频匹配电路，以及具有五个直流偏置控制端的直流偏置匹配电路。其中开关芯片由共用输入端的四条开关通路组成，每条开关通路由pin开关二极管串并联形成，射频匹配电路的信号输入端及四个信号输出端分别与开关芯片的输入端及四个输出端相连，用于匹配射频信号，直流偏置匹配电路用于通过直流偏置控制pin开关二极管的截止或者导通，从而控制各条开关通路的截止与导通，实现射频信号的选通。这里的射频信号可以是微波信号或者毫米波信号。
在其他实施例中，如图4所示也可以通过一个单刀二掷开关231a/231b和两个单刀八掷开关232a/232b进行组合形成单刀十六掷开关301/302，最终形成双刀三十二掷开关。或者，一个单刀八掷与八个单刀两掷开关进行组合形成单刀十六掷开关。
在具体实施例中，还可以对多个pin管进行搭配形成单刀十六掷开关，如图5所示，为单刀十六掷开关的等效电路图，其包括32个pin管。每一路都含有一个或多个串联的二极管及一个或多个并联二极管。
在其他实施例中，如图6所示，还可以采用两个单刀十三掷开关电路501、502形成一个双刀二十六掷开关电路。
具体地，如图5所示，每个单刀十三掷开关电路501/502，包括一个信号输入端与十三个信号输出端，可以通过时序电路进行控制选通十三个输出端。本实施例中的单刀十三掷开关电路501/502可以通过上述实施例中的单刀十六掷开关进行空置三个输出端而实现。
例如，每个单刀十三掷开关电路501/502包括一个第三单刀四掷开关503与四个第四单刀四掷开关504所组成的，其中第三单刀四掷开关503具有一个信号输入端与四个信号输出端，其中四个信号输出端分别通过微带线与四个第四单刀四掷开关504的输入端相连接，因此可以通过时序逻辑控制第三单刀四掷开关503选通四个输出端，进一步通过四个第四单刀四掷开关504选通十六个输出端，随后选择其中的十三个输出端510作为信号输出端，空置剩余的三个输出端。例如图6中，单刀十三掷开关电路501选择标号1～13的13个输出端作为信号输出端，空置标号14～16的三个输出端，而单刀十三掷开关电路502选择标号17～29的13个输出端作为信号输出端，空置标号30～32的三个输出端。其中，其十三个输出端510可以设置有微带-波导转换结构或微带-同轴转换结构(图未示)。当设置有微带-同轴转换结构时，可以进一步作为后续单刀两百零八掷开关电路的一级端。
在具体场景中，例如将该双刀多掷开关应用到毫米波安检设备的天线扫描装置中，由于毫米波安检设备需要进行全身的大范围扫描，所以可能需要多个输出端，具体可以为四百一十六掷的输出端，其可以由两个单刀两百零八掷开关电路形成，每个开关电路具有可以通过上述所得的单刀十三掷开关与单刀十六掷开关组合形成。具体是一个单刀十三掷开关作为一级端，十三个单刀十六掷开关作为二级端分别连接在单刀十三掷开关的十三个输出端上，也可以是一个单刀十六掷开关作为一级端，十六个单刀十三掷开关作为二级端分别连接在单刀十六掷的十六个输出端上，从而形成了13*16个输出端。
在其他实施例中，可以依据实际的需求，从而实现不同的输出口的数量。
综上所述，本申请通过提供一种双刀多掷开关电路板，其包括驱动电路层、驱动板层、胶合层、高频线路板层以及开关电路层，其通过将驱动电路层和开关电路层安装在同一板的相对的两侧，一方面可以节省整个开关电路板的体积，一方面可以直接实现供电，而不需要重新进行人工的架线，且进一步地，其开关电路层包括两个单刀多掷开关电路，其中两个单刀多掷开关电路的输出端交叉间隔设置，从而可以通过同时控制两个单刀多掷开关电路子板的开通，实现同时打开两个天线收发单元，能够提高信号控制效率，提高输出信号强度，有利于后续对接收信号的处理。
此外，本申请提供了一种单刀十六掷开关、单刀十三掷开关等的制作思路，能够满足毫米波安检设备上的需求，且大大减少了占用面积。
如图7所示，本申请还提供一种天线前端装置200，其包括一个双刀多掷开关电路板210。该双刀多掷开关电路板210的结构可以参考本申请上述实施例提供的双刀多掷开关电路板100。
此外，该天线前端装置200还可以包括信号源220等。该信号源220连接双刀多掷开关电路板210的输入端，用于给双刀多掷开关电路板210提供输入信号。
该天线前端装置200可以应用于毫米波安检仪、服装定制设备、通信设备等。
本实施例的天线前端装置通过采用双刀多掷开关电路板，其包括驱动电路层、驱动板层、胶合层、高频线路板层以及开关电路层，其通过将驱动电路层和开关电路层安装在同一板的相对的两侧，一方面可以节省整个开关电路板的体积，一方面可以直接实现供电，而不需要重新进行人工的架线，且进一步地，其开关电路层包括两个单刀多掷开关电路，其中两个单刀多掷开关电路的输出端交叉间隔设置，从而可以通过同时控制两个单刀多掷开关电路子板的开通，实现同时打开两个天线收发单元，能够提高信号控制效率，提高输出信号强度，有利于后续对接收信号的处理。
以上仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结果或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。
1.一种双刀多掷开关电路板，应用于天线前端装置，其特征在于，包括：依次层叠连接设置的驱动电路层、驱动板层、胶合层、高频线路板层以及开关电路层；
所述驱动电路层通过至少一个贯穿所述驱动板层、胶合层以及高频线路板层的金属通孔给所述开关电路层实现供电及控制；
所述开关电路层设置有一双刀多掷开关电路，所述双刀多掷开关电路包括两个单刀多掷开关电路，其中所述两个单刀多掷开关电路的输出端交叉间隔设置。
2.根据权利要求1所述的双刀多掷开关电路板，其特征在于，所述两个单刀多掷开关电路定义为第一单刀多掷开关电路和第二单刀多掷开关电路，所述第一单刀多掷开关电路包括多个第一输出端，所述第二单刀多掷开关电路包括多个第二输出端，所述第一输出端和所述第二输出端一一交叉间隔设置。
3.根据权利要求1所述的双刀多掷开关电路板，其特征在于，所述两个单刀多掷开关电路的输入端分别用于接收第一同轴传输信号和第二同轴传输信号，并分别通过同轴-微带转换结构将所述第一同轴传输信号和第二同轴传输信号转换成第一微带传输信号和第二微带传输信号，所述两个单刀多掷开关电路的输出端分别设置有微带-波导转换结构，并分别通过所述微带-波导转换结构将所述第一微带传输信号和所述第二微带传输信号转换成第一波导传输信号和第二波导传输信号。
4.根据权利要求3所述的双刀多掷开关电路板，其特征在于，还包括波导短路面，所述两个单刀多掷开关电路的输出端分别连接所述波导短路面以将所述第一波导传输信号和所述第二波导传输信号进行输出。
5.根据权利要求1所述的双刀多掷开关电路板，其特征在于，所述两个单刀多掷开关电路均为单刀十六掷开关电路、单刀十三掷开关电路或单刀两百零八掷开关电路。
6.根据权利要求3所述的双刀多掷开关电路板，其特征在于，所述两个单刀多掷开关电路均包括一个第一单刀四掷开关与四个第二单刀四掷开关，其中所述第一单刀四掷开关的输入端用于接收同轴传输信号，所述第一单刀四掷开关的四个输出端分别与所述四个第二单刀四掷开关的输入端相连，所述四个第二单刀四掷开关的十六个输出端分别设置有一个所述微带-波导转换结构。
7.根据权利要求3所述的双刀多掷开关电路板，其特征在于，所述两个单刀多掷开关电路均包括一个单刀二掷开关与两个单刀八掷开关，其中所述单刀二掷开关的输入端用于接收同轴传输信号，所述单刀二掷开关的两个输出端分别与所述两个单刀八掷开关的输入端相连，所述两个单刀八掷开关的十六个输出端分别设置有一个所述微带-波导转换结构。
8.根据权利要求3所述的双刀多掷开关电路板，其特征在于，所述开关电路均包括第三单刀四掷开关与四个第四单刀四掷开关，其中所述第三单刀四掷开关的输入端用于接收同轴传输信号，所述第三单刀四掷开关的四个输出端分别与所述四个第四单刀四掷开关的输入端相连，所述四个第四单刀四掷开关的十六个输出端中的十三个所述输出端分别设置有一个所述微带-波导转换结构或微带-同轴转换结构。
9.根据权利要求1所述的双刀多掷开关电路板，其特征在于，所述驱动板层的介电常数高于所述高频线路板层的介电常数。
10.一种天线前端装置，其特征在于，至少包括如权利要求1-9任一项所述的双刀多掷开关电路板。
技术总结