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射频开关基础知识

2022/2/8 9:43:48
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我们知道开关的种类有很多,而射频微波开关最突出的特点就是做高频信号的传输路径切换,以满足测试系统的信号传输要求。从工作原理上分类,射频微波开关有机电开关和固态开关,机电开关是依靠机械接触作为其机械机构,而固态开关则有两大类,即FET和PIN二极管,FET开关是创造一个通道(损耗层),让电流从FET的漏极流向源极而形成开关状态。PIN二极管则是由高掺杂的正极性(P)和负极性(N)电荷材料之间夹成的高阻性介质层(I)组成的开关状态。还有一种由FET和PIN组成的叫做混合开关,也有广泛的应用。而从用途上分,则包含了SPDT、多路开关、旁路开关、转换开关、矩阵开关等。


从连接器的种类分(或频率),则有同轴和波导之分。开关的主要规格主要有:频率范围、输入功率、插入损耗、隔离、SWR、重复能力、寿命。


机电开关有如下的特点,从而获得了广泛的应用:


1)频率范围高,机电开关的主要优点之一是传输信号可一直低到直流。上限频率则由同轴结构和连接器决定。开关切换功率的能力在很大程度上决定于开关中信号承载元件的使用材料和开关的设计。应考虑两种切换条件:“热”切换和“冷”切换。


2)机电开关的插入损耗是很低的,从低频时的0.1 dB 到高频时的1.5 dB。这明显优于固态开关的0.5 dB 至6 dB。影响损耗的因素有路径长度、信号承载表面使用的材料、触点的磨损、侵蚀及其它污染。


3)开关的高隔离都是非常重要的,因为它能防止无用信号对所要信号的干扰。隔离是在感兴趣端口检测前经衰减无用信号的大小。


4)开关驻波比(SWR) 规定了连接器和开关信号路径对于理想50 ?传输线匹配的良好程度。在信号路由配置包括会增加测量不确定度的多个串联元件时,低SWR是测试装置设计的关键。


5)重复性是指开关的技术指标经长期反复使用之后变化的度量。开关作为系统部件使用时,其重复性对系统总测量精度至关重要。可定义开关任何指标的重复性,包括插入损耗、反射、隔离和相位。


6)开关寿命规定为使用次数,即开关从一个位置到另一位置,再返回原位置的次数。长的寿命减少了定期维护、停机时间和修理从而降低了使用者的使用成本。开关的控制配有标准的控制电缆和插座,可以方便的分布在系统中,对于同时多个开关


的控制,还可以采用开关驱动的方式,就象一台带GPIB接口的仪器一样,通过GPIB方式进行程控,固态开关在重复性、开关速度、功耗和工作寿命上要比机电开关具有无比的优越性,但其他方面如频率范围、插入损耗、隔离等方面则不如机电开关,因此,明白每种开关的特点能让您正确选择更为合适的微波开关,满足您的测试需要。


下表给出开关的比较,方便您的选择

射频开关基础知识

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