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微波开关知识介绍
来源:武华科技   发布时间:2012-08-20  浏览数:3483    【收藏本页】

PIN二极管开关
    微波开关利用PIN管在直流正、反偏压下呈现近似导通或断开的阻抗特性,实现了控制微波信号通道转换作用。
    PIN二极管的直流伏安特性和PN结二极管是一样的,但是在微波频段却有根本的差别。由于PIN二极管I层的总电荷主要由偏置电流产生,而不是由微波电流瞬时值产生的,所以其对微波信号只呈现一个线性电阻。此阻值由直流偏置决定,正偏时阻值小,接近于短路,反偏时阻值大,接近于开路。因此PIN二极管对微波信号不产生非线性整流作用,这是和一般二极管的根本区别,所以它很适合于做微波控制器件。

主要参数说明
插入损耗与隔离度:
    PIN管实际上存在一定数值的电抗及损耗电阻,因此开关在导通时衰减不为零,称为正向插入损耗,开关在断开时其衰减也非无穷大,称为隔离度。二者是衡量开关优劣的主要指标,一般希望开关的插入损耗小,且隔离度大。

开关时间:
    由于电荷的存贮效应,PIN管从截止转变为导通状态,以及从导通状态转变为截止状态都需要一个过程,这个过程所需的时间为开关时间。脉冲控制信号用曲线a表示,受控微波脉冲包络用曲线b表示,“开通延时”为控制脉冲90%到受控微波脉冲包络10%所需时间;“开关开通时间”为受控微波脉冲包络从10%到90%所需时间,也叫“上升沿”;“关断延时”为控制脉冲的10%到受控微波脉冲包络的90%所需时间,“开关关断时间”为受控微波脉冲包络从90%到10%所需时间,也叫“下降沿“。一般来讲,“开通延时”及“关断延时”主要取决于驱动器电路,而“上升沿”和“下降沿”主要取决于PIN管和偏置电路的选择。

承受功率(功率容量):
    在给定的工作条件下,微波开关能够承受的最大输入功率。它与PIN管功率容量、电路类型(串联或并联)、工作状态(连续波或脉冲)及散热条件等有关。一般地说,PIN开关的功率损坏机理有两种,一是电压击穿(常见于脉冲功率),另一种是热烧毁(常见于连续波)。

电压驻波系数:
    电压驻波系数仅仅反映端口输入、输出匹配情况。端口电压驻波系数最小,开关的插损不一定最小;但插损最小的开关其电压驻波系数肯定小。

视频泄漏:
    调制视频脉冲在射频主线上的直接泄漏,当视频脉冲的调制速度较高且载波频率较低时,泄漏视频的射频能量可能和调制载波混叠,无法用高通滤波器滤除,因而产生误码,所以视频泄漏越小越好。

谐波:
    PIN二极管也具有非线性,因而会产生谐波,PIN开关在宽带应用场合,谐波有可能落在使用频带内引起干扰。南京恒电公司可以为您提供优质的低谐波PIN开关。

分类与结构说明
反射与吸收式:
   反射式开关是通过PIN二极管导通时把输入的微波信号反射回去而起到隔离作用的,因此在“开”状态下的驻波较好,而在“关” 状态下的驻波很差;吸收式开关则采用了负载吸收PIN二极管导通时的反射信号,从而改善了端口驻波,因此其“开”与“断”状态下的驻波都比较好。通常,反射式开关的承受功率要比吸收式开关大些。从工程应用的角度来讲,虽然其价格稍高,但是我们建议选用吸收式开关,因为在关断状态它可以降低系统的级间牵引。

控制方式:
   开关采用TTL信号控制,“1”断“0”通或“1”通“0”断均可。可以与ECL兼容。

接头形式:
   接头主要为SMA系列,或可拆卸式。可拆卸式的开关去掉接头座后,为微带针型接口,可方便地与电路拼装,但此时要注意空间的信号串扰,以免降低系统的隔离度。
 

脉冲调制器
    PIN脉冲调制器常用于对微波连续信号进行脉冲调制,广泛用于雷达、通讯等领域,其原理类同单刀单掷开关。调制器通常要求通断比大,开关速度快(尤其是调制的上升沿和下降沿要好,以保证波形不失真),调制器常采用PIN二极管并联形式实现。

调制度:
   调制器的最大衰减量与插入损耗之比。

调制速度:
   调制器输出的被调制射频脉冲相应于调制视频脉冲的延时,具体定义可参见PIN 开关中关于开关时间的说明。