微波开关

简介

• 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。