射频微波开关基础知识

射频开关基础

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 Ω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。

举个例子，帮助大家了解。如下表