第八章微波控制电路-(1.微波开关)PPT课件

S 21 2
2Y0
2Y0
MA47899-030
正向插损 10 log( 1 ) 10 log((1 GD )2 (1 BD )2 )＝0.1dB
反向衰减
10 log(
S 21 1
2
)
10 log((1
2Y0 GD )2
(1
2Y0 BD )2 )
14.06dB
S 21 2
2Y0
2Y0
微波电子线路
2、单刀单掷开关；（串联型）
Z0
Z0
模
模
区
区
Z0
ZD
Z0
1
2
ZD
S



2Z0 Z 2Z0
D
2Z0 Z D
2Z0
2Z0

ZD

ZD
2Z0 Z D
L 10 log( 1 ) 10 log((1 RD )2 (1 X D )2 )
微波电子线路
各种类型的PIN管控制电路,就其本质来讲,都是利用 PIN管的阻抗变化特性故我们先讨论PIN管的特性再讨论微 波开关、微波相移器等几种常见的微波控制电路.
(一)PIN二极管
I

P
或
N

微波电子线路
PIN二极管的结构如上图所示.两边分别为重掺杂的 P 型和 N 型半导体中间夹一层电阻率很高的本征半导体I层, 故称为PIN二极管.中间层不可能做成理想的本征半导体, 所以真正的I层是不存在的,它多少含有少量杂质(其电阻
800 GHz
MA-47892-109
正向插损 10 log( 1 ) 10 log((1 GD )2 (1 BD )2 )＝1.26dB
S 21 2
2Y0
2Y0
反向衰减

10 log(
1 S 21
2
)

10 log((1
GD 2Y0
)2

(1
BD 2Y0
)2
)

12.75dB
微波电子线路
参数
Cj Rf
Rr Ls Cp
fC 1 (2C j R f Rr )
MA-47892-109 1 pF 0.4 0.4 0.3 nH
0.08 pF 5 s
350 GHz
MA47899-030 0.1 pF 0.4 0.4 0.3 nH 0.18 pF 0.5 s
率典型值约为1000欧姆厘米).若含有P型杂质则称为 层,PIN可以称为PN管.如若含有N型杂质则称为 层,PIN 管可以称为P N管.
PIN二极管的等效电路如下图所示,图(a)是在正向偏置 时的等效电路,我们可以把此等效电路简化为一个电阻 R f , 此电阻随着偏置电流而变化,偏置电流小则等效电阻大,偏 置电流大则等效电阻小,在完全导通时等效电阻很小(小于1 欧姆),我们可以认为等效电阻为零.
Y0
YD Y0
Y0
Y0
Y0
YD Y0
Y0
Y0
微波电子线路
4、单刀双掷开关
1 4

gБайду номын сангаас
1 4

g
Z0
Z0
Z0
Z0
Z0
改善插入损耗或隔离度同样可以采用电抗补偿电路。
微波电子线路
串联SPDT开关
并联SPDT开关
隔离度
MA-47899芯片
并联SPDT开关 插入损耗
3GHz
串联SPDT开关
S21 2
2Z0
2Z0
模 区
正偏衰减曲线
3
反偏衰减曲线
f
微波电子线路
参数
Cj Rf
Rr Ls Cp
fC 1 (2C j R f Rr )
MA-47892-109 1 pF 0.4 0.4 0.3 nH
0.08 pF 5 s
350 GHz
MA47899-030 0.1 pF 0.4 0.4 0.3 nH 0.18 pF 0.5 s
MA47899-030
正向插损 10 log( 1 ) 10 log((1 GD )2 (1 BD )2 )＝0.029dB
S21 2
2Y0
2Y0
反向衰减 10 log( 1 ) 10 log((1 GD )2 (1 BD )2 ) 12.84dB
S 21 2
微波电子线路
微波控制电路的各种控制功能是通过控制 元件来实现的.目前可采用的控制元件,主要是 微波半导体器件和微波铁氧体器件.由于微波 半导体器件具有控制功率小、控制速度快和体 积小、重量轻等优点因此它比铁氧体器件应用 的更广泛.作为微波半导体控制器件主要有PIN 二极管、变容二极管和肖特基二极管.但是,由 于PIN二极管具有可控功率大、损耗小以及在 正反偏置下能得到近似短路和近似开路的特性, 所以几乎在大多数的控制电路中都采用PIN管.
800 GHz
MA-47892-109
正向插损 10 log( 1 ) 10 log((1 GD )2 (1 BD )2 )＝0.05dB
S21 2
2Y0
2Y0
反向衰减 10 log( 1 ) 10 log((1 GD )2 (1 BD )2 ) 0.805dB
微波电子线路
Rj
Ci
Cj
Rj
Cj
Rf
Rj
Cj
Rr
Rs
Rs
图(a)
图(b)
图(b)是在反向偏置时的等效电路,我们可以把此等效电R r 路简化为一个电阻 ,和电容的串联,此电阻随着偏置电 流而变化,当反向饱和电流很小时等效电阻大,在完全截 止时等效电阻很大(大于1000欧姆),我们可以认为等效电 阻为无限大.
微波电子线路
第七章 微波控制电路
微波电子线路
第七章 微波控制电路 微波控制电路是指那些用来控制微波信号
的传输路径、大小和相位的电路.近几年来,随 着相控阵雷达、移动通信、卫星通信以及微波 测量技术等方面的发展,微波控制电路的应用日 益广泛且越来越多受到人们的重视.至今已出现 了大量各种类型的微波控制电路和芯片.例如; 微波开关、数字相移器、电调衰减器、微波调 制器、以及微波限幅器等等,在微波技术的许多 领域中起着很重要的作用。
2Y0
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微波电子线路
3、单刀单掷开关电抗补偿技术； 对串、并联开关的插损和隔离公式的研究表明，开关电路的性能受器件
电抗或电纳的限制，因此器件电抗的补偿提供了改善开关性能的可能。 我们考虑并联开关的插入损耗。开关在高阻的状态下，PIN 二极管都可
以用一个高阻和一个小电容的并联组合来等效，高阻状态下的总导纳可以用 一个与电容并联的幅度相等的感性电纳来降低，形成并联谐振，来降低插入 损耗。其隔离度也可以由在低阻状态下的开关器件的感抗，串接一个外加合 适的电容进行补偿而获得改善。