微波射频之开关参数说明

微波射频之开关参数说明

备注：整理的资料均是产品选择时的基本参数，具体工作原理不作详细介绍，可参见相关参考书目。

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和关断的阻抗特性，实现了控制微波信号通道转换的作用。

PIN二级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本质的区别。由于PIN二级管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形电阻。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，接近于断路。因此PIN二极管对于微波信号不产生非线形整流作用，这是和一般二极管的本质区别，所以适合用于微波控制器件。

主要参数说明

插入损耗和隔离度

PIN管实际存在一定数值的电抗和损耗电阻，因此开关在导通时衰减不为零，成为正向插入损耗，开关在断开时其衰减也非无穷大，成为隔离度。二者时衡量开关的主要指标，一般希望插入损耗小，而隔离度大。

开关时间

由于电荷的存储效应，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，这个过程所需要的时间成为开关时间。

“开通延时”为控制脉冲90％到受控微波脉冲包络10％所需的时间；

“开关开通时间”为受控微波脉冲包络从10％到90％所需要的时间，也成为“上升沿”；

“关断延时”为控制脉冲10％到受控微波脉冲包络90%所需要的时间；

“开关关断时间”为受控微波脉冲包络从90％到10％所需要的时间，也成为“下降沿”。

一般“开通延时”和“关断延时”取决于驱动器电路，而“上升沿”和“下降沿”取决于PIN管和偏置电路的选择。

承受功率

在给定的工作条件下，微波开关所能承受的最大输入功率。与PIN管功率容量、电路类型（串联或者并联）、工作状态（CW和脉冲）给散热条件有关。一般损坏机理有两种：电压击穿,常见于脉冲功率；热烧毁，常见于CW。

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，开关的损耗不一定最小；但是差损最小的开关其电压驻波系数肯定小。

谐波

PIN二极管具有非线性，因此会产生谐波，当应用于较宽的场合时，谐波可能落入带内而无法滤除，所以要给予重视。

结构说明

反射与吸收式开关：

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”状态下驻波关系较好，而在“关”状态下驻波很差；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的大一些，但是价格相对要便宜一些。而吸收式开关可以降低在关断状态下对系统的级间牵引。