射頻微波開關(guān)可在傳輸路徑內(nèi)高效發(fā)送信號，此類開關(guān)的功能可由四個基本電氣參數(shù)加以表征。

雖然多個參數(shù)與射頻和微波開關(guān)的性能相關(guān)，然而以下四個由于其相互間較強(qiáng)的相關(guān)性而被視為至關(guān)重要的參數(shù):隔離度，插入損耗，開關(guān)時間，功率處理能力。

1.隔離度即電路輸入端和輸出端之間的衰減度，是衡量開關(guān)截止有效性的指標(biāo)。

2.插入損耗(也稱傳輸損耗)為開關(guān)處于導(dǎo)通狀態(tài)下時揚耗的總功率。由于插入揚樣可直接導(dǎo)致系統(tǒng)噪聲系數(shù)的增大，因此對干設(shè)計者而言，插入損鮮是最為關(guān)律的參數(shù)

3.開關(guān)時間是指開關(guān)從“導(dǎo)通”狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)椤敖刂埂睜顟B(tài)以及從“截止”狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)椤皩?dǎo)通”狀態(tài)所需要的時間。該時間上可達(dá)高功率開關(guān)的數(shù)微秒級，下可至低功率高速開關(guān)的數(shù)納秒級，開關(guān)時間的最常幾定義為自輸入控制電床達(dá)到其50%至最終時款前出功率達(dá)到其90%所生的時間。

4.功率處理能力定義為開關(guān)在不發(fā)生任何永久性電氣性能劣化的前提下所能承受的最大射頻輸入功率。

射頻和微波開關(guān)可分為機(jī)電式繼電器開關(guān)以及固態(tài)開關(guān)兩大米，這些開關(guān)可設(shè)計為多種不同構(gòu)型--從單八單擲到可將單個輸入轉(zhuǎn)換成16種不同輸出狀態(tài)的單刀十六擲，或更多擲的構(gòu)型。切換開關(guān)為一種雙刀雙擲構(gòu)型的開關(guān)。此類開關(guān)具有四個端口以及兩種可能的開關(guān)狀態(tài)，從而可將負(fù)載在兩個源之間切換，機(jī)電式繼電器開關(guān)的插入損耗較低(<0.1dB)，隔離度較高(>85dB)，目可以毫秒級的速度切換信號。此類開關(guān)的主要優(yōu)點在于，其可在直流~毫米波(>50GHz)頻率范圍內(nèi)工作，而且對靜電放電不敏感。此外，機(jī)電式繼電器開關(guān)可處理較高的功率水平(達(dá)數(shù)千瓦的峰值功率)且不發(fā)生視頻泄漏。

然而，在機(jī)電式射頻開關(guān)的操作中，有一些問題值得我們注意。此類開關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)使用壽命大約只有100萬次，而目其組件對振動較為敏感。使用壽命是指機(jī)電式開關(guān)在滿足射頻及重復(fù)性要求的情況下所能完成的總開關(guān)次數(shù)。高質(zhì)量或高可靠性機(jī)電式開關(guān)適用于重要更長使用壽命的應(yīng)用場合。此類開關(guān)的可靠性和其他性能極其優(yōu)越，而目使用壽命長達(dá)1000萬次。上述較長使用壽命源自干設(shè)計更為牢固的致動器以及在磁效率和機(jī)械剛性方面更為優(yōu)化的傳動連桿。此外，此類開關(guān)還設(shè)計為可承受更為嚴(yán)酷的環(huán)境條件，并滿足MIL-STD2002標(biāo)準(zhǔn)在正弦和隨機(jī)振動以及機(jī)械沖擊方面的要求。

相比之下，由于固態(tài)射頻開關(guān)的電路裝配較為平坦目不包含較大的元器件，因此其封裝厚度較小且物理尺寸通常小于機(jī)電式開關(guān)固態(tài)射頻開關(guān)使用的開關(guān)元件為高速硅PIN二極管或場效應(yīng)品體管(FET)，或者為集成硅或FET單片微波集成電路。這些開關(guān)元件與電容器，電感器和電阻器等其他芯片組件分立集成于同一電路板上。

使用PIN二極管電路的開關(guān)產(chǎn)品具有更高的功率處理能力，而FET類型的開關(guān)產(chǎn)品通常具有更快的開關(guān)速度。當(dāng)然，由于固態(tài)開關(guān)不包含活動部件，因此其使用壽命是無限的。此外，固態(tài)開關(guān)的隔離度較高(60~>80dB)，開關(guān)速度極快(<<100納秒)，電路的而沖擊/振動性較好。

固態(tài)射頻開關(guān)的其他值得注意的性能包括其插入損耗。固態(tài)射頻開關(guān)在插入損耗方面劣干機(jī)電式開關(guān)。此外，固態(tài)射頻開關(guān)在低頻應(yīng)用中具有局限性。這是因為其工作頻率下限只能到千赫級，而非直流。這一局限源干其所使用半導(dǎo)體二極管固有的載流子壽命特性。

總體而言，與機(jī)電式開關(guān)相比，固態(tài)射頻開關(guān)的可靠性更高，使用壽命更長，開關(guān)速度更快。因此，在對開關(guān)速度和可靠性要求更高的應(yīng)用中，應(yīng)該優(yōu)先選擇固態(tài)射頻開關(guān)在需要寬須段遭蓋低至直流以及低插入損耗的應(yīng)用中，優(yōu)先選擇機(jī)電式開關(guān);在以長使用壽命為絕對要求的應(yīng)用中，優(yōu)先選擇高可靠性開關(guān)固態(tài)射頻開關(guān)可分為吸收型和反射型兩種。吸收型開關(guān)在其每個輸出端口設(shè)置50歐姆終端匹配電阻，從而在通上兩態(tài)皆實現(xiàn)較低的電壓駐波比(VSWR)。設(shè)置于上述輸出端口的終端電阻可吸收入射信號能，而未接終端匹配電阻的端口將反射信號。當(dāng)輸入端信號必須在開關(guān)內(nèi)傳播而過時，上述開放端口即與終端匹配電阻斷開，從而允許該信號的能量可完整地自該開關(guān)傳播而出。吸收型開關(guān)適用于需最大限度減小射頻源所受回波反射的應(yīng)用場合。

相比之下，反射型開關(guān)內(nèi)不設(shè)終端電阻，以達(dá)到降低開放端口的插入損耗的目的。反射型開關(guān)適用于對端口之外的高電壓駐波比不敏感的應(yīng)用場合。此外，在反射型開關(guān)內(nèi)，阻抗匹配由除端口之外的其他構(gòu)件實現(xiàn)。固態(tài)開關(guān)的另一個值得注意的重要特征為其驅(qū)動電路。某些類型的固態(tài)開關(guān)內(nèi)集成有輸入控制電壓驅(qū)動器，這些驅(qū)動器的輸入控制電壓邏輯狀態(tài)可實現(xiàn)特定的控制功能--為保證二極管可獲得反向或正向偏置電壓提供必要電流。如您使用中還有其他問題，歡迎登錄西安普科電子科技.

審核編輯：湯梓紅