微波射頻之開關參數(shù)說明

備注：整理的資料均是產(chǎn)品選擇時的基本參數(shù)，具體工作原理不作詳細介紹，可參見相關參考書目。

PIN二極管開關

微波開關利用PIN管在直流正、反偏壓下呈現(xiàn)近似導通和關斷的阻抗特性，實現(xiàn)了控制微波信號通道轉換的作用。

PIN 二級管的直流伏安特性和PN結二極管是一樣的，但是在微波頻段卻有本質的區(qū)別。由于PIN二級管I層的總電荷主要由偏置電流產(chǎn)生，而不是由微波電流瞬時值產(chǎn)生的，所以其對微波信號只呈現(xiàn)一個線形電阻。此阻值由直流偏置決定，正偏時阻值小，接近于短路，反偏時阻值大，接近于斷路。因此PIN二極管對于微波信號不產(chǎn)生非線形整流作用，這是和一般二極管的本質區(qū)別，所以適合用于微波控制器件。

主要參數(shù)說明

插入損耗和隔離度

PIN管實際存在一定數(shù)值的電抗和損耗電阻，因此開關在導通時衰減不為零，成為正向插入損耗，開關在斷開時其衰減也非無窮大，成為隔離度。二者時衡量開關的主要指標，一般希望插入損耗小，而隔離度大。

開關時間

由于電荷的存儲效應，PIN管從截止轉變?yōu)閷顟B(tài)，以及從導通狀態(tài)轉變?yōu)榻刂範顟B(tài)都需要一個過程，這個過程所需要的時間成為開關時間。

“開通延時”為控制脈沖90％到受控微波脈沖包絡10％所需的時間；

“開關開通時間”為受控微波脈沖包絡從10％到90％所需要的時間，也成為“上升沿”；

“關斷延時”為控制脈沖10％到受控微波脈沖包絡90%所需要的時間；

“開關關斷時間”為受控微波脈沖包絡從90％到10％所需要的時間，也成為“下降沿”。

一般“開通延時”和“關斷延時”取決于驅動器電路，而“上升沿”和“下降沿”取決于PIN管和偏置電路的選擇。

承受功率

在給定的工作條件下，微波開關所能承受的最大輸入功率。與PIN管功率容量、電路類型（串聯(lián)或者并聯(lián)）、工作狀態(tài)（CW和脈沖）給散熱條件有關。一般損壞機理有兩種：電壓擊穿，常見于脈沖功率；熱燒毀，常見于CW。

電壓駐波系數(shù)

電壓駐波系數(shù)僅僅反映端口輸入輸出匹配情況。端口電壓駐波系數(shù)最小，開關的損耗不一定最小；但是差損最小的開關其電壓駐波系數(shù)肯定小。

諧波

PIN二極管具有非線性，因此會產(chǎn)生諧波，當應用于較寬的場合時，諧波可能落入帶內而無法濾除，所以要給予重視。

結構說明

反射與吸收式開關：

反射式開關是通過PIN二極管導通時把輸入的微波信號反射回去而起到隔離作用的，因此在“開”狀態(tài)下駐波關系較好，而在“關”狀態(tài)下駐波很差；吸收式開關則采用了負載吸收PIN二極管導通時的反射信號，從而改善了端口駐波，因此其“開”與“斷”狀態(tài)下的駐波都比較好。通常，反射式開關的承受功率要比吸收式開關的大一些，但是價格相對要便宜一些。而吸收式開關可以降低在關斷狀態(tài)下對系統(tǒng)的級間牽引。