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详解固态射频开关的类型

‍在射频系统中,射频开关主要是用于实现收发机与天线信号之间的定向传播,将发射机信号耦合到天线,或者将天线信号耦合到接收机

‍在射频系统中,射频开关主要是用于实现收发机与天线信号之间的定向传播,将发射机信号耦合到天线,或者将天线信号耦合到接收机,并且将发射机信号与接收机进行隔离以避免接收机链路被发射机干扰。射频开关可分为机电式开关和固态射频开关,今天我们来说说固态射频开关的类型。

一、定义

射频开关通常用于天线端口的接收或发送信道之间进行切换,在滤波器信道之间进行转换,或在矩阵中用于切换测试信道以进行高通量自动测试或扩展矢量网络分析仪的端口数。

射频开关主要分为机电式开关和固态射频开关,其中固态射频开关是依靠固态器件来进行操作,用于切换高频信号。固态射频开关的电路装配较为平坦且不包含较大的元器件,其封装厚度较小且物理尺寸通常小于机电式开关。因此固定射频开关可靠性更高,使用寿命更长,开关速度更快,适用于对开关速度和可靠性要求更高的应用。

吸收式转换PIN 二极管开关,1 GHz ~18 GHz ,最大功率 0.5 W (+27 dBm), 现场可更换,SMA

二、类型

1)开关元件

固态射频开关使用的开关元件为高速硅PIN二极管或场效应晶体管(FET),或者为集成硅或FET单片微波集成电路。这些开关元件与电容器,电感器和电阻器等其他芯片组件分立集成于同一电路板上。

使用PIN二极管电路的开关产品具有更高的功率处理能力,而FET类型的开关产品通常具有更快的开关速度。

2)吸收型和反射型

固态射频开关可分为吸收型和反射型两种。吸收型开关在其每个输出端口设置50欧姆终端匹配电阻,从而在通止两态皆实现较低的电压驻波比(VSWR)。设置于上述输出端口的终端电阻可吸收入射信号能,而未接终端匹配电阻的端口将反射信号。当输入端信号必须在开关内传播而过时,上述开放端口即与终端匹配电阻断开,从而允许该信号的能量可完整地自该开关传播而出。吸收型开关适用于需最大限度减小射频源所受回波反射的应用场合。

反射式 SP4T GaN 大功率PIN 二极管开关, DC ~ 6 GHz ,最大功率 40 W (+46 dBm),< 100ns , SMA

相比之下,反射型开关内不设终端电阻,以达到降低开放端口的插入损耗的目的。反射型开关适用于对端口之外的高电压驻波比不敏感的应用场合。此外,在反射型开关内,阻抗匹配由除端口之外的其他构件实现。

另外固态开关的另一个重要特征为其驱动电路。某些类型的固态开关内集成有输入控制电压驱动器,这些驱动器的输入控制电压逻辑状态可实现特定的控制功能——为保证二极管可获得反向或正向偏置电压提供必要电流。