寬帶小型化高隔離度SPDT開關的研制

摘要：微波開關是微波控制電路中的基本部件，是實現(xiàn)在各種惡劣環(huán)境和特定的空間內將微波信號進行切換的特定功能元件，它在雷達、電子對抗、微波通信、衛(wèi)星通信以及微波測量等方面有著廣泛的應用。在此通過合理的電路布局和結構設計，結合微組裝工藝，實現(xiàn)了在3～12 GHz范圍內，插入損耗小于3．2 dB，隔離度大于70 dB，整體尺寸小于20 mm×15 mm×10 mm的一種寬帶小型化SPDT開關。
關鍵詞：SPDT開關；寬蒂；小型化；高隔離度；微組裝

0 引言
現(xiàn)代戰(zhàn)爭中電子系統(tǒng)的地位與日俱增，現(xiàn)代雷達、現(xiàn)代通信、制導武器和電子對抗等系統(tǒng)對微波控制電路的性能指標提出了愈來愈高的要求，主要表現(xiàn)在：信號頻段的不斷上升、占用帶寬的不斷擴大、電路體積的不斷縮小、關斷時隔離度的不斷提高等，因此研究一種低插損、寬頻帶、高隔離度、小型化的微波開關已顯得至關重要。

1 工作原理
最簡單的PIN二極管單刀雙擲開關，其基本電路連接主要有并聯(lián)型、串聯(lián)型、串并聯(lián)型3種，如圖1所示。它們分別由2個并聯(lián)、2個串聯(lián)型或者2個并聯(lián)加2個串聯(lián)型單刀單擲開關并接構成。在并聯(lián)型開關中，2個PIN二極管D1和D2分別并接于離分支接頭點1／4波長處。如果D1處正向導通，D2處于反向截至狀態(tài)，則通道A無功率通過。因為從接頭參考面向通道A看過，輸入阻抗為無限大。而B通道D2處近似開路，故不影響功率通過。這時，輸入的微波信號全部從B通道輸出，反之，當D1截至，D2導通時，輸入信號全部從A通道輸出。顯然，在串聯(lián)型開關中，當D1導通，D2截至時，通道A為導通通道而B為斷開通道；當D1截至，D2導通時，通道B為導通通道而A為斷開通道。在串并聯(lián)型開關中，當二極管D1、D4正向，D2、D3反向時，信號和通道A接通，相反時和通道B接通。由于有串并聯(lián)二極管共同起作用，故指標較高。由此可見，只要控制PIN二極管的工作狀態(tài)，就能使信號在2條不同的通道中換接，實現(xiàn)單刀雙擲的功能，且由于單管開關的隔離度和帶寬比較小，若要取得更高的隔離度和更寬的頻帶，就需采用多管級聯(lián)，組成陣列式開關。

2 設計方案
2．1 關鍵技術指標
關鍵技術指標有：工作頻率為3～12 GHz；插入損耗≤3．5 dB；輸入輸出駐波比≤2；隔離度≥70 dB；幅度一致性≤1．0 dB；供電電壓±5 V。