寬帶小型化高隔離度SPDT開(kāi)關(guān)的研制

摘要：微波開(kāi)關(guān)是微波控制電路中的基本部件，是實(shí)現(xiàn)在各種惡劣環(huán)境和特定的空間內(nèi)將微波信號(hào)進(jìn)行切換的特定功能元件，它在雷達(dá)、電子對(duì)抗、微波通信、衛(wèi)星通信以及微波測(cè)量等方面有著廣泛的應(yīng)用。在此通過(guò)合理的電路布局和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，結(jié)合微組裝工藝，實(shí)現(xiàn)了在3～12 GHz范圍內(nèi)，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(kāi)關(guān)。
關(guān)鍵詞：SPDT開(kāi)關(guān)；寬蒂；小型化；高隔離度；微組裝

0 引言
現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中電子系統(tǒng)的地位與日俱增，現(xiàn)代雷達(dá)、現(xiàn)代通信、制導(dǎo)武器和電子對(duì)抗等系統(tǒng)對(duì)微波控制電路的性能指標(biāo)提出了愈來(lái)愈高的要求，主要表現(xiàn)在：信號(hào)頻段的不斷上升、占用帶寬的不斷擴(kuò)大、電路體積的不斷縮小、關(guān)斷時(shí)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(kāi)關(guān)已顯得至關(guān)重要。

1 工作原理
最簡(jiǎn)單的PIN二極管單刀雙擲開(kāi)關(guān)，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(gè)并聯(lián)、2個(gè)串聯(lián)型或者2個(gè)并聯(lián)加2個(gè)串聯(lián)型單刀單擲開(kāi)關(guān)并接構(gòu)成。在并聯(lián)型開(kāi)關(guān)中，2個(gè)PIN二極管D1和D2分別并接于離分支接頭點(diǎn)1／4波長(zhǎng)處。如果D1處正向?qū)ǎ珼2處于反向截至狀態(tài)，則通道A無(wú)功率通過(guò)。因?yàn)閺慕宇^參考面向通道A看過(guò)，輸入阻抗為無(wú)限大。而B通道D2處近似開(kāi)路，故不影響功率通過(guò)。這時(shí)，輸入的微波信號(hào)全部從B通道輸出，反之，當(dāng)D1截至，D2導(dǎo)通時(shí)，輸入信號(hào)全部從A通道輸出。顯然，在串聯(lián)型開(kāi)關(guān)中，當(dāng)D1導(dǎo)通，D2截至?xí)r，通道A為導(dǎo)通通道而B為斷開(kāi)通道；當(dāng)D1截至，D2導(dǎo)通時(shí)，通道B為導(dǎo)通通道而A為斷開(kāi)通道。在串并聯(lián)型開(kāi)關(guān)中，當(dāng)二極管D1、D4正向，D2、D3反向時(shí)，信號(hào)和通道A接通，相反時(shí)和通道B接通。由于有串并聯(lián)二極管共同起作用，故指標(biāo)較高。由此可見(jiàn)，只要控制PIN二極管的工作狀態(tài)，就能使信號(hào)在2條不同的通道中換接，實(shí)現(xiàn)單刀雙擲的功能，且由于單管開(kāi)關(guān)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(jí)聯(lián)，組成陣列式開(kāi)關(guān)。

2 設(shè)計(jì)方案
2．1 關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)
關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)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。