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微波开关利用PIN管在直流正、反偏压下呈现近似导通或断开的阻抗特性,实现了控制微波信号通道转换作用。2 ?2 X7 u" }2 j+ Z
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- J# n- p4 O4 J9 Z) F! l9 W- n9 Q- 简介 3 ?6 s( K" F C2 q6 E
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/ E- _9 ]6 H% m1 |5 @- PIN二极管开关
! s C# v5 @! e微波开关利用PIN管在直流正、反偏压下呈现近似导通或断开的阻抗特性,实现了控制微波信号通道转换作用。
$ a) B& z; o5 L$ _0 ^PIN二极管的直流伏安特性和PN结二极管是一样的,但是在微波频段却有根本的差别。由于PIN二极管I层的总电荷主要由偏置电流产生,而不是由微波电流瞬时值产生的,所以其对微波信号只呈现一个线性电阻。此阻值由直流偏置决定,正偏时阻值小,接近于短路,反偏时阻值大,接近于开路。因此PIN二极管对微波信号不产生非线性整流作用,这是和一般二极管的根本区别,所以它很适合于做微波控制器件。( _" s# y3 p, ~, R! k( C
主要参数说明
# \" t, } G& F- z" u- H- m插入损耗与隔离度:
( P0 w) I& r8 NPIN管实际上存在一定数值的电抗及损耗电阻,因此开关在导通时衰减不为零,称为正向插入损耗,开关在断开时其衰减也非无穷大,称为隔离度。二者是衡量开关优劣的主要指标,一般希望开关的插入损耗小,且隔离度大。
+ z$ j0 g3 j, k$ P开关时间:% Y, e0 `8 w' ~
由于电荷的存贮效应,PIN管从截止转变为导通状态,以及从导通状态转变为截止状态都需要一个过程,这个过程所需的时间为开关时间。脉冲控制信号用曲线a表示,受控微波脉冲包络用曲线b表示,“开通延时”为控制脉冲90%到受控微波脉冲包络10%所需时间;“开关开通时间”为受控微波脉冲包络从10%到90%所需时间,也叫“上升沿”;“关断延时”为控制脉冲的10%到受控微波脉冲包络的90%所需时间,“开关关断时间”为受控微波脉冲包络从90%到10%所需时间,也叫“下降沿“。一般来讲,“开通延时”及“关断延时”主要取决于驱动器电路,而“上升沿”和“下降沿”主要取决于PIN管和偏置电路的选择。7 ]5 g9 a& j" Q! u6 F f
承受功率(功率容量):
" E) Y3 O( H# H1 _5 ] q在给定的工作条件下,微波开关能够承受的最大输入功率。它与PIN管功率容量、电路类型(串联或并联)、工作状态(连续波或脉冲)及散热条件等有关。一般地说,PIN开关的功率损坏机理有两种,一是电压击穿(常见于脉冲功率),另一种是热烧毁(常见于连续波)。1 F, q* c1 z1 D! N- _9 e9 e9 [
电压驻波系数:5 M+ u( v) [; s3 o& B X/ r+ O
电压驻波系数仅仅反映端口输入、输出匹配情况。端口电压驻波系数最小,开关的插损不一定最小;但插损最小的开关其电压驻波系数肯定小。 c, q, x% D2 w/ T
视频泄漏:
4 p1 ]& |' \% a. e3 i, \调制视频脉冲在射频主线上的直接泄漏,当视频脉冲的调制速度较高且载波频率较低时,泄漏视频的射频能量可能和调制载波混叠,无法用高通滤波器滤除,因而产生误码,所以视频泄漏越小越好。
" m8 Z2 }0 S3 p7 e8 c2 }0 F7 z, H谐波:/ s: r# A- q" g. K! d
PIN二极管也具有非线性,因而会产生谐波,PIN开关在宽带应用场合,谐波有可能落在使用频带内引起干扰。南京恒电公司可以为您提供优质的低谐波PIN开关。
7 u; P; v- X; O9 a6 q1 k: {分类与结构说明
0 O/ |4 x3 _! {& ~- F! `+ q5 s反射与吸收式:
9 c+ F1 v) z2 O反射式开关是通过PIN二极管导通时把输入的微波信号反射回去而起到隔离作用的,因此在“开”状态下的驻波较好,而在“关” 状态下的驻波很差;吸收式开关则采用了负载吸收PIN二极管导通时的反射信号,从而改善了端口驻波,因此其“开”与“断”状态下的驻波都比较好。通常,反射式开关的承受功率要比吸收式开关大些。从工程应用的角度来讲,虽然其价格稍高,但是我们建议选用吸收式开关,因为在关断状态它可以降低系统的级间牵引。
2 l9 H3 o& ]- y7 f4 ]8 O6 m, r6 x/ \控制方式:. q( z$ T0 {0 j9 D
开关采用TTL信号控制,“1”断“0”通或“1”通“0”断均可。可以与ECL兼容。4 w: d6 Y& G3 t$ ^& f
接头形式:
. j" D- ^, b% W6 j) E+ d接头主要为SMA系列,或可拆卸式。可拆卸式的开关去掉接头座后,为微带针型接口,可方便地与电路拼装,但此时要注意空间的信号串扰,以免降低系统的隔离度。% X, O- T' W$ L0 ^5 C, M
脉冲调制器* n+ N/ I2 j, a* X6 c' d2 f* A
PIN脉冲调制器常用于对微波连续信号进行脉冲调制,广泛用于雷达、通讯等领域,其原理类同单刀单掷开关。调制器通常要求通断比大,开关速度快(尤其是调制的上升沿和下降沿要好,以保证波形不失真),调制器常采用PIN二极管并联形式实现。/ O# p) N3 j3 o! d1 q/ |+ c9 n3 @3 y
调制度:, g7 n6 p% ]' y1 ?! c
调制器的最大衰减量与插入损耗之比。0 d4 i( O( c; y! ~
调制速度:% e; J B9 f3 n8 L& ?
调制器输出的被调制射频脉冲相应于调制视频脉冲的延时,具体定义可参见PIN 开关中关于开关时间的说明。 ! B) |$ I0 F& C1 `$ j% j# ?
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