微波開關

PIN二極體開關

微波開關利用PIN管在直流正、反偏壓下呈現近似導通或斷開的阻抗特性，實現了控制微波信號通道轉換作用。

PIN二極體的直流伏安特性和PN結二極體是一樣的，但是在微波頻段卻有根本的差別。由於PIN二極體I層的總電荷主要由偏置電流產生，而不是由微波電流瞬時值產生的，所以其對微波信號只呈現一個線性電阻。此阻值由直流偏置決定，正偏時阻值小，接近於短路，反偏時阻值大，接近於開路。因此PIN二極體對微波信號不產生非線性整流作用，這是和一般二極體的根本區別，所以它很適合於做微波控制器件。

主要參數說明

插入損耗與隔離度:

PIN管實際上存在一定數值的電抗及損耗電阻，因此開關在導通時衰減不為零，稱為正向插入損耗，開關在斷開時其衰減也非無窮大，稱為隔離度。二者是衡量開關優劣的主要指標，一般希望開關的插入損耗小，且隔離度大。

開關時間:

由於電荷的存貯效應，PIN管從截止轉變為導通狀態，以及從導通狀態轉變為截止狀態都需要一個過程，這個過程所需的時間為開關時間。脈衝控制信號用曲線a表示，受控微波脈衝包絡用曲線b表示，“開通延時”為控制脈衝90%到受控微波脈衝包絡10%所需時間；“開關開通時間”為受控微波脈衝包絡從10%到90%所需時間，也叫“上升沿”；“關斷延時”為控制脈衝的10%到受控微波脈衝包絡的90%所需時間，“開關關斷時間”為受控微波脈衝包絡從90%到10%所需時間，也叫“下降沿“。一般來講，“開通延時”及“關斷延時”主要取決於驅動器電路，而“上升沿”和“下降沿”主要取決於PIN管和偏置電路的選擇。

承受功率(功率容量)：

在給定的工作條件下，微波開關能夠承受的最大輸入功率。它與PIN管功率容量、電路類型(串聯或並聯)、工作狀態(連續波或脈衝)及散熱條件等有關。一般地說，PIN開關的功率損壞機理有兩種，一是電壓擊穿(常見於脈衝功率)，另一種是熱燒毀(常見於連續波)。

電壓駐波係數：

電壓駐波係數僅僅反映埠輸入、輸出匹配情況。埠電壓駐波係數最小，開關的插損不一定最小；但插損最小的開關其電壓駐波係數肯定小。

視頻泄漏：

調製視頻脈衝在射頻主線上的直接泄漏，當視頻脈衝的調製速度較高且載波頻率較低時，泄漏視頻的射頻能量可能和調製載波混疊，無法用高通濾波器濾除，因而產生誤碼，所以視頻泄漏越小越好。

諧波：

PIN二極體也具有非線性，因而會產生諧波，PIN開關在寬頻應用場合，諧波有可能落在使用頻帶內引起干擾。南京恆電公司可以為您提供優質的低諧波PIN開關。

分類與結構說明

反射與吸收式：

反射式開關是通過PIN二極體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”狀態下的駐波較好，而在“關”狀態下的駐波很差；吸收式開關則採用了負載吸收PIN二極體導通時的反射信號，從而改善了埠駐波，因此其“開”與“斷”狀態下的駐波都比較好。通常，反射式開關的承受功率要比吸收式開關大些。從工程應用的角度來講，雖然其價格稍高，但是我們建議選用吸收式開關，因為在關斷狀態它可以降低系統的級間牽引。

控制方式:

開關採用TTL信號控制，“1”斷“0”通或“1”通“0”斷均可。可以與ECL兼容。

接頭形式:

接頭主要為SMA系列，或可拆卸式。可拆卸式的開關去掉接頭座后，為微帶針型介面，可方便地與電路拼裝，但此時要注意空間的信號串擾，以免降低系統的隔離度。

PIN脈衝調製器常用於對微波連續信號進行脈衝調製，廣泛用於雷達、通訊等領域，其原理類同單刀單擲開關。調製器通常要求通斷比大，開關速度快(尤其是調製的上升沿和下降沿要好，以保證波形不失真)，調製器常採用PIN二極體並聯形式實現。

調製度：

調製器的最大衰減量與插入損耗之比。

調製速度：

調製器輸出的被調製射頻脈衝相應於調製視頻脈衝的延時，具體定義可參見PIN 開關中關於開關時間的說明。