在射頻模塊中射頻開(kāi)關(guān)是許多信號(hào)鏈中的關(guān)鍵器件，主要用于通信、傳感和測(cè)試與測(cè)量應(yīng)用。開(kāi)關(guān)是射頻通路中的常用器件，只要涉及到通路切換，都需要用到它。例如在雷達(dá)射頻前端(RFEE)中，在傳輸過(guò)程中需要在發(fā)射器和接收過(guò)程中切換到天線的路徑，并且不希望將傳輸信號(hào)能量定向到接收器。射頻開(kāi)關(guān)還在雷達(dá)中的發(fā)射器和接收器之間提供了一定的隔離。今天就一起了解一下射頻開(kāi)關(guān)的考慮因素。

射頻開(kāi)關(guān)

基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)

射頻開(kāi)關(guān)大致分為機(jī)電式和固態(tài)兩種。

機(jī)電式RF開(kāi)關(guān)依靠機(jī)械觸點(diǎn)，主要用于切換直流和低頻信號(hào)。

固態(tài)RF開(kāi)關(guān)依靠固態(tài)器件來(lái)進(jìn)行操作，即PIN二極管、GaAs FET、高速硅二極管或混合電路等，用于切換高頻信號(hào)。

射頻機(jī)電繼電器開(kāi)關(guān)、 射頻機(jī)電開(kāi)關(guān)或射頻機(jī)電繼電器是一種由電動(dòng)制動(dòng)器驅(qū)動(dòng)的機(jī)械觸點(diǎn)射頻開(kāi)關(guān)。

機(jī)電繼電器開(kāi)關(guān)內(nèi)部的傳輸路徑是純無(wú)源的，因此與有源開(kāi)關(guān)技術(shù)相比，具有相對(duì)較低的損耗和較高的隔離度。由于這種開(kāi)關(guān)的低損耗和低駐波比，機(jī)電繼電器開(kāi)關(guān)通常用于測(cè)試和測(cè)量應(yīng)用，或其他需要高功率和保真度的應(yīng)用領(lǐng)域。

SP6T 機(jī)電式繼電器常開(kāi)開(kāi)關(guān)， DC - 18GHz，最大功率 90W， 28V，SMA

這種開(kāi)關(guān)的目的是將射頻信號(hào)（即使是非常高的頻率）路由到不同的路徑和中等的開(kāi)關(guān)速度。市面上有各種不同類(lèi)型的機(jī)電繼電器開(kāi)關(guān)，具有廣泛的同軸連接器、阻抗和復(fù)雜性。其中最簡(jiǎn)單的是單刀單擲(SPST)，但也有多刀多擲，如雙刀雙擲(DPDT)或單刀十二擲(SP12T)。這些類(lèi)型的開(kāi)關(guān)常用的同軸連接器有SMA、BNC和N，但也有許多其他類(lèi)型的連接器。

主要考慮因素

鑒于機(jī)電繼電器開(kāi)關(guān)觸點(diǎn)和電動(dòng)制動(dòng)器的機(jī)械屬性，這些開(kāi)關(guān)的性能受到各種因素的影響。其中一個(gè)主要的考慮因素是 開(kāi)關(guān)的連續(xù)波（CW）功率處理能力作為頻率的功能 。值得注意的是，帶機(jī)電繼電器開(kāi)關(guān)的同軸連接模塊的頻率上限可能受到同軸連接器的限制，而不僅僅是內(nèi)部傳輸路徑或其他電子設(shè)備或結(jié)構(gòu)的限制。因此，許多機(jī)電繼電器開(kāi)關(guān)在設(shè)計(jì)內(nèi)部互連和接觸器時(shí)將同軸連接器作為限制因素。

此外，根據(jù)連接器的幾何形狀和材料結(jié)構(gòu)，同軸連接器還擁有 最大的功率處理能力 。通常，高頻率同軸連接器具有較低的功率處理能力，因?yàn)橥S連接器的頻率能力由內(nèi)部介質(zhì)材料的幾何形狀和介電特性決定。由于高頻下的射頻損耗較大，因此射頻繼電器在高頻下表現(xiàn)出較低的功率處理能力。這通常在技術(shù)規(guī)格中以功率處理與頻率的關(guān)系圖的形式體現(xiàn)（參見(jiàn)圖1）。

圖1

從DP3T機(jī)電繼電器閉鎖開(kāi)關(guān)的曲線圖中可以看到，較高頻率的開(kāi)關(guān)（基于同軸連接器類(lèi)型）具有較低的功率處理規(guī)格。此外，在較高頻率下，各機(jī)電繼電器開(kāi)關(guān)的功率處理能力都低于較低頻率下的功率處理能力。

Pasternack

Pasternack 射頻開(kāi)關(guān)是一種無(wú)源微波器件，能將高頻率射頻信號(hào)切換到設(shè)定好的傳輸路徑中。我們的射頻開(kāi)關(guān)產(chǎn)品常用于微波測(cè)試系統(tǒng)，將各種射頻信號(hào)送到特定器件中，從而實(shí)現(xiàn)用同一設(shè)備同時(shí)進(jìn)行多項(xiàng)測(cè)試。主要類(lèi)型有：

機(jī)電式繼電器開(kāi)關(guān)

機(jī)電繼電器開(kāi)關(guān)有許多不同的射頻繼電器開(kāi)關(guān)配置，包括50歐姆和75歐姆單極雙擲(SPDT)開(kāi)關(guān)，雙極雙擲(DPDT)開(kāi)關(guān)，單極四擲(SP4T)開(kāi)關(guān)，單極六擲(SP6T)開(kāi)關(guān)，單極十?dāng)S(SP10T)開(kāi)關(guān)，A/B同軸射頻繼電器和“轉(zhuǎn)移”機(jī)電射頻開(kāi)關(guān)，符合RoHS和REACH標(biāo)準(zhǔn)。

50歐姆同軸機(jī)電式繼電器開(kāi)關(guān)可提供SMA, BNC和N型連接器，而75歐姆品種只有N型和BNC連接器。額定功率在5瓦到275瓦之間，并具有其他功能，如指示器(I)，閉鎖(L)，自截止(S)，熱開(kāi)關(guān)(H)，脈沖閉鎖(P)，端接(T)和晶體管-晶體管邏輯(TTL)。

手動(dòng)射頻開(kāi)關(guān)

手動(dòng)射頻開(kāi)關(guān)只提供N個(gè)連接器，有兩種不同的手動(dòng)同軸電纜開(kāi)關(guān)配置，包括單極雙擲(SPDT)開(kāi)關(guān)和單極四擲(SP4T)手動(dòng)射頻開(kāi)關(guān)。其中手動(dòng)同軸開(kāi)關(guān)具有從DC到1.3 GHz的頻率能力，這取決于類(lèi)型和風(fēng)格，而且VSWR非常低，額定功率為500瓦。

PIN 二極管開(kāi)關(guān)

固態(tài)PIN二極管開(kāi)關(guān)僅帶有2.92mm與SMA連接器，有多種不同的結(jié)構(gòu)，包括單刀單擲（SPST）、單刀雙擲（SPDT）、單刀三擲（SP3T）、單刀四擲（SP4T）、單刀八擲（SP8T）及PIN二極管轉(zhuǎn)接開(kāi)關(guān)。這些寬波帶PIN二極管射頻開(kāi)關(guān)的頻率范圍是直流到40GHz，取決于產(chǎn)品類(lèi)型和型號(hào)。這些產(chǎn)品的電壓駐波比（VSWR）都很低，額定功率為0.1W到2W，最大速度門(mén)限為100到250納秒（nsec）。