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微波开关是微波控制电路中的基本组成部分,具有控制通路的转换、调制信号以及改善隔离度等方面作用,它在微波通信、相控阵雷达、电子对抗、卫星通信等系统中有着广泛的应用。单刀双掷开关(SPDT)可用于信号在不同信道间的转换,PIN管是其常用的控制器件之一。本文对2~2.6GHz微带单刀双掷PIN开关进行理论分析和实验研究。
本文首先介绍了微波开关的发展现状及趋势,详细介绍了PIN二极管的基本特性及PIN开关的工作原理。并在此基础上利用Agilent公司开发的ADS仿真软件完成了2~2.6GHz串-并结构单刀双掷PIN开关的仿真与优化。本文所设计单刀双掷开关采用两路对称的结构,各支路使用三个Skyworks公司PIN二极管串并联以达到良好的插入损耗和隔离度指标。在原理图仿真的基础上进行电磁联合仿真使仿真结果与实测结果更接近。通过合理布局画版得到最终刻制版图。使用雕刻机自行刻制PCB电路板,完成切割后,对所刻制版图进行元器件焊接以及SMA接头的焊接。在直流电压下测试良好的情况下,采用矢量网络分析仪完成对开关插入损耗、隔离度及驻波比指标的测试工作。测试结果表明所制作的开关综合性能较为稳定,各项技术指标均达到了设计要求,在2~2.6GHz内插入损耗接近1dB,隔离度基本大于40dB。
最后对实验结果进行总结展望,为后续研究工作的开展奠定了良好的基础。