微波开关

控制微波信号通道转换的设备

微波开关又称射频开关，实现了控制微波信号通道转换作用。

开关技术

射频和微波开关可以分为两个同等主流和重要的群体：

安捷伦科技的一些机电开关

像其他电气开关一样，RF和微波开关为许多不同的应用提供不同的配置。以下是典型的交换机配置和用法列表：

机电和固态开关参数比较

关键参数

频率范围

射频和微波应用的频率从半导体的100MHz到卫星通信的60GHz。宽带附件通过扩展频率范围来提高测试系统的灵活性。但是，频率总是取决于应用，并且可能牺牲宽泛的工作频率以满足其他关键参数。例如，网络分析仪可能会执行1 ms的扫描以进行插入损耗测量，因此对于此应用，稳定时间或开关速度成为确保测量精度的关键参数。

插入损耗

除了正确的频率选择之外，插入损耗对于测试是至关重要的。大于1或2 dB的损耗将衰减峰值信号电平并增加上升沿和下降沿时间。低插入损耗系统可以通过最小化连接器和通路的数量或通过选择用于系统配置的低插入损耗设备来实现。由于功率在更高的频率上是昂贵的，所以机电开关沿传输路径提供尽可能低的损耗。

回波损耗

回路损耗是由电路之间的阻抗不匹配造成的。在微波频率下，网元的材料属性和尺寸在决定分布式效应引起的阻抗匹配或不匹配方面起着重要的作用。具有出色的回波损耗性能的交换机确保了通过交换机和整个网络的最佳功率传输。

重复性

低插入损耗可重复性降低了测量路径中随机误差的来源，从而提高了测量精度。开关的可重复性和可靠性保证了测量精度，并且可以通过减少校准周期和增加测试系统正常运行时间来降低拥有成本。

隔离度

隔离度度是在感兴趣的端口检测到的无用信号的衰减程度。隔离度在更高的频率下变得更重要。高隔离度度减少了其他通道信号的影响，保持了测量信号的完整性，降低了系统测量的不确定性。例如，开关矩阵可能需要将信号路由到频谱分析仪以进行-70 dBm的测量，并同时路由另一个+20 dBm的信号。在这种情况下，高隔离度度（90 dB或更高）的开关将保持低功率信号的测量完整性。

开关速度

开关速度定义为将开关端口（臂）的状态从“ON”改变为“OFF”或从“OFF”改变为“ON”所需的时间。

稳定时间

由于切换时间仅指定了RF信号的稳定/最终值的90%的结束值，因此在精确度和精确度的要求更为关键的情况下，稳定时间通常在固态开关性能中突出显示。稳定时间广泛使用的边缘至终点值为0.01 dB（最终值的99.77%）和0.05 dB（最终值的98.86%）。这个规范通常用于砷化镓场效应管开关，因为它们具有栅极滞后效应，这是由于电子被俘获在砷化镓表面上造成的。

功率处理

功率处理定义了开关处理功率的能力，并且非常依赖于所使用的设计和材料。交换机有不同的功率处理额定值，如热切换，冷切换，平均功率和峰值功率。在切换时在切换端口存在RF /微波功率时发生热切换。切换前切断信号时会发生冷切换。冷切换导致较低的接触应力和较长的使用寿命。

终止

在许多应用中，50欧姆的负载端接是至关重要的，因为每条开放的未使用的传输线都有可能引起谐振。当设计一个工作频率高达26 GHz或更高频率的系统时，这一点非常重要，因为交换机的隔离度度大大降低当交换机连接到有源设备时，未端接路径的反射功率可能会损坏源。

使用寿命

较长的使用寿命降低了每个周期的成本和预算约束，使制造商更具竞争力。

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