一种吸收式单刀八掷开关的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种吸收式单刀八掷开关，解决现有吸收式单刀八掷开关隔离状态下输出端反射系数大、导通状态下损耗大的问题。该开关包括公共输入端与对称分布的八个支路，由金属底板、微带基片以及间隔设置的PIN梁式二极管、第一、第二、第三PIN二极管芯、吸收电阻、隔直电容构成，其中PIN梁式二极管串接公共输入端，隔直电容串接输出端，第三PIN二极管芯与吸收电阻串联后接地，再与第一PIN二极管芯、第二PIN二极管芯并接于PIN梁式二极管负极与隔直电容之间；金属底板在第三PIN二极管芯相应位置开设有凹槽，吸收电阻设置于凹槽内。该开关隔离状态下，具有输出端驻波系数小，带宽较宽的特点，且在导通状态下，还具有损耗小，输入、输出端驻波系数小的优点。
【专利说明】一种吸收式单刀八掷开关
【技术领域】
[0001]本实用新型属于电子【技术领域】，具体涉及一种吸收式单刀八掷开关。
【背景技术】
[0002]单刀多掷开关有单片集成(MMIC)和混合集成两种工艺制作方式。单片集成的芯片开关电路具有导通状态损耗小、带宽宽的优点，但隔离度小、功率容量小；混合集成的开关电路具有隔离度高、功率容量大的优点，但导通状态损耗较大，带宽有限的缺点。
[0003]在雷达及通信等系统中常需要隔离度高、功率容量较大的单刀多掷开关电路，且随着雷达、通信系统的发展，对系统的稳定性、可靠性要求越来越苛刻。在隔离状态下，输出端反射信号大，将严重影响系统性能，而吸收式开关在隔离状态下，具有输出端反射系数小的特点对系统设计师具有强烈地吸引力。
[0004]开关电路从原理上可分为反射式和吸收式两种结构。反射式开关具有导通状态损耗小的特点，带宽较宽，但隔离状态下，输出端具有反射系数大的缺点；而吸收式开关在隔离状态下输出端具有反射系数小的特点，但导通状态下，比反射式开关导通状态的损耗略大，且带宽也受限，尤其随着工作频率提高，单刀多掷开关掷数增多，其恶化程度更大。但吸收式开关在隔离状态下各支路输出端反射系数小，能有效保障微波系统稳定性，提高系统可靠性，在许多情况下是反射式开关无法替代。 [0005]吸收式单刀八掷开关电路原理如图1所示，输入端(公共端)JO对称的分成八支串-并支路，每支路均采用一只串联PIN梁式二极管Dl及3只并联PIN 二极管芯D2、D3、D4，即一串三并到地形式，吸收电阻R与并联PIN 二极管芯D4串联后直接到地；输入端(公共端)并一只电感LI接地，与各支路馈电的低通滤波器(并联电容C2接地，串联电感L2)构成直流回路，Cl为隔直电容。根据PIN 二极管的工作机理，当某一支路偏置B在零偏或负偏时，该支路呈导通状态，此时Dl等效于电阻，D2、D3、D4等效于电容，等效电路如图2所示，而其它7个支路偏置B均处于正偏下，各支路均呈隔离状态，即Dl等效于电容，D2、D3、D4等效于电阻，等效电路如图3所示。吸收区的作用是吸收隔离支路的反射信号，从而保证开关在隔离状态下，各输出端口都具有良好的驻波特性，但吸收电阻对电路导通态的损耗将带来一定的恶化，特别微波频率的高端(2~20GHz)，其损耗会恶化更大，尤其在吸收式单刀多掷开关电路中，掷数越多，频率越高，其损耗恶化就越大。
[0006]反射信号的大小通常用回波损耗L、反射系数gamma'或驻波系数P来表示，而它们之间的关系由下面两公式来换算:
[0007]回波损耗L与反射系数1'关系:L(dB) = 201g
[0008]反射系数gmma与驻波系数P之间关系
【权利要求】
1.一种吸收式单刀八掷开关，包括公共输入端与对称分布的八个支路，每个支路由金属底板、设置于金属底板上的微带基片以及间隔设置的PIN梁式二极管(D1)、第一 PIN 二极管芯(D2)、第二PIN二极管芯(D3)、第三PIN二极管芯(D4)、吸收电阻(R)、隔直电容(Cl)构成，其中PIN梁式二极管(Dl)设置于微带基片的微带线上，串接在公共输入端与各支路之间，隔直电容(Cl)设置于微带线上串接输出端，第三PIN 二极管芯(D4)串接吸收电阻后与第一 PIN 二极管芯(D2)、第二 PIN 二极管芯(D3)分别设置在金属底板上并接于PIN梁式二极管(Dl)负极与隔直电容之间；其特征在于，所述金属底板在第三PIN 二极管芯(D4)相应位置开设有凹槽，所述吸收电阻设置于凹槽内。
2.按权利要求1所述一种吸收式单刀八掷开关，其特征在于，所述PIN梁式二极管(Dl)的性能参数为 Cj=0.022pf, Rf=4.9 Ω。
3.按权利要求1所述一种吸收式单刀八掷开关，其特征在于，所述第一PIN 二极管(D2)、第二芯PIN 二极管(D3)、第三PIN 二极管(D4)的性能参数为Cj=0.05pf, Rf=2.5 Ω。
4.按权利要求1所述一种吸收式单刀八掷开关，其特征在于，所述吸收电阻为两个100欧贴片电阻并联构成。
5.按权利要求1所述一种吸收式单刀八掷开关，其特征在于，所述凹槽为直径0.86mm,深Imm的圆形槽。
6.按权利要求1所述一种吸收式单刀八掷开关，其特征在于，所述微带基片的介电常数为2.22、厚度为0.127mm。
【文档编号】H03K17/74GK203775175SQ201420096835
【公开日】2014年8月13日 申请日期:2014年3月4日 优先权日:2014年3月4日
【发明者】王玲, 肖飞, 唐小宏, 杨刘均, 吴涛, 刘勇 申请人:电子科技大学