由图4可以看出,闭合通道的插入损耗在860~950 MHz之间小于1 dB,而各断开通道由于电路对称,其隔离度的曲线重合在一起,均大于34 dB。图5的VSWR曲线随频率的升高而增加,主要是由于断开通道反偏结电容的影响。对于直流偏置电路,主要是保证PIN管的正偏工作电流为10 mA,这里取限流电阻值为500 Ω。在控制电压为5 V的情况下,能保证PIN管的10 mA工作电流。C1,C3,C5为隔直电容,一方面对860~950 MHz控制信号的衰减较小,另一方面对1 kHz控制信号的衰减较大。为了避免控制信号进入系统其他部分,这里取其电容值为20pF。C1和L1,C2和L2,C4和L3组成三个低通网络,其截止频率取决于控制信号的最高频率。对于1 kHz的方波信号,取其上升时间为o.5μs,则其带宽为BW=1/[2*tr(10%~90%)]=l/(2×O.5μs)=1 MHz,这里取C1,C2,C4的值为47 pF;L1,L2,L3的值为56 nH。该低通网络在阻止高频进入电源的情况下,可以保证控制信号加到各PIN管。
2 实测结果及误差分析
由于系统频率不太高,考虑成本和生产因素,采用FR-4板材,完成电路并采用Agilent的网络分析仪8712ET测试得其最大插入损耗为1.42 dB,最小隔离度为25 dB。相对于仿真结果,实际测试值有较大的恶化。主要原因有以下几点:
(1)仿真时采用的模型不精确。由于仿真模型是根据厂家给出的参数建立的,寄生电容和寄生电感值是经验值,这与实际值有些差异。
(2)各支路微带线之间的耦合。由于各支路的公共接点连接在一起,各微带线之间距离很近,闭合通道的信号耦合到临近的两个断开通道,恶化了系统的插入损耗和隔离度。
(3)多路开关的断开通道较多。其反偏等效电容并联在闭合通道上,导致了插入损耗较大,这也是多路开关路数不能太多的主要原因。
3 结 语
串一并联PIN管形式的电路是实现高速,宽带,多路微波开关的最佳方法。通过对PIN管的仔细选型,电路的认真优化,可以进一步提高系统的带宽,减小系统的插入损耗。