图3 -  层叠开关架构

树形架构是层叠开关架构的一种替代。相比层叠架构，对于同等规格的系统，树形技术需要更多的继电器，然而，选定的路经和其他不用的路经之间的隔离会更好，这样降低了继电器和通道之间的crosstalk。树形架构具备一些优势，包括无端接残余（unterminated stubs），各个通道特性也会相似。然而，在选定路经上具有多个继电器意味着损耗会更大，信号完整性也令人堪忧。

图4 – 多重开关（图示为一个双重开关）

RF开关卡架构

在测试仪器主机上的RF开关卡应用中，为保证信号完整性，需要理解许多电性能指标。

• Crosstalk是指不同通道上传送的信号之间或通道上信号与输出信号之间产生的电容耦合、电感耦合或电磁辐射。一般用特定负载阻抗和特定频率下的分贝数来描述。
• 插入损耗是信号在开关卡或系统中传输时的衰减，用特定频率范围的分贝数来表示。当信号低或者噪声大的时候，插入损耗是相当重要的技术指标。
• 电压驻波比（VSWR）是对信号在传送线路上反射的测量，定义为信号路经上驻波的最高电压幅度与最低电压幅值之比。
• 信号进行开关、传输或者放大处理的一个有限的频率范围被称作带宽。对于给定的负载条件，带宽范围用-3dB（半功率）点定义。
• 隔离是邻近通道的电压比例，定义为一个频率范围上的分贝数。

RF开关设计

要设计一个RF开关系统，需要额外考虑一系列关键因素。

阻抗匹配——假设开关置于测量仪器和DUT（待测设备）之间，对于几个系统中的所有的阻抗必须匹配。对于最佳的信号传输，源的输出阻抗应等于开关的特征阻抗、线缆阻抗和DUT的阻抗。在RF测试中，普遍的阻抗级是50或75欧姆。不论要求什么样的阻抗级，适当的阻抗匹配将会保证整个系统完整性。

输入VSWR和信号路经VSWR决定了测量的精确程度。
Mismatch Uncertainty(dB) = 20 x log(1 +/- Γsig path * Γinst)
Where Γ = VSWR-1/VSWR +1

如果信号路经输出和仪器输入具有很好的VSWR，比如1.3：1，失配不确定性（Mismatch Uncertainty）大概在+/-0.15dB。

终止——在高频率情况下，所有信号必须被适当终止，否则电磁波会在端接点上被反射，导致VSWR的增加。一个没有终接的开关在断开状态会增加VSWR，一个开关一般需要提供50欧姆的端接电阻来匹配连通或断开状态。VSWR增加后，如果反射部分足够大，甚至有可能损坏源端。

功率传输——另一个重要的考虑是系统从仪器至DUT传送RF功率的能力。由于插入损耗，信号可能需要放大。一些应用场合，又可能需要减少信号至DUT上的功率。使用放大器或衰减器可保证将精确的信号功率值传送至开关系统。

信号滤波器——信号滤波器在一些情况下是很有用的，比如噪声不小心加入到通过开关传送的信号中的时候。如果原始信号频率不适合DUT测试频率，滤波器也很有用。在这种情况下，滤波器可被加到开关中以改变信号带宽或者滤除不需要的信号频率。

相位失真——随着测试系统尺寸的扩大，从相同的信号源出来的信号可能会通过不同的途径传送至DUT，导致了相位失真。这个指标通常被称之为传输延迟。对一个给定的传导介质，延迟是与信号路径长度成正比的。不同的信号路径长度将会导致信号相位移动，导致错误的测量结果。要减少相位失真，要保证信号路经长度的相同。

总结

讨论并理解RF/微波开关系统购建中的各种设计参数有利于保证信号和系统的完整性。