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开关电路中,任何闲置的开路传输线路都有可能在微波范围内的频率下发生共振。这种共振可将电能反射回处于工作状态下的射频源,从而对其造成损害。对于工作频率为26 GHz或更高的系统而言,由于隔离度大大下降,上述损害将更为严重。因此,多数传输线路都设计有50欧姆的阻抗。
从而使得射频开关在内置50欧姆电阻性负载后,反射能量非常小。机电式射频开关分为端接型和非端接型两类。在端接型开关中,当所有通道均端接50欧姆负载时,则关闭选定的通道,从而将所有电流截止或隔离。如此,入射信号的能量将由端接电阻吸收,而不反射回射频源。非端接型开关内不设置50欧姆负载。
由系统的其他部分实现可降低能量反射的阻抗匹配。非端接型开关的优点在于其插入损耗较小。为单刀双掷射频开关一例,其使用PIN二极管作为开关元件以及作为隔断射频通道与直流偏置信号通道的无源器件。在典型应用中,所示公共射频端可连接系统天线,而射频端1和2分别连接发射器和接收器。
所述PIN二极管用作射频电阻器,其电阻值由该二极管的正向直流偏置电流调节。一般情况下,对于典型PIN二极管而言,直流偏置电流可在三个或更多数量级范围内调节其射频电阻值。当上述二极管处于偏置截止状态时,其阻抗高至接近断路电路的阻抗。机电式射频开关的另一个重要特征在于其电枢继电器机制。
线圈通电时,感应磁场将使电枢线圈发生移动,从而打开或关闭触点。非闭锁开关内设有弹簧或磁铁,其可在电流不流通时,将开关保持于一初始常闭状态。此类开关适用于电源中断时须使开关恢复至某一已知状态的应用中。闭锁开关内设有闭锁机构,而且无缺省位置,因此其保持断电前的非常后状态。
由于闭锁继电器开关的触点线圈只有在继电器断开的一瞬间消耗电能,因此其适用于对功率的耗散成问题的应用场合。此外,某些其他类型的开关具有故障安全工作模式。在该模式下,一旦线圈上所施加电压消失后,射频通道即恢复至断电状态。然而,由于此模式下只有在线圈上持续施加电压才能保持通电状态。
与闭锁开关相比,使用此模式的开关的平均故障间隔时间较短。机电式射频开关的另一个值得注意的特征为与射频通道切换线圈相连接的一组辅助直流触点。通常状态下,这些辅助触点用于控制指示灯或信号灯,使其表示射频通道的状态。此外,这些触点还可用于为外部控制系统提供状态信息。
固态射频开关可分为吸收型和反射型两种。吸收型开关在其每个输出端口设置50欧姆终端匹配电阻。从而在通止两态皆实现较低的电压驻波比(VSWR)。设置于上述输出端口的终端电阻可吸收入射信号能,而未接终端匹配电阻的端口将反射信号。当输入端信号必须在开关内传播而过时。