第八章-微波控制電路

表1開關(guān)器件的性能比較現(xiàn)在是1頁\一共有98頁\編輯于星期四

1.開關(guān)的基本原理

1)開關(guān)器件原理

鐵氧體開關(guān)的原理是改變偏置磁場方向,實(shí)現(xiàn)導(dǎo)磁率的改變,以改變信號的傳輸常數(shù),達(dá)到開關(guān)目的。PIN管在正反向低頻信號作用下,對微波信號有開關(guān)作用。正向偏置時對微波信號的衰減很小（0.5dB）,反向偏置時對微波信號的衰減很大（25dB）?，F(xiàn)在是2頁\一共有98頁\編輯于星期四

BJT和FET開關(guān)以基極（柵極）的控制信號決定集電極（漏極）和發(fā)射極（源極）的通斷。放大器有增益,反向隔離大,特別適合于MMIC開關(guān)。

MEMS微機(jī)電器件也可以用作開關(guān)器件?，F(xiàn)在是3頁\一共有98頁\編輯于星期四

2)微波開關(guān)電路 開關(guān)器件與微波傳輸線的結(jié)合構(gòu)成微波開關(guān)組件。以PIN和MESFET為例。其中MESFET工作在無源模式。開關(guān)按照接口數(shù)量定義,代號為PT,如單刀單擲(SPST)、單刀雙擲（SPDT）、雙刀雙擲（DPDT）、單刀六擲（SP6T）等?，F(xiàn)在是4頁\一共有98頁\編輯于星期四封裝后pin二極管等效電路現(xiàn)在是5頁\一共有98頁\編輯于星期四GaAsMESFET在低阻時（柵極0偏）GaAsMESFET在高阻時（柵極偏壓不低于夾斷電壓）無源模式MESFET的器件結(jié)構(gòu)和高阻態(tài)等效電路現(xiàn)在是6頁\一共有98頁\編輯于星期四無源模式MESFET的高阻態(tài)等效電路和簡化電路典型值：Coff0.2pFRoff2kΩ現(xiàn)在是7頁\一共有98頁\編輯于星期四開關(guān)設(shè)計：串聯(lián)結(jié)構(gòu)和等效電路插入損耗和隔離度注：鍵合帶有電感現(xiàn)在是8頁\一共有98頁\編輯于星期四并聯(lián)結(jié)構(gòu)和等效電路插入損耗和隔離度現(xiàn)在是9頁\一共有98頁\編輯于星期四舉例：MA47892：工作在3.18GHz時，正向偏置為0.4+j6Ω;

反向偏置為0.5-j44Ω串聯(lián)時：并聯(lián)時：MA47899：工作在3.18GHz時，正向偏置為1+j6Ω;

反向偏置為4-j494Ω串聯(lián)時：并聯(lián)時：現(xiàn)在是10頁\一共有98頁\編輯于星期四器件電抗補(bǔ)償以并聯(lián)安裝為例，在高阻態(tài)下，可以一高阻和一小電容并聯(lián)來等效，總導(dǎo)納可用一感性電納來降低插入損耗和隔離度改寫為：注：這種補(bǔ)償是容易的，因?yàn)樵诼┰撮g沒有直流電位差現(xiàn)在是11頁\一共有98頁\編輯于星期四舉例：MA47892：未補(bǔ)償時：補(bǔ)償時：

柵極GaAsMESFET：工作在10GHz時，Roff=3kΩ,Coff=0.25pF未補(bǔ)償時：補(bǔ)償時：現(xiàn)在是12頁\一共有98頁\編輯于星期四(a)并聯(lián)型;(b)串聯(lián)型

單刀雙擲（SPDT）開關(guān)：現(xiàn)在是13頁\一共有98頁\編輯于星期四現(xiàn)在是14頁\一共有98頁\編輯于星期四利用MESFET作為并聯(lián)安裝SPDT開關(guān)的一個例子，頻率10GHz現(xiàn)在是15頁\一共有98頁\編輯于星期四現(xiàn)在是16頁\一共有98頁\編輯于星期四串、并聯(lián)開關(guān)結(jié)構(gòu)圖示為SP3T開關(guān)的微帶結(jié)構(gòu)現(xiàn)在是17頁\一共有98頁\編輯于星期四注：“通”態(tài)時，Zse為低阻Zl，Zsh為高阻Zh；反之，“斷”態(tài)時，Zse為高阻Zh，Zsh為低阻Zl最簡串并聯(lián)復(fù)合開關(guān)結(jié)構(gòu)及等效電路插入損耗：隔離度：現(xiàn)在是18頁\一共有98頁\編輯于星期四注：串、并聯(lián)開關(guān)在隔離度上有了很大改善，在插損上比串聯(lián)開關(guān)好是因?yàn)樗档土朔瓷鋼p耗現(xiàn)在是19頁\一共有98頁\編輯于星期四寬帶串－并開關(guān)結(jié)構(gòu)通態(tài)時像低通濾波器，斷態(tài)時像高通濾波器現(xiàn)在是20頁\一共有98頁\編輯于星期四如上圖示，對于通態(tài)對于斷態(tài)現(xiàn)在是21頁\一共有98頁\編輯于星期四仿真練習(xí)：設(shè)計一開關(guān)開關(guān)結(jié)構(gòu)：SPDT駐波比：＜1.25頻率：5-6GHz插入損耗：＜2dB隔離度：＞40dB現(xiàn)在是22頁\一共有98頁\編輯于星期四現(xiàn)在是23頁\一共有98頁\編輯于星期四開關(guān)速度：測量開關(guān)速度的實(shí)驗(yàn)設(shè)備現(xiàn)在是24頁\一共有98頁\編輯于星期四開通延時、開通開關(guān)、關(guān)斷延時、關(guān)斷開關(guān)各項(xiàng)有關(guān)開關(guān)速度的術(shù)語現(xiàn)在是25頁\一共有98頁\編輯于星期四影響開關(guān)速度的因素1、開關(guān)器件本征層寬度、載流子遷移率、耐功率能力

2、偏置網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)在是26頁\一共有98頁\編輯于星期四

移相器

在通信系統(tǒng)中,調(diào)相是對微波信號相位的控制,在雷達(dá)系統(tǒng)中,相控陣天線是要控制送入天線陣每個單元信號的相位,實(shí)現(xiàn)天線波束的調(diào)整。這些相位控制電路就是移相器。鐵氧體、PIN、BJT、FET或MEMS器件都可以構(gòu)成相移器。

現(xiàn)在是27頁\一共有98頁\編輯于星期四移相器的主要技術(shù)指標(biāo)1.工作頻帶

移相器工作頻帶是指移相器的技術(shù)指標(biāo)下降到允許界限值時的頻率范圍。2.相移量

移相器是兩端口網(wǎng)絡(luò)，相移量是指不同控制狀態(tài)時的輸出信號相對于參考狀態(tài)時輸出信號的相對相位差。3.相位誤差

相位誤差指標(biāo)有時采用最大相移偏差來表示，也就是各頻點(diǎn)的實(shí)際相移和理論相移之間的最大偏差值；有時給出的是均方根（RMS）相位誤差，是指各位相位誤差的均方根值?，F(xiàn)在是28頁\一共有98頁\編輯于星期四

傳輸線上相鄰的波腹點(diǎn)和波谷點(diǎn)的電壓振幅之比為電壓駐波比，用VSWR表示。5.電壓駐波比4.插入損耗

插入損耗定義為傳輸網(wǎng)絡(luò)未插入前負(fù)載吸收功率與傳輸網(wǎng)絡(luò)插入后負(fù)載吸收功率之比的分貝數(shù)。6.開關(guān)時間和功率容量

開關(guān)元件的通斷轉(zhuǎn)換，有一個變化的過程，需要一定的時間，這就是開關(guān)時間。移相器的開關(guān)時間主要取決于驅(qū)動器和所采用的開關(guān)元件的開關(guān)時間。移相器的功率容量主要是指開關(guān)元件所能承受的最大微波功率。開關(guān)的安全工作取決于開關(guān)導(dǎo)通狀態(tài)時允許通過的最大導(dǎo)通電流和截止?fàn)顟B(tài)時兩端能夠承受的最大電壓。現(xiàn)在是29頁\一共有98頁\編輯于星期四各種微波移相器類型現(xiàn)在是30頁\一共有98頁\編輯于星期四開關(guān)線型移相器等效電路現(xiàn)在是31頁\一共有98頁\編輯于星期四加載線型移相器引入電納B，透射波與入射波相比，相位延遲，缺點(diǎn)是有反射，b為歸一化電納現(xiàn)在是32頁\一共有98頁\編輯于星期四說明加載型移相器基本機(jī)理的電路加載線型移相器常用于對和移相設(shè)計。由b引起的反射為：電壓傳輸系數(shù)T則可以寫成：所引入的相位差為：

現(xiàn)在是33頁\一共有98頁\編輯于星期四改進(jìn)：等效傳輸線電長度：現(xiàn)在是34頁\一共有98頁\編輯于星期四加載線型移相器結(jié)構(gòu)主線安裝類型加載線移相器短截線安裝類型加載線移相器現(xiàn)在是35頁\一共有98頁\編輯于星期四現(xiàn)在是36頁\一共有98頁\編輯于星期四反射型移相器現(xiàn)在是37頁\一共有98頁\編輯于星期四通過環(huán)流器或混合接頭將單端口轉(zhuǎn)換成二端口混合接頭優(yōu)于環(huán)形器：1.在MIC和MMIC中更容易集成2.用了兩個開關(guān)器件，耐功率能力提高2倍現(xiàn)在是38頁\一共有98頁\編輯于星期四現(xiàn)在是39頁\一共有98頁\編輯于星期四開關(guān)網(wǎng)絡(luò)型移相器用于開關(guān)網(wǎng)絡(luò)移相器的低通和高通濾波器開關(guān)線型移相器是開關(guān)網(wǎng)絡(luò)移相器的特殊情況，但開關(guān)網(wǎng)絡(luò)移相器能實(shí)現(xiàn)更寬的頻帶或獲得希望的頻率響應(yīng)?，F(xiàn)在是40頁\一共有98頁\編輯于星期四移相若用π型結(jié)構(gòu)代替前面T型結(jié)構(gòu)，則假定匹配和無損耗，可得現(xiàn)在是41頁\一共有98頁\編輯于星期四采用六只MESFET的開關(guān)網(wǎng)絡(luò)移相器現(xiàn)在是42頁\一共有98頁\編輯于星期四放大器型移相器1.調(diào)諧雙柵MESFET移相器

在這種設(shè)計中，雙柵MESFET的第二柵（靠近漏極）用作信號輸入柵極，而第一柵（靠源級較近）用作控制柵。像MESFET放大器設(shè)計情況一樣，在輸入和輸出二極管上兩端都需要匹配電路。調(diào)諧電抗接在第一柵和地之間?？刂戚敵鲂盘柡洼斎胄盘栔g相移的控制電壓加在柵極1上，由于改變器件參數(shù)（如柵極1至源極電容）和外接調(diào)諧阻抗（它可能是串聯(lián)電感）之間相互作用就獲得相位控制。

現(xiàn)在是43頁\一共有98頁\編輯于星期四2.采用可切換SPDT放大器有源移相器

這類移相器結(jié)構(gòu)如下所示，輸入信號在兩個相同放大器之間切換。在其中一個放大器輸出端附加一線段長度產(chǎn)生所需的相位。這兩路信號在功率合成電路中相加。Wilkinson功率合成器引入3dB損耗，但從放大器有用增益看，這3dB損耗認(rèn)為是不嚴(yán)重的，這種設(shè)計的優(yōu)點(diǎn)是電路移相部分與其它設(shè)計無關(guān)。

利用SPDT放大器的移相器方框圖

現(xiàn)在是44頁\一共有98頁\編輯于星期四功率衰減器1功率衰減器的原理2集總參數(shù)衰減器3分布參數(shù)衰減器4PIN二極管電調(diào)衰減器5步進(jìn)式衰減器現(xiàn)在是45頁\一共有98頁\編輯于星期四功率衰減器的原理

衰減器的技術(shù)指標(biāo)

工作頻帶、衰減量、功率容量、回波損耗等

(1)

工作頻帶?，F(xiàn)代同軸結(jié)構(gòu)的衰減器使用的工作頻帶相當(dāng)寬。

(2)

衰減量。

圖衰減器的功率衰減量設(shè)為A（dB）。若P1、P2以分貝毫瓦（dBm）表示，則 現(xiàn)在是46頁\一共有98頁\編輯于星期四

(3)

功率容量。

衰減器是一種能量消耗元件，功率消耗后變成熱量。為免燒壞，設(shè)計和使用時，必須明確功率容量。

(4)

回波損耗。

反映衰減器的駐波比。衰減器應(yīng)與兩端電路都是匹配的?，F(xiàn)在是47頁\一共有98頁\編輯于星期四

衰減量動態(tài)范圍

在控制參量的變化范圍內(nèi)，衰減量的變化范圍，針對可變衰減器

衰減量頻帶特性

要求在寬的頻率范圍內(nèi)，在控制參量一定時，衰減量變動很小

其他指標(biāo)：現(xiàn)在是48頁\一共有98頁\編輯于星期四

衰減器的基本構(gòu)成

基本材料是電阻性材料。電阻衰減網(wǎng)絡(luò)是衰減器的一種基本形式，也是集總參數(shù)衰減器。通過一定的工藝把電阻材料放置到不同波段的射頻/微波電路結(jié)構(gòu)中就形成了相應(yīng)頻率的衰減器。如果是大功率衰減器，體積要加大，關(guān)鍵是散熱設(shè)計?，F(xiàn)在是49頁\一共有98頁\編輯于星期四

可快速調(diào)整的衰減器：

1、半導(dǎo)體小功率快調(diào)衰減器，如PIN管或FET單片集成衰減器；

2、開關(guān)控制的電阻衰減網(wǎng)絡(luò)，開關(guān)可以是電子開關(guān)，也可以是射頻繼電器?，F(xiàn)在是50頁\一共有98頁\編輯于星期四

衰減器的主要用途

(1)控制功率電平

(2)

去耦元件

(3)

相對標(biāo)準(zhǔn)

(4)

用于雷達(dá)抗干擾中的跳變衰減器現(xiàn)在是51頁\一共有98頁\編輯于星期四集總參數(shù)衰減器

利用電阻構(gòu)成的T型或П型網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)集總參數(shù)衰減器，通常衰減量是固定的，由三個電阻值決定。電阻網(wǎng)絡(luò)兼有阻抗匹配或變換作用，可分為同阻式和異阻式。(a)T型功率衰減器；(b)Π型功率衰減器

Z1、Z2為特性阻抗現(xiàn)在是52頁\一共有98頁\編輯于星期四

1

同阻式集總參數(shù)衰減器

同阻式衰減器兩端的阻抗相同，即Z1＝Z2，不需要考慮阻抗變換，直接應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)級聯(lián)的辦法求出衰減量與各電阻值的關(guān)系。

1.T型同阻式（Z1=Z2=Z0）

如上圖（a）所示，取Rs1=Rs2，利用三個［A］參數(shù)矩陣相乘的辦法求出衰減器的［A］參數(shù)矩陣，再換算成［S］矩陣，就能求出它的衰減量。串聯(lián)電阻和并聯(lián)電阻的［A］網(wǎng)絡(luò)參數(shù)如下:現(xiàn)在是53頁\一共有98頁\編輯于星期四

Rs1的轉(zhuǎn)移矩陣

Rp的轉(zhuǎn)移矩陣 相乘得

現(xiàn)在是54頁\一共有98頁\編輯于星期四

轉(zhuǎn)化為［S］矩陣為現(xiàn)在是55頁\一共有98頁\編輯于星期四

對衰減器的要求是衰減量為A=20lg|s21|(dB)，端口匹配10lg|s11|=-∞。求解聯(lián)立方程組就可解得各個阻值。現(xiàn)在是56頁\一共有98頁\編輯于星期四

2.П型同阻式（Z1=Z2=Z0）

如上圖（b），取Rp1=Rp2，利用三個［A］參數(shù)矩陣相乘的辦法求出衰減器的［A］參數(shù)矩陣，再換算成［S］矩陣，就能求出它的衰減量。

現(xiàn)在是57頁\一共有98頁\編輯于星期四

2

異阻式集總參數(shù)衰減器

設(shè)計異阻式集總參數(shù)衰減器時，級聯(lián)后要考慮阻抗變換。

1.T型異阻式現(xiàn)在是58頁\一共有98頁\編輯于星期四

2.П型異阻式現(xiàn)在是59頁\一共有98頁\編輯于星期四

3

集總參數(shù)衰減器設(shè)計實(shí)例

設(shè)計實(shí)例一：

設(shè)計一個5dBT型同阻式（Z1=Z2=50Ω）固定衰減器。 步驟一:同阻式集總參數(shù)衰減器A=-5dB，由公式計算元件參數(shù):現(xiàn)在是60頁\一共有98頁\編輯于星期四

步驟二:利用ADS仿真衰減器特性。現(xiàn)在是61頁\一共有98頁\編輯于星期四 設(shè)計實(shí)例二：

設(shè)計10dBП型同阻式（Z1=Z2=50Ω）固定衰減器。 步驟一：同阻式集總參數(shù)衰減器A=-10dB，由公式計算元件參數(shù)：現(xiàn)在是62頁\一共有98頁\編輯于星期四

步驟二:利用ADS仿真衰減器特性?，F(xiàn)在是63頁\一共有98頁\編輯于星期四 設(shè)計實(shí)例三：

設(shè)計10dBП型異阻式（Z1=50Ω，Z2=75Ω）固定衰減器。 步驟一:異阻式集總參數(shù)衰減器A=-10dB：

現(xiàn)在是64頁\一共有98頁\編輯于星期四

步驟二:利用ADS仿真?，F(xiàn)在是65頁\一共有98頁\編輯于星期四3分布參數(shù)衰減器

1

同軸型衰減器

1.

吸收式衰減器

在同軸系統(tǒng)中，吸收式衰減器的結(jié)構(gòu)有三種形式：內(nèi)外導(dǎo)體間電阻性介質(zhì)填充、內(nèi)導(dǎo)體串聯(lián)電阻和帶狀線衰減器轉(zhuǎn)換為同軸形式。衰減量的大小與電阻材料的性質(zhì)和體積有關(guān)。優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)是頻帶寬，功率容量大，起始衰減量小，穩(wěn)定性好，缺點(diǎn)是精度較差?，F(xiàn)在是66頁\一共有98頁\編輯于星期四三種同軸結(jié)構(gòu)吸收式衰減器（a）填充;（b）串聯(lián);（c）帶狀線現(xiàn)在是67頁\一共有98頁\編輯于星期四

2.

截止式衰減器

又稱“過極限衰減器”，用截止波導(dǎo)制成，根據(jù)當(dāng)工作波長遠(yuǎn)大于截止波長λc時，電磁波的幅度在波導(dǎo)中按指數(shù)規(guī)律衰減的特性來實(shí)現(xiàn)。

工作波長范圍衰減量優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)是頻帶寬，精度高，可用作標(biāo)準(zhǔn)衰減器。缺點(diǎn)是起始衰減量太大。dB現(xiàn)在是68頁\一共有98頁\編輯于星期四截止式衰減器現(xiàn)在是69頁\一共有98頁\編輯于星期四波導(dǎo)型衰減器

1.

吸收式衰減器

吸收式衰減器結(jié)構(gòu)示意圖

(a)固定式；(b)可變式現(xiàn)在是70頁\一共有98頁\編輯于星期四

2.

極化吸收式衰減器

圓柱波導(dǎo)旋轉(zhuǎn)的角度θ可以用精密傳動系統(tǒng)測量并顯示出來，角度的變化也就是極化面的變化。 極化衰減器的衰減量為

A=20lg(cosθ)優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)是頻帶寬，精度高，起始衰減量小，缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，較昂貴?，F(xiàn)在是71頁\一共有98頁\編輯于星期四極化吸收式衰減器原理圖現(xiàn)在是72頁\一共有98頁\編輯于星期四

微帶型衰減器

匹配負(fù)載

同軸和微帶中，匹配負(fù)載的電阻通常是50Ω，可以用電阻表測量。集總元件電阻可以用來實(shí)現(xiàn)窄帶匹配負(fù)載。微波工程中，用51Ω貼片電阻實(shí)現(xiàn)微帶匹配負(fù)載?，F(xiàn)在是73頁\一共有98頁\編輯于星期四PIN二極管電調(diào)衰減器

PIN二極管

PIN二極管是在重?fù)诫sP+、N+之間夾一段較長的本征半導(dǎo)體所形成的半導(dǎo)體器件，中間I層長度為幾到幾十微米。PIN二極管結(jié)構(gòu)示意現(xiàn)在是74頁\一共有98頁\編輯于星期四

1.

直流特性在零偏與反偏下，PIN管均不能導(dǎo)通，呈現(xiàn)大電阻；正偏時，P+、N+分別從兩端向I區(qū)注入載流子，它們到達(dá)中間區(qū)域復(fù)合。PIN管一直呈現(xiàn)導(dǎo)通狀態(tài)，偏壓（流）越大，載流子數(shù)目越多，正向電阻越小。

2.

交流信號作用下的阻抗特性

頻率較低時，正向?qū)щ?，反向截止，具有整流特性? 頻率較高時，正半周來不及復(fù)合，負(fù)半周不能完全抽空，I區(qū)總有一定的載流子維持導(dǎo)通。現(xiàn)在是75頁\一共有98頁\編輯于星期四

3.

微波信號激勵時的特性

(1)

直流反偏時，對微波信號呈現(xiàn)很高的阻抗，正偏時呈現(xiàn)很低的阻抗。可用小的直流（低頻）功率控制微波信號的通斷，用作開關(guān)、數(shù)字移相等。

(2)

直流從零到正偏連續(xù)增加時，對微波信號呈現(xiàn)一個線性電阻，變化范圍從幾兆歐到幾歐姆，用作可調(diào)衰減器。

現(xiàn)在是76頁\一共有98頁\編輯于星期四

電調(diào)衰減器

利用PIN管正偏電阻隨電流變化這一特點(diǎn)，調(diào)節(jié)偏流改變電阻，實(shí)現(xiàn)電調(diào)衰減器。

1.

單管電調(diào)衰減器

在微帶線中打孔接一個PIN管，改變控制信號就可改變輸出功率的大小。這種結(jié)構(gòu)的衰減器輸入電壓駐波比較大?，F(xiàn)在是77頁\一共有98頁\編輯于星期四微帶單管電調(diào)衰減器現(xiàn)在是78頁\一共有98頁\編輯于星期四

2.

π型衰減器

可變衰減器的一個重要特性是它的輸入阻抗可保持不變，使得衰減器在整個工作頻率范圍內(nèi)保持匹配。 可由pin管的特性產(chǎn)生需要的電阻值現(xiàn)在是79頁\一共有98頁\編輯于星期四可變衰減器的一個重要特性是它的輸入阻抗保持不變，使得衰減器在整個工作范圍內(nèi)保持匹配。實(shí)現(xiàn)的方法之一是圖中所示的型網(wǎng)絡(luò)。

為了匹配，網(wǎng)絡(luò)阻抗對右側(cè)并聯(lián)后應(yīng)該等于，那就是：

衰減比可寫為：消去得：從而可得：現(xiàn)在是80頁\一共有98頁\編輯于星期四

2.3dB定向耦合器型衰減器

3dB定向耦合器型衰減器的原理和微帶結(jié)構(gòu)現(xiàn)在是81頁\一共有98頁\編輯于星期四

3.

吸收陣列式電調(diào)衰減器

多個PIN管合理布置可制成頻帶寬、動態(tài)范圍大、駐波比小、功率容量大的陣列式電調(diào)衰減器。PIN管等距排列，但偏流不同。單節(jié)衰減器的反射系數(shù)和衰減分別為現(xiàn)在是82頁\一共有98頁\編輯于星期四

陣列式電調(diào)衰減器(a)PIN二極管陣列；(b)反偏或零偏；(c)正偏現(xiàn)在是83頁\一共有98頁\編輯于星期四步進(jìn)式衰減器

1.

固定衰減器＋開關(guān)

開關(guān)可用PIN二極管實(shí)現(xiàn)或使用FET單片集成開關(guān)。特點(diǎn)是速度快，壽命長。缺點(diǎn)是承受功率小。

數(shù)字程控衰減器，需要把數(shù)字信號進(jìn)行功率放大，以推動繼電器或PIN管。開關(guān)的驅(qū)動電路是程控衰減器的一個重要組成部分。

現(xiàn)在是84頁\一共有98頁\編輯于星期四開關(guān)式衰減器

在圖1示衰減器中，兩個SPDT開關(guān)用于在直通線和參考線之間變換信道。如果所需衰減值超過4dB，則可以使用T或Π型電阻網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，其中的電阻可以是GaAs臺面電阻器或芯片制造工藝中可獲得的專用鎳鉻合金電阻器。Gupta使用的寬帶SPDT開關(guān)示意圖如圖2所示。其可用的上限頻率由SPDT開關(guān)本身的隔離度決定。由于開關(guān)不含有任何電容性元件，因此對性能沒有下限頻率限制。

圖1圖2現(xiàn)在是85頁\一共有98頁\編輯于星期四開關(guān)式比例型FET開關(guān)式比例型FET技術(shù)在連接輸入和輸出端口的兩條通路上使用了不同尺寸的FET，不使用電阻性網(wǎng)絡(luò)來獲得期望的衰減值，而是利用不同對開關(guān)式FET的開狀態(tài)電阻值之差達(dá)到選擇的衰減量。因此，該技術(shù)適用于達(dá)到2dB的較小衰減比特數(shù)。對于開關(guān)式比例型FET結(jié)構(gòu)，需要加入額外的短傳輸線節(jié)，用于均衡衰減參考通路長度?，F(xiàn)在是86頁\一共有98頁\編輯于星期四開關(guān)式T型橋衰減器

開關(guān)式T型橋衰減器由一個經(jīng)典的T型橋衰減器和一個并聯(lián)與串聯(lián)FET組成，一個開關(guān)式FET并聯(lián)在橋電阻的兩端，另一個開關(guān)式FET與分流電阻串聯(lián)。兩個FET的開或關(guān)實(shí)現(xiàn)了零狀態(tài)和衰減狀態(tài)之間的切換，其值由T型橋衰減器決定。T型橋衰減器自身提供了良好的輸入/輸出匹配。

現(xiàn)在是87頁\一共有98頁\編輯于星期四開關(guān)式T形和Π形衰減器開關(guān)式T型和Π型衰減器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)表現(xiàn)為T型或Π型形式，單個電阻性元件能夠開關(guān)進(jìn)入或退出電路。故這一技術(shù)也稱之為開關(guān)式電阻器法。Bedard和Maoz使用Π型結(jié)構(gòu)驗(yàn)證了工作頻率達(dá)到10GHz的衰減器設(shè)計。盡管它與T型橋衰減器結(jié)構(gòu)相似，但是，該技術(shù)使用了非常小的FET，與開關(guān)式衰減器相比，具有更低的插入損耗。

現(xiàn)在是88頁\一共有98頁\編輯于星期四

2.PIN二極管步進(jìn)衰減器

PIN二極管電調(diào)衰減器的控制電流的改變，能夠連續(xù)地改變衰減量，將這一控制信號按照一定的規(guī)律離散化，可實(shí)現(xiàn)衰減量的步進(jìn)調(diào)整。現(xiàn)在是89頁\一共有98頁\編輯于星期四FET電調(diào)衰減器 利用柵極電