一種基于MMIC技術的S波段GaAs單刀單擲開關
加入技術交流群
其中εr是PCB板材質的介電常數。此公式必須在0．1(W／H)2．0及1(εr)15的情況才能應用。在本文PCB板的設計過程中，導體與接地板的間距H為0．508 mm，板材介電常數εr為3．38。T和H相比可以忽略，當W=1．1 mm時，求得Z=49．251，很好地達到了匹配要求。在實際電路板中，由于多方面因素的影響，射頻信號傳輸線的實際特性阻抗與計算值有所偏差，應加以適當的修正。
4 具體制作工藝
4．1 印制基板的選擇
印制電路基板是電子元器件導電圖形連接的結構件，對電路設計的電性能，熱性能，機械強度和可靠性起著重要的作用。根據以上特點，綜合考慮我們選用了板厚為0．508 mm，敷銅箔厚為17／μm，介電常數為3．38的羅杰斯RO4003C板材，其性能滿足作為表面安裝要求，并用導電膠將微帶電路板和腔體粘接在一起，并使背面良好的接地。
4．2 驅動電路的設計
本文涉及的開關屬于串聯／并聯FET的SPST形式，故開關通斷的控制腳有2個(A、B)，控制高電平為-5 V，低電平為0。當A輸入高電平而B輸入低電平時，開關處于“ON”狀態，反之則處于“OFF”狀態。其對應的驅動電路如圖2所示。本文引用地址：http://www.104case.com/article/155190.htm
其中負的邏輯電平由+5 V電平通過轉換芯片MAX660來實現，采用負壓驅動的理由是相比較于正壓控制的砷化鎵開關，開關的響應速度大大提高。TTL器件采用74HCT04，信號控制端接入一個穩定電壓為5．1 V的穩壓管。該驅動電路實現了兩控制引腳輸入電平的反相。
4．3 結構設計
結構設計是整機設計的一個難點，結構設計不但影響整機的成本和可靠性，對整機設備的技術指標也有很大的影響，采用SMA插座作為射頻信號端口，通過側面開槽微帶搭焊引出，供電則采用穿芯電容搭焊引出，開關的腔體和整機采用一體化設計。
4．4 測試結果
通過以上工藝制造的開關，通過整機實際測量，頻率2～4 GHz時隔離度達到48dB插入損耗不大于1．7dB。當控制信號脈寬為50ns，輸入信號頻率為3．1GHz時，輸出波形如圖3所示。其上升沿為4ns，下降沿為2．4ns。
5 結語
本文基于MMIC技術和微帶線特性阻抗理論設計出一種SPST射頻開關，該開關模塊在使用過程中，工作穩定，性能良好，符合測試系統的要求，有極高的實用價值。
評論