一種新型利用pindiodes的4輸入2輸出射頻開關的設計

電磁兼容性設計：為了控制印制電路板的差模輻射，應將信號和回線緊靠在一起，減小信號路徑形成的環路面積。因為信號環路的作用就相當于輻射或接收磁場的環天線。在本設計中每個模塊的射頻信號接地路徑最短，減少了差模輻射；共模輻射是由于接地而存在地電位造成的，這個地電位就是共模電壓。當連接外部電纜時，電纜被共模電壓激勵形成共模輻射。控制共模輻射，首先要減小共模電壓。本設計中采用地線網絡和接地平面，布成雙層版，全部在上層走線，下層全部鋪地，合理選擇了接地點；本電路屬于高頻高速電路且滿足2W準則，W是印制板導線的寬度，即導線間距不小于2倍導線寬度，以減小串擾。此外，射頻導線短、寬、均勻、直，轉彎處采用45°，導線寬度沒有突變，無突然拐角。

地線設計：地線設計是最重要的。地線可以定義為信號流同源的低阻抗路徑，它可以是專用的回線，也可以是接地平面，有時也可以采用產品的金屬外殼。理想的地應是零電阻的實體，各接地點之間沒有電位差。本設計中，下層板布成接地板，完全接地，各接地點之間沒有電位差。

在PCB板制作中，模塊之間設置跳線，使得模塊互相獨立，這樣模塊可以單獨測試性能，當電路出現問題時，檢測方便，可迅速查出問題。 3 設計的性能和優點

由于設計的合理性和對稱性，保證了在帶寬(120 MHz)內傳輸損耗低。在中心頻率63.6 MHz，帶寬120 MHz的條件下，保持傳輸損耗低約-0.29 dB，而且在整個帶寬內性能很穩定。

由于電感的隔交流作用，電容的隔直流作用，保證了輸入輸出端口良好匹配，得到很好的反射系數，在中心頻率63.6 MHz處，反射系數達到-30 dB左右。頻率是由核磁共振的B0場決定的，對于1.5T系統共振頻率為63.6 MHz。保證很好的隔離度，中心頻率處隔離度達到-30 dB以下。

在實際應用中，對于使用頻率高的電子元件最重要的性能和指標就是應用環境要求不能太苛刻，可靠性高，且不易損壞。本設計中使刖的pin diodes，克服了以往開關器件易損壞、可靠性差的缺點。

4 模塊化設計及其應用實例

4.1模塊化設計

根據實際應用把RFSW(4×2)做成測試盒，由4路射頻輸入端口、2路射頻輸出端口和4路數字控制信號組成，其功能電路及引腳功能如圖4所示。

在核磁共振MR系統中經常需要測試兩路線圈的耦合情況，即測試兩路線圈的傳輸參數S21，但是一般的線圈都有很多路，比如膝蓋線圈有8路，連接需要測試的2路。應用RFSW(4×2)測試盒連接需要測試的2路信號，改變控制信號的邏輯使其導通即可測量。

由于在核磁共振MR系統中接收通道的個數遠小于它的天線線圈數，所以需要應用開關來切換選擇。其中一個應用實例就是采用7個RFSW(4×2)實現16路信號任意2路信號的輸出邏輯組合應用，然后接到系統上接收信號成像。RFSW(16×2)的邏輯組合框圖如圖5所示。

在核磁共振(MR)系統中，需要應用微波射頻開關進行接收線圈通道的切換選擇。應用pin diodes設計電路，可靠性得到很大提高，解決了一般開關器件可靠性差、容易損壞的問題。由于設計的合理性，此微波射頻開關的反射系數、傳輸系數、隔離度都非常理想。本設計高度模塊化，使得電路故障的檢測變得容易。另外，本設計的應用非常靈活，4輸入2輸出可以利用一定的組合邏輯得到我們想要的輸入輸出組合，在核磁共振系統中，16輸入2輸出得到廣泛應用。