一種基于MMIC技術(shù)的S波段GaAs單刀單擲開關(guān)
加入技術(shù)交流群
其中εr是PCB板材質(zhì)的介電常數(shù)。此公式必須在0．1(W／H)2．0及1(εr)15的情況才能應(yīng)用。在本文PCB板的設(shè)計(jì)過程中，導(dǎo)體與接地板的間距H為0．508 mm，板材介電常數(shù)εr為3．38。T和H相比可以忽略，當(dāng)W=1．1 mm時(shí)，求得Z=49．251，很好地達(dá)到了匹配要求。在實(shí)際電路板中，由于多方面因素的影響，射頻信號傳輸線的實(shí)際特性阻抗與計(jì)算值有所偏差，應(yīng)加以適當(dāng)?shù)男拚?br />
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(dǎo)電圖形連接的結(jié)構(gòu)件，對電路設(shè)計(jì)的電性能，熱性能，機(jī)械強(qiáng)度和可靠性起著重要的作用。根據(jù)以上特點(diǎn)，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(shù)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(dǎo)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(qū)動電路的設(shè)計(jì)
本文涉及的開關(guān)屬于串聯(lián)／并聯(lián)FET的SPST形式，故開關(guān)通斷的控制腳有2個(gè)(A、B)，控制高電平為-5 V，低電平為0。當(dāng)A輸入高電平而B輸入低電平時(shí)，開關(guān)處于“ON”狀態(tài)，反之則處于“OFF”狀態(tài)。其對應(yīng)的驅(qū)動電路如圖2所示。本文引用地址：http://www.antipu.com.cn/article/155190.htm
其中負(fù)的邏輯電平由+5 V電平通過轉(zhuǎn)換芯片MAX660來實(shí)現(xiàn)，采用負(fù)壓驅(qū)動的理由是相比較于正壓控制的砷化鎵開關(guān)，開關(guān)的響應(yīng)速度大大提高。TTL器件采用74HCT04，信號控制端接入一個(gè)穩(wěn)定電壓為5．1 V的穩(wěn)壓管。該驅(qū)動電路實(shí)現(xiàn)了兩控制引腳輸入電平的反相。
4．3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是整機(jī)設(shè)計(jì)的一個(gè)難點(diǎn)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不但影響整機(jī)的成本和可靠性，對整機(jī)設(shè)備的技術(shù)指標(biāo)也有很大的影響，采用SMA插座作為射頻信號端口，通過側(cè)面開槽微帶搭焊引出，供電則采用穿芯電容搭焊引出，開關(guān)的腔體和整機(jī)采用一體化設(shè)計(jì)。
4．4 測試結(jié)果
通過以上工藝制造的開關(guān)，通過整機(jī)實(shí)際測量，頻率2～4 GHz時(shí)隔離度達(dá)到48dB插入損耗不大于1．7dB。當(dāng)控制信號脈寬為50ns，輸入信號頻率為3．1GHz時(shí)，輸出波形如圖3所示。其上升沿為4ns，下降沿為2．4ns。
5 結(jié)語
本文基于MMIC技術(shù)和微帶線特性阻抗理論設(shè)計(jì)出一種SPST射頻開關(guān)，該開關(guān)模塊在使用過程中，工作穩(wěn)定，性能良好，符合測試系統(tǒng)的要求，有極高的實(shí)用價(jià)值。
評論