一種基于MMIC技術(shù)的S波段GaAs單刀單擲開(kāi)關(guān)
其中εr是PCB板材質(zhì)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(guò)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(shí),求得Z=49.251,很好地達到了匹配要求。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(xiàn)的實(shí)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(zhù)重要的作用。根據以上特點(diǎn),綜合考慮我們選用了板厚為0.508 mm,敷銅箔厚為17/μm,介電常數為3.38的羅杰斯RO4003C板材,其性能滿(mǎn)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(dòng)電路的設計
本文涉及的開(kāi)關(guān)屬于串聯(lián)/并聯(lián)FET的SPST形式,故開(kāi)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A輸入高電平而B(niǎo)輸入低電平時(shí),開(kāi)關(guān)處于“ON”狀態(tài),反之則處于“OFF”狀態(tài)。其對應的驅動(dòng)電路如圖2所示。本文引用地址:http://dyxdggzs.com/article/155190.htm
其中負的邏輯電平由+5 V電平通過(guò)轉換芯片MAX660來(lái)實(shí)現,采用負壓驅動(dòng)的理由是相比較于正壓控制的砷化鎵開(kāi)關(guān),開(kāi)關(guān)的響應速度大大提高。TTL器件采用74HCT04,信號控制端接入一個(gè)穩定電壓為5.1 V的穩壓管。該驅動(dòng)電路實(shí)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(gè)難點(diǎn),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(shù)指標也有很大的影響,采用SMA插座作為射頻信號端口,通過(guò)側面開(kāi)槽微帶搭焊引出,供電則采用穿芯電容搭焊引出,開(kāi)關(guān)的腔體和整機采用一體化設計。
4.4 測試結果
通過(guò)以上工藝制造的開(kāi)關(guān),通過(guò)整機實(shí)際測量,頻率2~4 GHz時(shí)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(shí),輸出波形如圖3所示。其上升沿為4ns,下降沿為2.4ns。
5 結語(yǔ)
本文基于MMIC技術(shù)和微帶線(xiàn)特性阻抗理論設計出一種SPST射頻開(kāi)關(guān),該開(kāi)關(guān)模塊在使用過(guò)程中,工作穩定,性能良好,符合測試系統的要求,有極高的實(shí)用價(jià)值。
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