關(guān)于大功率PIN微波開關(guān)研制的探討_圖文

1、 第 期 一一 關(guān) 于 大功 率 微 波 開 關(guān) 研 制 的探 討 , 一 、 。 一 對 單刀 雙 擲 式 單刀 多擲 開 關(guān) 工 作 于脈 沖功 率 的 能承 受 比上 面計(jì) 算 的功率 更 大 的 功 率 一 , 一 正 向 的 二 極 管在 隔 離臂 處于 。 一 這 是 多擲 開 關(guān) 工 作 于 連 續(xù) 波 的 有利 條 件 , 。 一 開關(guān) , 因 脈 沖 電壓 很 高 管被 擊 穿 路 , , 所 以 加 在 管 上 的 電 壓 不 能 超 過 擊穿 電壓 二 加 到 管 上 的 電壓 二 。 專 , 最大 為 , 由 式 于 代入 得 專 , 一 州 輸也 一 , 一 一 功

2、率 饋 入 隔 離臂很 少 。 一 , 所以 二極 功 率 的 限 制 是 由于 導(dǎo) 通 臂 , 反偏時(shí) 二 極管 的 阻抗很 大 , 可看 成開 二 專 一 心一 勸 選 管子 二 使 擊 穿 電壓 為 二 。 于 湯 圖 , 觸 分 卜 瓤 由于 傳 輸 線 不 可 能完 全 匹 配 , 若駐 波比為 一 , 則 , 但是 由 于 射 頻 負(fù)半 周 作 用 時(shí) 間 很 短 。 , 超 過 擊 穿 電壓 也 不 會 發(fā)生 擊 穿 , 實(shí) 際 允 許通 過 的 脈 , 沖 功率大 于 除 了 管子 的 耗 散 功 率 和 擊 穿 電壓 的 限 制外 們忽 視 的 的壓 降 , 。 偏壓 與通

3、過 功 率 有 很 大 關(guān) 系 , 。 這 是 在 往被 人 如圖 所 示 的 串 并 聯(lián)開 關(guān) , , 加 上偏 壓 后 反 向 二 極 管 上 的 偏 壓 等 于 正 向二 極 管 上 下 面 來討 論 功 率 與 偏 壓 , 不 管 二 極 管 性 能 如何 好 它 能 通 過 的功 率都 是 極 其 有 限 的 。 的關(guān) 系 當(dāng)二 極 管 加 上 一 個(gè)小 的 反 偏 壓 正半周 , 。 時(shí) , 一 個(gè)振 幅 遠(yuǎn) 遠(yuǎn) 大 于 , 的射 頻通 過 管 子 在 射頻 的 有 電子 注 入 。 區(qū) , 引 起 的 擴(kuò) 散 電流 方 向與 總 的 外加 漂 移 場 電流 一 致 , 這 個(gè)總

4、電場 是 。 偏壓 與 射 頻 的 迭加 區(qū) 的 非平 衡 電子 掃 除 但 注入 的 非 平 衡 電 子 還 沒 有 全 部復(fù) 合 時(shí) 負(fù)半 周 已 到 來 , 外 加 場 把 區(qū) 注 入 非 平 衡 載 流子 , , 還 沒有 全 部 掃 除 , , 正半 周 又 到 來 , 又向 。 負(fù)半 周掃除非平 衡 載流子 的 速度 注 入 速 度很 快 積累 值 。 就 是 二 極 管 的 反 向 飽 和 電流 的 速 度 注 入 的 比 掃除 的 多得 多 , 這 種速 度 很 凰 而 正半周 , , 故在射 頻 一 個(gè) 周 期 內(nèi) , 在 區(qū) 產(chǎn) 生 非 平 衡 載流子 的 , 將 引起 二

5、 極 管 的 損 耗 增 加 , 二 極 管 的 反 向 電阻 變 小 甚 致使 反 向 偏 置 失 效 開關(guān)失去 , 控制作用 失 效 的 程 度 決 定 于 反 偏 壓 與 射 頻 振 幅 的 比 值 和 二 極 管 的 開 關(guān) 時(shí) 間 與射 頻 周 期 的 比 一 個(gè) 二 極管 的 開 關(guān)時(shí) 間為 時(shí) , 哪 。 , 在 。 公 分使 用 時(shí) , 粗 略 的 計(jì) 算得 到 比 值 為 , 即反偏 壓為 射 頻 振 幅 不 能大 于 故 在 設(shè)計(jì) 時(shí)采 用 雙 電源 使 反 偏壓 足 夠 大 , 使開關(guān)在 大 脈 沖工 作 時(shí) 也 不 降 低 開 關(guān) 性 能 五 、 總 電路 設(shè) 計(jì) ,

6、據(jù) 上 分析 , 要 獲得 好 指 標(biāo) , 開 關(guān) 隔 離 臂 的 等效 電路如 圖 。 , 導(dǎo) 通 臂 的 等效 電路 如 圖 結(jié) 構(gòu)圖 如 圖 所示 航 天 電 子 對 , 抗 年 卜 絲州 門 汁 心 份 少 少 隊(duì) 乙撼 夕 不 之 端 場當(dāng) 必 尸 圖 每 臂兩 個(gè) 、 并 管 每臂兩個(gè) 直 帶 容 微帶 傳輸 線的 管芯連 結(jié) 線 心 加偏壓 的低 通 濾 波 器 射 頻 不 能 通 過 三 微 帶 同 軸轉(zhuǎn)換 插 頭 加 偏壓 的 接 線 柱 個(gè) , , 介質(zhì) 襯 底 聯(lián) 一 芯 隔 流的 微 電 , 。 微 帶設(shè) 計(jì) 為 先 估計(jì) 為 二 , , 介 質(zhì) 襯 底 用 聚 四 氟

7、 乙烯 , 厚 度為 兀 。 , 一 , 介 電常 數(shù) 為 計(jì)算 , 。 , 帶寬 半 , , 可 用 公 式 “。 二 乙 一 幾一 特征阻抗 寧 公 一 一 萬于于 劃 、 , 。 、 , 二 萬 獷 一 已 有 雙 夕 甩冪數(shù) 一 , 一一 、一 十 一 一 士 一 飛 獷 多次 逼 近 , 、 夕 的低 阻 電 容塊 組 成 。 以 二 為 最好 。 偏壓 低通 濾 波 器 由一 般 林 長 端開路效 應(yīng)及 用 矩 形外殼 , 的微 帶 和 一 個(gè) 入 長 , 要 考慮 終 。 分 支處 等效 面 的改 變 適 當(dāng)修 正 , 。 外 殼 的 設(shè) 計(jì) 主 要 是 防止 激 起 高 次 諧

8、 波 必 須 使 腔 體 的 固 有 諧 振 頻率 在 通 帶 之 外 , 如果采 可 以 用 矩 形 波導(dǎo) 型 的 波 長計(jì) 算 但 還 要 考慮 波 導(dǎo) 中有一 介質(zhì) 板 。 第 期 關(guān) 于 大 功率 微 波開 關(guān) 研 制 的 探討 六 、 性 能實(shí) 驗(yàn) 。 按 上 述 分 析 而 設(shè) 計(jì) 的 單 刀 雙擲 開 關(guān) 實(shí)驗(yàn) 結(jié) 果 見 圖 扭 丫 吸 子 里 足 , 動萬 必 “ 棄泣二一 一 二 一 插入 損耗 。 一 于薔廠 一 一 駐 波比 圖 圖中 和 是 指不 同臂 。 。 駐 波最 好 位 置 不 在 中心 頻 率 以上 。 , 這 是 由 于 隔 直 電容 偏 壓 線 及 微

9、帶 同 、 一 軸轉(zhuǎn) 換 插頭 的 影 響 脈 沖功 率 可 通 過 環(huán) 境試 驗(yàn) 溫 濕 沖 振 度 一 度 擊 動 在 。 掃 描 頻率 一 一 次 持 續(xù)通 電試 驗(yàn) 。 低氣壓 下 , 通 過 電子 對 抗 大功 率 轉(zhuǎn) 換 應(yīng) 用 試 驗(yàn) 證 明 該 轉(zhuǎn) 換 開 關(guān) 大 功 率 轉(zhuǎn)換 性 能 優(yōu) 良 , 長 時(shí) 間工 作 穩(wěn)定 可 靠 , 扦入 損 耗 可 忽 略 不 計(jì) 次試 驗(yàn) 情 況詳見 下 表 航 夭 電 子 對 抗 年 一 型 徽 波 開 關(guān) 電參 數(shù) 側(cè) 試 情 況 表 加 開關(guān) 常 通 狀 態(tài) 耗 損 加 開 關(guān) 加 電狀 態(tài) 一損 認(rèn)簽 一 無 開 關(guān) 時(shí) 功 率 耗 一 一 一 一 一 一 一 一 一 一一 一一 一 一 一 一 ,。 , 一 ,。 一 一 一 一 一 竺 一 生 一 竺里 一 一二塵 一 三 生 竺 一 業(yè) 一 一一 一 一 一 一一 一 一 百 一 品 一 而 “ 一 硯麗一 一 。 一 一 一 。 功 串源 是 用 說 發(fā)射機(jī) 的 口 、 “ , 路 管輸出連續(xù) 波功率 功率顯示是 用 用護(hù) 工 、 兩 臺大功率 計(jì)同