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微波开关电路的设计与应用

李倩

  微波开关是微波控制电路中的重要组成部分,广泛应用于雷达、卫星、通信、电子对抗及测量等方面,其主要作用是控制信号的通断或者完成信号在不同信道间的切换。随着各类半导体晶体管的不断发展,目前主要用于微波开关设计的控制器件有PIN二极管、GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)等。本文应用两种不同管子的控制器件分别设计了单刀单掷(SPST)及单刀双掷(SPDT) 开关,插入损耗、隔离度及回波损耗等性能良好。本论文的主要工作如下:1、对基于PIN二极管的开关设计方法进行了较为深入的研究,结合微带电路、有源电路等理论,折中考虑串联型和并联型开关的优缺点,最终选择采用串-并结合型结构来设计单刀单掷(SPST)开关以及适用于L波段T/R组件的单刀双掷(SPDT)开关。加工并测试了基于PCB的开关电路,测试结果与仿真结果较为吻合,部分指标有所恶化,但是总体满足指标要求,性能较好。2、以GaN工艺为设计平台,研究了GaN HEMT管的基本特性,对其所构成的开关电路进行了基本原理分析,结合新颖的具有带阻滤波性能的R-C-R电路结构设计了基于Dual-gate GaN HEMT管的高隔离度开关单片,在63%的带宽范围内隔离度均大于60 dB。3、在前面开关设计的基础上,研究了多状态阻抗匹配网络的分析与设计。该结构主要应用于一分四功率分配器、四阵列天线等,用较少数量的开关,实现在不同状态下的阻抗匹配,电路结构紧凑,易于实现。本论文提出的基于PIN二极管和GaN HEMT管的开关电路,插入损耗小、隔离度高、结构紧凑、易于实现,可以应用于一些通讯和雷达系统中。……   
[关键词]:PIN二极管;GaN HEMT管;单刀单掷开关;单刀双掷开关;高隔离度;阻抗匹配网络
[文献类型]:硕士论文
[文献出处]:南京理工大学2015年
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