带有集成带通响应的微波单刀双掷T/R开关

简介：
本文介绍了一种新型微波单刀双掷T/R开关的设计与实现，该开关集成了带通滤波功能，有效提升了信号质量和系统性能，在雷达通信领域具有广阔的应用前景。 本段落提出了一种具备带通响应的微波单刀双掷TR开关（Transmit-Receive Switch），该装置是时间分割双工雷达系统中的核心组件之一。目前大多数报道的TR开关通常具有超过50%的频宽，无法提供尖锐带阻特性。因此，在实际应用中往往需要将带通滤波器与这些TR开关级联使用以改善频率选择性和抑制带外信号的能力。 然而，当独立设计TR开关和带通滤波器时会导致高失配损耗、较大的电路面积以及较高的制造成本等问题。最近的研究提出了一种集成有滤波功能的开关电路概念来解决上述问题。 本段落介绍一种采用p-i-n二极管构建的SPDT（单刀双掷）开关，其具有带通响应特性。通过将p-i-n二极管以串联并联的形式嵌入到阻抗匹配网络中，并结合两个准椭圆响应型带通滤波器的设计思路来实现所提出的SPDT TR开关。 为了验证设计方法的有效性，本段落作者成功地制作了一个中心频率为1.25GHz、3dB频宽比为16%的SPDT TR开关样品。该器件在导通状态下表现出低插入损耗和断开状态下的良好隔离度，并且其尺寸（包括偏置电路但不包括馈线部分）仅为0.447λg x 0.134λg。 本段落作者来自西安电子工程研究所的Yu-Xue Ji等人、西北工业大学电子与信息学院的Zhao-Zhao Li等人以及东南大学毫米波国家重点实验室的Huan Wang和Jin-Jie Huang等。文中提及了先前的相关研究，包括使用p-i-n二极管负载阶梯阻抗谐振器构建带通响应SPDT开关[1]、采用场效应晶体管（FETs）加载阶梯阻抗谐振器设计多端口带通滤波器集成开关的研究成果[2]以及将SPDT开关与四分之一波长带通滤波器结合的设计方法[3]。这些研究为本段落的TR开关提供了理论和技术支持。