RF开关被用来从多个可用的来历中挑选所需的信号，或许将一条信号到所期望的信道，在比如分集式天线体系，雷达，以及测验和丈量设置。开关(有时称为继电器)在运用的机电(EM)规划相似于非RF开关树立，但这些现已所替代开关集成电路，除了在更高功率的运用中，集成电路是不行的，以及一些十分特别情况下，或在交换机需求多极(触点)。也有依据MEMS技能的射频开关，然后仿制机电规划，但运用的IC制作技能。本文要点介绍依据IC的固态开关，它以一个SPDT(单刀/双掷)结构(图1)，一般建有FET和PIN二极管作为其间心开关元件。
图1：一个单刀双掷射频开关概念简略，具有操控信号，使开关，发送输入到恣意两个或许输出中的一个。 (Skyworks的解的供给)，这些是其限制RF开关功用的许多参数，而且最有必要的特征在于相关于电源电压，温度，频率，功率电平，以及其他要素。有些是在给定的运用特别重要，而其别人或许不一样重要。留意，大多数的RF开关被规划为50Ω的操作，但一些被规划用于有线电视75Ω标准。鉴于高频率，在这些开关的作业，许多供货商现在供给的S参数和史密斯圆图作为配件为他们的数据表标准(布景中的技能展区文章“史密斯圆图：一个”陈旧“的图形化东西在RF规划仍然重要“)，以协助工程师确认整体信号途径功用，匹配元件的阻抗的丢失降到最低，并模仿体系的功用。其间工程师有必要查看的第一个参数是开关的频率掩盖规模。例如，一个交换机的功用或许彻底从1至5千兆赫，或3至10千兆赫，或指定仅仅在有限的频带，如2.4GHz的无线网络衔接的频带(尽管开关将作业在较小的，而不是确保的的规模外的程度)。因为底层的半导体物理的基础上，PIN二极管射频开关往往具有较低的频率功用的下降，而依据FET器材最低能够十分低的频率，乃至直流。功率处理是下一个关键要素。可是，它不仅仅交换机能够多少功率处理失利过，但怎么履行它在不同的功率电平。今日的杂乱的调制计划和较高的均匀到最大信号功率的比率意味着开关有必要供给充沛的功用在线性，相邻信道走漏比(ACLR)，失真，第三阶互调产品(IP3)，以及在带差错矢量起伏(EVM)在感兴趣的功率电平。开关速度，这是不相关的频率规模内，也就是在某些运用中很重要的。尽管界说厂商各不相同，对导通时刻的最常见的界说是时刻开关RF输出开关“方位”开端后的改动，以抵达90%的终值;关断时刻是时刻削减到最终值的10%。 IC开关具有微秒乃至纳秒级的导通/截止时刻(比较EM开关，这是在毫秒规模内)。密切相关的开关速度，而且在许多运用更重要，是安稳时刻，当RF输出安稳到小于0.1 dB或最终值的偶数0.05 dB的，因为该电路不能在信号采纳举动，直到它现已抵达十分挨近到了最终，正确的阀门在许多运用中。插入损耗限制在信号通路中的衰减。一切集成电路开关诱导信号他们路由在一些丢失，因为在沟道电阻，除了他们的导通电阻的负载阻抗和相关联的信号的反射，并经过走漏内部电容。插入损耗是一般在0.5和2分贝，供货商能够依据内部电阻和电容，以尽量削减在规则的作业频带内的损耗，以下降插入损耗的该带外的本钱。阻隔标准界说了开关的RF信号到断开(或脱离)的传输抛出。再次，开关规划师能够规划的拓扑结构杠杆器材物理，哪些收益权衡阻隔在不同的频率。因而，一个宽带交换机能够具有80别离或乃至90 dB的在较低的频率，但只要3040分贝更高的频率。视频馈通表征其出现在开关输出当开关信号的改动的途径，即便有其时没有信号电压瞬变。它是在高增益放大器的AGC(自动增益操控)，它的意图是有意下降其增益响应于添加的信号电平规划的重要。驱动和功耗指示什么样的和多少电子信号需求办理的开关操控线，以及多少功率开关自身 – 作为有源器材，不同于直流开关 – ，即便它并没有改动它的路由途径。 (请留意，电磁开关具有相对高的功率需求进行切换时，可是零耗散一旦接通，因为它们是无源器材。)一切开关有牢靠性问题。因为没有移动部件，IC开关能够操作“无限期”(亿万周期)，假如他们的额定值规模内运用，而一个电磁开关能够只要几百万次指定的设备。升高的温带和热循环，可是，能够下降IC开关的运用寿命，而且开关可经过过量施加的功率或ESD事情损坏。最终，还有一个开关端接装备。射频开关被规划为是反射翻开或反射短(有时称为吸收性)设备。反射开开关并没有有关的敞开衔接的分路途径到体系接地，因而减小了未运用的端口上的负载。与此相反，在反射短路开关的装备有50Ω终端途径(分流器)接地所以在信号线没有反射，因而有一个低驻波(vertical-驻波比)，不管开关的状况。许多交换机都在两种格局，但用其他方法简直相同的标准。
多样化的集成电路满意不同需求
赫人Microwave公司(现在的模仿器材的一部分，公司)HCM545是一个根本的GaAs SPDT开关，(图2)，经过3 GHz的操作为直流指定，定坐落蜂窝基础设施，无线局域网，轿车规划和测验设备。其特点是+65 dBm的0.25分贝典型损耗和输入IP3，而且被规划在其港口反射短裤当“关”。它是由CMOS / TTL信号(0 / + 3 V至0 / + 8V)操控的并装在一个小的，6引线SOT26塑料包装。
图2：赫HCM545运用一种根本74C系列CMOS驱动器来操作的信号途径操控引脚。关于较高频率的掩盖规模，但没有DC功用，从Skywork解决计划的反射短SKY13350-385LF砷化镓SPDT开关占地面积0.01到6.0 GHz的，0.35 dB和25分贝典型的阻隔，既丈量3 GHz的典型插入损耗。它能够处理高达32 dBm的功率为45 ns的10/90%的开关速度。作为与简直一切RF元件，功用是电源电压的功用;图3显现了EVM对输出功率的规模内的电源电压，在所述的IEEE 802.11a 5.2到5.8GHz频带。
图3：简直一切的有源RF部件是灵敏的电源电压，温度，和功率电平;这儿的EVM与两个供电电压和功率等级从思佳的SKY13350-385LF的改动。的量进入更高的频率的规划中，M / A-COM MASW-002103-1363 SPDT开关是从50兆赫指定到20GHz，而且是可运用的高达26千兆赫;功率处理才能为38 dBm的。插入损耗，(图4)，大约是0.4分贝的规模的低端，增大到1.0 dB的在20千兆赫和1.6分贝25千兆赫。
图4：与添加的频率的开关增大的插入损耗;在这儿，M / A-COM MASW-002103-1363 SPDT开关损耗显现刚超越直流到26 GHz的。而大多数RF开关选用砷化镓或CMOS技能，Peregrine半导体选用了专有的UltraCMOS工艺(硅绝缘体(SOI)技能在蓝宝石衬底专利的变体)供给他们声称是砷化镓与经济一体化的体现传统CMOS。其PE42520MLBA-Z吸收的RF开关被规划用于测验/ ATE和无线运用。它具有9 kHz的频率规模内，经过13千兆赫与36 dBm的接连波(CW)和38 dBm的瞬时功率@ 8 GHz的50Ω的功率处理等级。插入损耗是0.8，0.9和2.0分贝3，10和13千兆赫，别离，一起阻隔是45，31和18 dB的那些相同频率点。好像一切的RF开关，插入损耗也温度(图5)的功用。
图5：插入损耗，好像大多数其他开关参数，也是温度的函数;关于Peregrine半导体PE42520MLBA-Z SPDT开关，它会添加约0.5dB从-40℃到+ 85℃。
概要
杂乱的信号链的前端能够很容易地具有天线和处理器之间开关的双位数字，以支撑多个频带，功用和运用的需求。而RF开关的功用相似的DC或电源开关，内部规划和感兴趣的标准有很大的不同。每RF开关平衡各种功用特征和权衡(以及本钱问题)，最初的作业的频率规模，然后再持续插入损耗，功率等级，阻隔和开关速度，等等。规划人员有必要细心看看典型的标准以及最大/最小值，一起也调查不可避免的功用改动与电源，温度和功率水平。
