射频和微波开关测试系统基础

RF开关设计

要设计一个RF开关系统，需要额外考虑一系列关键因素。

阻抗匹配——假设开关置于测量仪器和DUT（待测设备）之间，对于几个系统中的所有的阻抗必须匹配。对于最佳的信号传输，源的输出阻抗应等于开关的特征阻抗、线缆阻抗和DUT的阻抗。在RF测试中，普遍的阻抗级是50或75欧姆。不论要求什么样的阻抗级，适当的阻抗匹配将会保证整个系统完整性。

输入VSWR和信号路经VSWR决定了测量的精确程度。
Mismatch Uncertainty(dB) = 20 x log(1 +/- Γsig path * Γinst)
Where Γ = VSWR-1/VSWR +1

如果信号路经输出和仪器输入具有很好的VSWR，比如1.3：1，失配不确定性（Mismatch Uncertainty）大概在+/-0.15dB。

终止——在高频率情况下，所有信号必须被适当终止，否则电磁波会在端接点上被反射，导致VSWR的增加。一个没有终接的开关在断开状态会增加VSWR，一个开关一般需要提供50欧姆的端接电阻来匹配连通或断开状态。VSWR增加后，如果反射部分足够大，甚至有可能损坏源端。

功率传输——另一个重要的考虑是系统从仪器至DUT传送RF功率的能力。由于插入损耗，信号可能需要放大。一些应用场合，又可能需要减少信号至DUT上的功率。使用放大器或衰减器可保证将精确的信号功率值传送至开关系统。

信号滤波器——信号滤波器在一些情况下是很有用的，比如噪声不小心加入到通过开关传送的信号中的时候。如果原始信号频率不适合DUT测试频率，滤波器也很有用。在这种情况下，滤波器可被加到开关中以改变信号带宽或者滤除不需要的信号频率。

相位失真——随着测试系统尺寸的扩大，从相同的信号源出来的信号可能会通过不同的途径传送至DUT，导致了相位失真。这个指标通常被称之为传输延迟。对一个给定的传导介质，延迟是与信号路径长度成正比的。不同的信号路径长度将会导致信号相位移动，导致错误的测量结果。要减少相位失真，要保证信号路经长度的相同。

总结

讨论并理解RF/微波开关系统购建中的各种设计参数有利于保证信号和系统的完整性。