隨著紅外光技術和毫米波技術發展愈來愈成熟,位于二者之間的太赫茲波(頻段0.1THz~10THz)毫無疑問成為下一代通信的發展方向。機電微波開關是通信系統中的關鍵元器件,隨著太赫茲波測試方法與輻射源不斷發展,太赫茲波逐漸廣泛應用于雷達系統、衛星通信系統,對太赫茲微波開關的需求也不斷增長。微波開關的主要功能是實現信號在不同通道間切換,當部分硬件失效時,當部分硬件失效時,可通過開關切換到備份硬件,提升系統可靠性。根據傳輸線類型不同,機電式微波開關可以分為機電同軸開關和機電波導開關兩種。高功率波導開關適用于電子對抗系統,承受高能脈沖沖擊。上海WR 75波導開關現貨供應

支撐機械動作與信號傳輸的關鍵部件,波導腔體:電磁波的“傳輸管道”,通常為金屬材質(如銅、鋁),內壁經過高精度加工(光滑、密封),以減少電磁波損耗;腔體形狀(如矩形、圓形、脊形)需匹配目標頻段的電磁波模式(如矩形波導常用TE??模),確保信號高效傳輸??蓜忧袚Q元件:機械波導開關是實現路徑切換的關鍵,常見形式有兩類:金屬活塞/擋板:用于單刀單擲(SPST)或簡單通斷場景,可沿波導軸線平移——“插入”時阻斷電磁波(金屬短路波導,信號被反射),“拔出”時讓電磁波順暢通過(通路導通)。旋轉/平移式波導分支:用于單刀多擲(SPnT,如SP4T、SP12T)場景,包含一個“公共輸入端口”和多個“輸出端口”,可動分支(如金屬波導臂)通過旋轉或平移,與不同輸出端口準確對接,使輸入信號流向對接的端口,其他端口因未連通而無信號輸出。 上海WR 75波導開關供應商精密波導開關提供SDK開發包,便于用戶二次編程集成。

插入損耗是指信號通過波導開關時的功率損耗,插入損耗越小,說明開關對信號的衰減越小,對系統性能的影響也越小。高性能波導開關的插入損耗通常低于,在毫米波頻段可控制在。插入損耗主要來源于波導結構的反射損耗、導體損耗以及開關內部的接觸損耗,通過優化波導匹配結構、采用高電導率材料(如黃銅鍍金、無氧銅)可有效降低插入損耗。
隔離度是指波導開關處于“關斷”狀態時,輸入端與輸出端之間的信號衰減程度,隔離度越高,說明開關對信號的屏蔽效果越好,能夠有效避免不同通道間的信號串擾。一般來說,波導開關的隔離度應高于20dB,在雷達、通信等對串擾敏感的系統中,隔離度要求通常不低于30dB。隔離度主要取決于開關的結構設計、屏蔽性能以及接觸材料的導電性能,采用雙斷口結構、增加屏蔽腔可明顯提升隔離度。
在極端環境應用中,波導開關的材質與密封工藝至關重要。航天級高功率波導開關通常采用全金屬密封結構,外殼為不銹鋼或鈦合金,具備優異的抗振動、抗沖擊和耐腐蝕性能。內部絕緣材料需選用聚四氟乙烯(PTFE)或陶瓷,確保在寬溫范圍(-55℃至+125℃)內保持介電穩定性。對于超小型波導開關,微型化需要環境適應性,因此常采用激光焊接工藝實現氣密封裝,防止內部污染。此外,抗電磁干擾(EMI)設計也是關鍵,通過多點接地和屏蔽層優化,確保在復雜電磁環境中穩定工作。高功率波導開關需通過高功率打火測試,驗證長期運行可靠性。

電子波導開關利用半導體器件(如PIN二極管、GaAsFET)的電學特性控制微波信號的傳輸,無需機械運動,因此具有開關速度快、無機械磨損、壽命長等優點。根據所用半導體器件的不同,電子波導開關可分為PIN二極管波導開關與GaAsFET波導開關。PIN二極管波導開關是目前應用比較多的電子波導開關類型,其工作原理基于PIN二極管在正向偏置與反向偏置下的阻抗特性變化。PIN二極管由P區、I區(本征區)、N區組成,當施加正向偏壓時,載流子注入I區,二極管呈現低阻抗狀態(約幾歐),相當于“導通”;當施加反向偏壓時,I區形成耗盡層,二極管呈現高阻抗狀態(約數千歐),相當于“關斷”。超小型波導開關采用三維仿真優化結構,降低寄生模影響。江蘇高隔離波導開關批發
精密波導開關適用于自動測試系統,要求切換重復性優于±0.01mm。上海WR 75波導開關現貨供應
PIN二極管波導開關是電子開關的主流類型,其設計需兼顧微波性能與電學控制特性。工作原理深化:PIN二極管在微波頻段的阻抗特性與工作頻率密切相關,當工作頻率遠高于載流子渡越時間(通常<1ns)時,正向偏置的PIN二極管呈現感性阻抗,反向偏置時呈現容性阻抗。因此,實際應用中需通過匹配電路將二極管的阻抗轉換為理想的“短路”或“開路”狀態。
并聯型PIN二極管開關的典型設計:在矩形波導的寬邊中心位置鉆孔,將PIN二極管垂直插入波導腔內,二極管兩端分別焊接在波導寬邊的金屬壁上;反向偏置時,二極管容抗較大,近似開路,對微波信號影響極小,信號正常傳輸;正向偏置時,二極管感抗通過匹配電路轉換為短路,微波信號被反射,實現關斷。為提升隔離度,可采用“雙二極管并聯+λ/4阻抗變換器”結構:兩個二極管間距λ/4,通過λ/4變換器將二極管的短路狀態轉換為開路,進一步增強反射效果,隔離度可提升至35dB以上。 上海WR 75波導開關現貨供應
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