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    摘要微波技术是现代信息化社会发展的重要支撑性技术。在微波自动测试系统中,射频和微波开关以其高效性被应用于仪器和被测件(DUT)间的信号交换。通过组建开关矩阵,将射频/微波信号和低频信号实现交换并集成到测试系统中,实现测试过程的自动化,提高测试效率，降低成本。本文以射频部分为主要研究对象，分析了开关阵列系统的工作原理、一般设计方法。通过仿真实现了 30MHz~200MHz范围内射频信号的全交换，16 个输入端口、32 个输出端口。经过实验测量，插入损耗和隔离度均满足要求，验证了该射频交换阵列设计方案的可行性和合理性。28453
    毕业论文关键词 射频 交换 阵列开关
    Title Design and Research of RF Switch MatrixAbstractMicrowave technology is the important support of the development of moderninformation society . In the microwave automatic test system, RF and microwaveswitches are applied on the instrumental and be measured (DUT) signal exchangebecause of its high efficiency. Through the establishment of matrix switch, RF/ microwave and low frequency signals are achieved and integrated into the testsystem,.So it realize the automation of the testing process and improve thetesting efficiency and reduce the cost. The RF part as the main research object,analyzes the working principle, the design method of the switch array system.Through the simulation ,it realizes the full exchange of RF signal in the rangeof 30MHz~200MHz.There are 16 input ports,and 32 output ports. Through theexperimental measurement, insert loss and isolation degree can satisfy all therequirements.It tests the feasibility and rationality of RF switch design scheme .
    Keywords RF Microwave switch Switch matrix
    目次
    1引言（或绪论）1
    11微波矩阵开关发展现状2
    111发展总体概述2
    112国内发展2
    113国外发展2
    12本论文主要工作及设计指标3
    121主要工作3
    122设计技术指标：3
    13元器件参考网站3
    2射频交换阵列设计方案4
    21设计原则和注意点4
    22开关系统4
    221开关分类及对比5
    222开关性能指标6
    23总体方案8
    24关键电路设计方法8
    241交换开关阵列8
    242放大器模块10
    243功分器模块10
    3射频交换阵列设计与实现12
    31元器件选择12
    311单片集成放大器12
    312功分器12
    313集成开关GSWA-4-30DR+15
    32微波网络参数设置16
    321网络参数意义16
    322s参数的测量16
    33放大器实现16
    331电路模块17
    332参数仿真17
    34功分器实现18
    341电路模块18
    342参数仿真19
    35放大功分整体实现19
    351电路模块20
    352参数仿真21
    36交换开关实现21
    361电路模块21
    362参数仿真22
    4射频交换阵列仿真分析23
    41技术指标23
    42仿真分析23
    421单元电路分析23
    422总体分析25
    结论26
    致谢27
    参考文献28
    1 引言（或绪论）现代社会通信技术在不断发展，人们的通信手段的越来越丰富。从最开始的有线通信到现在的无线通信，如手机、无线电话[1]。信号的频率也从低频到高频发生了巨大变化，满足了人们更多的需求。人们对于更高效更便捷的通信技术需求的强大需求刺激着通信行业的研究发展。当然技术在不断的改进突破，在现在发达先进的技术的有力支持下，射频（RF）和微波（WM）得到了很大的应用，逐渐成为科学研究领域和工程建设领域中一个令人瞩目的技术。射频、微波与现代的发达技术完美的结合，为我们开辟了更多可以研究发展的空间[2]。以数字微波通信为代表的微波产业在全球范围内发展势头迅猛，其市场之大，技术进步之快是十分惊人的[3]。随着微波、通信行业的爆炸式发展，其对电子设备的现场快速测试提出越来越高的要求。在产品的规模化生产和产品的研发、生产和检验过程中需要对不同层次的被测件进行大量的测试。微波测量这项技术在微波科研和微波工程中都扮演者十分重要的角色，并且成为微波技术迅速发展的先导之一[4]。微波开关属于控制类的器件，在自动测试的系统当中可以用来控制微波信号的传输路径。所以在需要控制信号传输的路径的系统中实用性很高，比如无线通信领域、电子对抗技术、雷达系统以及自动测试设备等许多领域，微波开关都被充分使用[5]。在实际应用中，通常将多个微波开关组合，形成多路复用器来使用，这种多路复用的开关组合被称为微波开关矩阵[6]。目前微波开关已经是微波中继通信系统以及通用自动测试系统当中必不可少的关键组成部分。越来越多的研究及测试人员关注到矩阵开关，它的重要性也是不可替代的。尤其在现代的信息化社会，雷达、微波通信和卫星通信越来越繁荣而且逐渐趋向完善的环境下，对于高频率频段的矩阵开关的需求也在日益增长着。有需求才会创造出更多更好的技术或产品。从目前来看，世界上生产 RF 微波频段的矩阵开关的公司的确还比较少，可能一项新技术的出现需要投入的人力、物力很多。一般国家可能对于设备、研究设施方面还跟不上脚步。美国作为第一大强国，它的技术水平应该领先其他国家的，最有名的是美国的吉时利公司。它在研究射频微波段开关领域已经有了很大的突破，目前公司已经研发出了多种型号的矩阵开关系列。它们公司生产的微波矩阵开关通路最多已经达到 了 16×16 通道，这对于射频段开关的研究来说是很大的进展了[7]。开关最主要的作用是可以将测量信号从需要被测量的器件(DUT)传输到测量仪器上。简单的一个开关实现起来比较简单，开关矩阵顾名思义是用单独的开关构成的，相对于开关来说规模更加庞大，可测试的系统也更多。微波开关矩阵的应用如此重要，原因在于它可以充分利用测试资源，这样就可以大量减少转接各种仪器的工作量，从而延长仪器使用寿命。延长仪器使用寿命对科研来说将会节省巨大的财富，这样更多的科研经费就可以投入研究而不是花费在测试方面。最关键的是开关矩阵提高了测试效率，让测试时间减少过程更加简单。
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