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机电波导开关控制亚太赫兹信号

Eravant，www.eravant.com

机电波导开关被广泛用于雷达、电信和仪器系统。随着频率超过100GHz的应用的增长，对这些更高频率机电开关的需求也在增加。为了满足这一需求，Eravant开发了全频带WR-08、WR-06和WR-05机电开关，覆盖90至220 GHz的亚太赫兹频率。典型的插入损耗是SWJ-08-T1型（图1）的1.2 dB（工作频率为90至140 GHz）和SWJ-05-T1型的2.5 dB（工作频率为140至220 GHz）。WR-05 SWJ-05-T1开关的插入损耗和隔离测量结果见图2。

图1 SWJ-08-T1机电开关。

图2 SWJ-05-T1的典型插入损耗和隔离度。

所有SWJ型号都有一个紧凑的机电执行器，提供125ms的额定开关速度。该执行器需要±28 VDC、250 mA和一个TTL级控制信号来选择开关位置。电源和控制连接通过一个MS3112E10-6P连接器提供。这些开关可在-25℃至+65℃之间运行，尺寸为46.4×46.4×89.8毫米，重200克。它们的额定功率为100W的CW功率。UG-387/U-M型防堵波导的法兰被对称地放置在距离中心轴17.1mm的地方。

整个SWJ-XX-T1系列的机电式DPDT开关涵盖了从WR-42到WR-05的全波段(表1)。所有型号都使用一个四端口的E平面波导结作为定子。利用定子内的对称转子，根据控制信号的状态，每个端口连接到其相邻的一个端口。当用高电平控制信号时选择位置1，连接端口1和2以及端口3和4。当用低电平控制信号时选择位置2，连接端口1和4以及端口2和3。这些状态显示在图3中。

图3 SWJ-XX-T1切换图。

波导开关的应用包括冗余和可重配置的发射器、敏捷的天线系统和各种测试和测量应用。一个常见的应用是在双极化天线的正交馈电之间进行选择。当在天线测试设备中使用时，这种安排能够改变测试信号的偏振而不干扰物理设置。在具有偏振分集的通信系统中，接收器的偏振可以被控制，以保持比在可变传播条件下使用固定偏振更高的衰减余量。

另一个常见的应用是在太空通信收发器中。新部署的卫星上的开关可用于最初选择一个较高的功率放大器（PA）和一个较低的增益天线，以建立与另一颗卫星的通信联系。在卫星建立了一个稳定的位置后，可以使用较低的功率放大器和较高增益的天线来节省电力。

雷达和电子对抗系统经常需要高水平的可靠性或定期自我测试。在这些应用中，开关可以在冗余组件之间进行选择，如功率放大器或高灵敏度放大器。当其中一个冗余组件处于服务状态时，另一个组件可以被测试或更换，而不会产生任何服务缺失。

在噪声校准系统中，波导开关经常被用来将噪声功率分析仪连接到参考噪声源或被测噪声源。通过在两个信号之间快速切换，可以对测量的噪声水平进行准确比较。这种技术也将最大限度地减少温度漂移和其他干扰的影响，否则在测量之间可能会出现这种情况。

在大多数开关应用中，都需要低回波损耗、低插入损耗、高隔离度和长工作寿命。SWJ系列具有超过25万次开关周期的稳定性能。在100GHz以上的频率，需要创新设计和更高的机械精度来实现这些目标。