微帶線射頻繼電器等效電路建模與性能優(yōu)化方法研究.pdf

1、近年來電信事業(yè)迅速發(fā)展，模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)的頻率不斷上升，微波電路集成化的要求越來越高，市場上對具有更好射頻性能和集成化能力的射頻元器件需求越來越迫切。作為射頻電路中不可或缺的一種電子元器件，射頻繼電器控制著射頻電路導(dǎo)通或關(guān)斷，其射頻性能的優(yōu)劣對整個(gè)射頻電路的信號(hào)傳輸能力具有影響較大。微帶線射頻繼電器具有良好的表面貼裝能力，成本低廉，已經(jīng)成為應(yīng)用最廣泛的在片式射頻繼電器。因此，對微帶線射頻繼電器進(jìn)行理論研究和性能優(yōu)化設(shè)計(jì)，對于提升我國繼

2、電器設(shè)計(jì)和生產(chǎn)水平具有重要意義。
　　本文應(yīng)用經(jīng)典傳輸線理論、微元思想和統(tǒng)計(jì)學(xué)方法對射頻繼電器信號(hào)傳輸路徑中典型連續(xù)與不連續(xù)結(jié)構(gòu)的分布參數(shù)進(jìn)行提取，建立了信號(hào)傳輸路徑在閉合和關(guān)斷兩種狀態(tài)下的等效電路模型，通過對等效電路模型進(jìn)行仿真分析，得到各繼電器典型結(jié)構(gòu)對插入損耗、電壓駐波比及隔離度等性能的影響，初步確定性能影響因素。
　　然后，利用有限元仿真軟件對射頻繼電器的信號(hào)傳輸路徑進(jìn)行建模，考慮信號(hào)輻射，計(jì)算了在激勵(lì)終端只產(chǎn)生TE

3、M模（橫電磁波）且繼電器端子匹配50Ω負(fù)載時(shí)，繼電器射頻性能隨頻率變化關(guān)系及電磁場分布情況；并初步分析了繼電器射頻性能影響因素的尺寸變化對性能的影響，為性能優(yōu)化確定合適的變量取值區(qū)間。
　　基于以上研究結(jié)果，應(yīng)用正交試驗(yàn)法對繼電器信號(hào)路徑進(jìn)行了參數(shù)設(shè)計(jì)，考慮實(shí)際生產(chǎn)及裝配需要確定合理的約束條件及目標(biāo)函數(shù)，制定正交表進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行極差分析和方差分析，確定繼電器射頻性能顯著影響因素和最優(yōu)水平值，實(shí)現(xiàn)了繼電器射頻性能的優(yōu)化設(shè)計(jì)。

4、r>　　繼而研究了工藝水平對繼電器性能的影響。對已確定的因素最佳水平組合進(jìn)行容差設(shè)計(jì)，分析各因素的尺寸公差對目標(biāo)函數(shù)的貢獻(xiàn)率，得到各目標(biāo)函數(shù)的容差設(shè)計(jì)公式，對各因素尺寸公差進(jìn)行重新分配，以簡化工藝要求并降低繼電器產(chǎn)品的射頻性能分散性；此外研究了工業(yè)選材對導(dǎo)體損耗和介電損耗的影響，確定兩種損耗與材料屬性間的對應(yīng)關(guān)系。
　　最后，對 PCB用繼電器的測試方法進(jìn)行研究，設(shè)計(jì)了繼電器測試卡具和校準(zhǔn)線，應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)分析儀測試?yán)^電器射頻性能，并將