PIN二极管历经几十年的发展，市场上各种品牌，各种规格和多种多样封装形式的PIN二极管都很齐全，这为设计者提供了很大的便利，设计者可以根据自己的设计要求来选择需要的管子。在设计控制电路中，射频开关的性能比较重要，在满足要求的情况下，设计者应该追求更低的插损和更高的隔离度。

1。1  射频开关的国内外发展现状

1。2  本论文的主要内容

  本文的主要工作是对S波段的单刀双掷PIN开关进行分析和设计，力求呈现一个射频开关完整的设计过程。论文的主要内容包括以下几方面。

第一章为引言部分，介绍了射频开关的发展过程，当前国际国内学者的研究现状以及PIN二极管开关的研究价值。

第二章介绍了微波理论知识，然后重点阐述了PIN二极管的工作特性以及射频开关电路结构的经典理论。

第三章首先给出了单刀双掷开关的设计指标，并介绍了PIN二极管的选择，然后根据预期指标详细地阐述了单刀双掷开关（SPDT）的设计过程。包括介质基板的选择以及偏置电路，单支电路和整体电路的设计，最后对仿真结果进行了分析和总结。

第四章即最后一章，对全文和整体工作进行总结并展望进一步的工作。希望对今后相关课题的研究提供参考价值。

2  微波理论知识

微波电路，通常指工作频段的波长在10m-1cm(即30MHz-30GHz频带)之间的电路。除此此外，还有毫米波（30-300GHz）和亚毫米波（150GHz-3000GHz）。

因为微波电路的工作频率要比一般的无线电波的频率高，所以在材料、结构、电路形式和设计方法等方面，与低频电路和数字电路相比，有很多不同得地方。

微波电路有三个基本特性，1）穿透性；2）反射性；3）吸收性。微波可以穿过玻璃，塑料和瓷器等材料介质而不会损失能量。在水或食物等介质中传播会被吸收能量并引起介质发热，而在遇到金属类的介质则会反射。

2。1传输线基础

在介绍微波电路的基本理论时，我们还要搞明白关于传输线的知识点。传输线属于射频电路中比较常用的元件之一，广泛来说，传输线就是能引导微波能量沿特定方向或路径传播的一种导体或介质，以及由导体和介质组成的导波系统。传输线在现实中有很多用途，例如光纤通信，用于传播有线电视信号的同轴线，以及可以远距离传播的电力线等。一般在低频电路中，电荷和电流几乎在导线上均匀分布，有较低的辐射损耗。而在高频电路中，电流和电荷就会集中在导体表面，能量不只是沿着导线的方向传播，也会向空间中各个方向辐射，从而无法实现定向传播，这时就需要在高频电路中应用传输线来实现。

传输线分为很多种，如果是按导波形式来进行划分，可以分为三种:(1) TEM波或准TEM波传输线，例如带状线、同轴线、微带线和平行双线;(2) TE波和TM波传输线，例如矩形波导、脊波导、圆波导和椭圆波导:(3)表面波传输线（开波导），例如介质波导、镜像线和单根表面波传输线。本论文在设计射频开关中选用了传输线中的微带线作为基本元件，它的优点是尺寸小、成本低、易生产、与微波集成电路连接较方便。

2。2 PIN二极管和PIN开关的理论基础

PIN二极管（PIN Diode）是一种在微波控制电路中应用非常广泛的器件，简称PIN管，它具有体积小，质量轻，控制快，损耗小，控制功率大等优点。适用于微波开关，可变衰减器，移相器等电路

2。2。1 PIN二极管的结构 

普通的半导体二极管是由PN结构成，如果在P结和N结之间加入一层未掺杂（即不含载流子）的本征区（即I区），这样就构成了PIN二极管。结构如图2。1，而在现实中，有限的工艺和材料无法实现无掺杂的理想I区，只能是掺杂浓度尽可能低一点。当在I区掺有少量P层杂质时，我们称为PI（π）N管，当在I区掺有少量N层杂质时，我们称为PI（v）N管。