20世纪50年代初,PIN二极管以其插损小、开关速度快,电路设计灵活等特点,一直处于霸主的地位,如今也在军事和民事领域中被广泛应用。起初是国外最先投入了对射频开关的研究,其中比较典型的是由美国Alpha公司和Hughes公司联合研发的8mm波段的高速PIN二极管,当时反集群坦克武器系统就采用了这种高速PIN二极管。虽然那个阶段8mm波段的高速PIN二极管开关技术在国外已经相当成熟,但由于国外对技术的封锁,对我国控制比较严,导致国内开始研究射频电路的时间较晚。50年代期间,我国科研工作者利用PIN二极管的基本特性做出了各种射频控制电路。由于那段期间国内的生产水平还比较差,开关的性能并不是很好。六十年代过后,出现了很多新的控制器件,包括PIN管,表面取向二极管,变容管,同期间,生产工艺也在不断提高,射频控制电路的性能因此改善了很多。81472
微波技术的飞速发展,带来了适用于各种频段、各种结构的射频开关,采用的传输线也不单一,有微带,鳍线,共面波导等等。查阅相关资料发现,在1986年,GH Nesbit等人通过采用反并联结构设计出了工作在W波段的单刀单掷开关,插损小于0。6dB,隔离度大于11dB,但回波损耗大于15dB。1988年,Heinrich J。Callsen等人采用鳍线作为传输线研制出一种工作频率可达100GHz基于 PIN二极管的SPST和SPDT开关。1989年,Bellantoni,J。V和Bartle, D。C等人设计出了工作在Ka波段的单刀双掷开关,插入损耗在35GHz时小于0。7dB,而隔离度在30GHz到40GHz频带内大于32dB。1997年,Shigematsu,T。和Takeuchi,N等人采取并联的开关结构,论文网设计出了一种工作在6GHz到18GHz的20W单刀双掷开关,适当的匹配网络使开关可以工作在较宽的频带内,且开关的插入损耗在该频带内不到2dB,且耐功率值在12GHz处达到20W。03年,Junghyun Kim等人研制出了一种采用FET传输结构的高性能的单刀双掷开关,该开关在40-85GHz的工作频带内插入损耗不到2dB,隔离度达到30dB以上。 12年,Poh,C。H。J。和Schmid,R。L。等人设计了X波段到Ka波段的单刀双掷开关,采用的是200nm SiGe HBT串并联结构来达到宽频带和高隔离度,在8-40GHz的工作频带内插损小于4。3dB,隔离度大于20。3dB,回波损耗大于9dB。
可见国外对射频开关的理论研究不仅早于我国,而且设计的开关各式各样,性能良好。虽然我国对射频开关的研究在后期也取得了一些不错的成绩,但在开关性能和生产工艺上还远远不如国外,急需在理论方面也有更深入的研究,并不断创新,设计出性能更好的射频开关。