微波开关矩阵的幅度和相位匹配特性及测量

　　在本文中，讨论了针对一个1×16开关矩阵的幅度和相位平衡的测试方法和结果。通过这个实验，我们可以对此类开关矩阵的幅度和相位平衡特性有直观的了解。

　　DUT是一个1×16开关矩阵，由一个SPDT和两个SP8T组成（图1）。我们在设计中将开关直接露出机箱面板，这样可以最大限度地保证系统指标，同时也能降低成本，这也是设计开关矩阵的一般性方法。

　　在这个电路中，影响各通路之间幅度和相位平衡的因素包括SPDT和SP8T开关自身的平衡，以及两条跳线的平衡特性。

　　测试由矢量网络分析仪（Agilent E5071B）完成。以C1至J2-1端作为参考通路进行校准，然后分别测试其余15个通路的损耗和相位。

　　1) 采用相位vs弯曲特性好的测试电缆，本项测试采用了BXT的TC18型不锈钢铠装测试电缆组件。

　　3) 连接测试电缆时，必须采用标准的力矩扳手紧固，不正确的连接力矩会对测试结果产生很大的误差。

　　测试结果如图2所示。我们以图1中C1至J2-1通路为参照，将另外15条通路的插入损耗和相位值与之相减，得出15个结果，从中选出差值最大的曲线作为整个开关矩阵的幅度不平衡及相位不平衡度的实际水平。

　　实测结果表明这个开关矩阵的幅度不平衡度在0.05dB以内，相位不平衡度则在0.5以内。

　　图2的测试结果说明开关矩阵的幅度不平衡度比较容易做好；而要实现良好的相位不平衡度，难度则要大得多。

　　此外，我们还发现除了连接电缆以外，开关自身也存在相位不一致性。如通路1-4和通路1-5相位差约为0.6，应该是由开关自身所产生的。