高性能的射频开关在选择元器件和设计方案时会尽可能地减少阻抗失配,保证尽可能小的介入损耗和反射,以减少高频下的测量误差。射频开关中实际使用的继电器的品质对整个开关的性能有很大的影响。制造射频开关模块时最常用的两种继电器是PCB装配的继电器和同轴开关。
PCB装配的继电器有多种可能的配置,其中有一种是Form C SPDT(single-pole double-throw,单刀双掷)继电器。将多个SPDT继电器安装在一个PCB上可以构成更大规模的开关,例如多选开关(SP4T以及更多的掷数)或者开关矩阵。例如,美国国家仪器公司(www.ni.com)提供的PXI-2547型50-W、2.7GHz、8 1多选开关就是由七个Form C PCB装配的SPDT继电器构成的。
多个厂商都能够生产用于构建多选开关的PCB装配式继电器,其中某些型号的性能可达几个GHz。由于在PCB的装配设计中,继电器的引线是焊接在PCB上的,因此开关模块的制造商必须采用一种阻抗受控的方式将I/O连接器与继电器连接在一起。这需要使用具有合适几何结构及适当长度的PCB布线,以及高品质的连接器和线缆。采用50-W PCB布线的75-W开关模块就是一个设计糟糕的模块实例。由于PCB布线和用于构成开关的其他元件之间存在阻抗失配,所以这种产品对于高频信号会引起严重的功率损耗。因此,制造开关的设计专家对于使用PCB装配器件方式构成的开关模块的性能有着至关重要的影响。尽管继电器的内部阻抗无法改变,但是采用适当的设计技术能够最大限度地减少由于阻抗不连续而导致的反射问题。NI公司的PXI-2547(如图8所示)采用了精心的设计方案,将介入损耗控制在3dB以下(在2.7GHz的带宽下,介入损耗通常低于1.6dB)。