5G通信射频开关系统技术方案

本发明专利技术提供一种5G通信射频开关系统及其设计方法，该射频开关系统包括多模多频开关单元和天线，所述多模多频开关单元包括5G模多频段子开关单元，所述5G模多频段子开关单元包括以某一参考频率划分的5G模低频段子开关单元和5G模高频段子开关单元，所述5G模低频段子开关单元与天线之间连接有低通滤波器，所述5G模高频段子开关单元与天线之间连接有高通滤波器。本发明专利技术能够改善5G通信射频开关系统在高低频段的隔离度及5G通信射频开关在高频段的插入损耗。

【技术实现步骤摘要】
5G通信射频开关系统
本专利技术涉及射频前端集成电路
，特别涉及一种5G通信射频开关系统。
技术介绍
随着多模多频移动通信的发展，在射频前端集成电路设计中，射频天线开关结构越来越复杂。要求射频天线开关具有尽可能高的功率线性度，高的谐波抑制比，尽可能低的插入损耗(InsertionLoss，IL，简称插损)和尽可能高的隔离度(Isolation)。其中，插入损耗为开关处于导通状态时的传输损耗，通常指衰减。插入损耗以信号电平的对应分贝(dB)来表示。隔离度为本振或射频信号泄漏到其他端口的功率与输入功率之比，即开关输入端和输出端之间的衰减度，是衡量开关截止有效性的指标，单位为分贝(dB)。为提高无线传输传输速率，需要增加频谱带宽。根据通信原理，无线通信的最大信号带宽大约是载波频率的5％左右，故载波频率越高，可实现的信号带宽也越大。因此，5G通信将使用包括毫米波的频段，射频前端器件需要覆盖毫米波的频段。其中第五代移动通信标准，也称第五代移动通信技术，简称：5G。5G模一般向下兼容4G、3G和2G模。其中每代模根据不同国家或者地区划分了不同的多个频段。例如：5G模可以划分为10GHz以下的低频段和10GHz以上的高频段。请参考图1，传统的射频开关系统包括多模多频开关单元以及与其连接的天线。其中多模多频开关单元一般采用例如SPMT架构的单刀多掷开关。由于多模多频开关单元的掷数越多，其对地的等效关断电容越大，该关断电容表现为低通特征，会显著退化射频开关在高频段尤其是毫米波频段下插入损耗。请参考图2，图1中传统的射频开关系统在以10GHz频率为参考点划分的高低频段的插入损耗的仿真图，该射频开关在1GHz时的插入损耗为-266.9mdB，在6GHz时的插入损耗为-594.7mdB，在5G通信26GHz频段时的插入损耗为-4.864dB，在5G通信39GHz频段时的插入损耗为-8.379dB，在5G通信71GHz频段时的插入损耗为-16.45dB。由此可知，传统的射频开关系统对5G通信10GHz以下的低频段影响较小，插入损耗未见明显退化，而在5G通信10GHz以上高频段时呈明显快速退化趋势。由于在10GHz以上高频段时射频开关系统的插入损耗的显著增大，即射频开关的射频收发端口到天线插入显著损耗增大，降低了5G射频开关高频段的发射效率及接收灵敏度。因此，如何改善5G通信射频开关系统在10GHz以上频段的插入损耗是本领域技术人员亟需解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种5G通信射频开关系统，以改善5G通信射频开关系统在高频段的插入损耗以及改善5G通信射频开关系统在高低频段的隔离度。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种5G通信射频开关系统，包括多模多频开关单元和天线，所述多模多频开关单元包括5G模多频段子开关单元，所述5G模多频段子开关单元包括以某一参考频率划分的5G模低频段子开关单元和5G模高频段子开关单元，所述5G模低频段子开关单元与天线之间连接有低通滤波器，所述5G模高频段子开关单元与天线之间连接有高通滤波器。进一步的，本专利技术提供的5G通信射频开关系统，所述5G模多频段子开关单元以7GHz至22GHz之间的某一频率为参考频率划分为5G模低频段子开关单元和5G模高频段子开关单元。进一步的，本专利技术提供的5G通信射频开关系统，所述低通滤波器由所述5G模低频段子开关单元与天线之间串接的电感和所述5G模低频段子开关单元的导通电阻、关断电容组成的RLC谐振滤波网络构成。进一步的，本专利技术提供的5G通信射频开关系统，所述多模多频开关单元还包括4G模多频段子开关单元、3G模多频段子开关单元和/或2G模多频段子开关单元，所述4G模多频段子开关单元、3G模多频段子开关单元和/或2G模多频段子开关单元通过所述低通滤波器与所述天线连接。进一步的，本专利技术提供的5G通信射频开关系统，所述低通滤波器由所述5G模低频段子开关单元与4G模多频段子开关单元、3G模多频段子开关单元和2G模多频段子开关单元的任意组合的共享支路与天线之间串接的电感和所述5G模低频段子开关单元与4G模多频段子开关单元、3G模多频段子开关单元和2G模多频段子开关单元的任意组合的导通电阻、关断电容组成的RLC谐振滤波网络构成。进一步的，本专利技术提供的5G通信射频开关系统，所述高通滤波器由串接在5G模高频段子开关单元与天线之间的电容和所述5G模高频段子开关单元的导通电阻、关断电容组成的RC谐振滤波网络构成。进一步的，本专利技术提供的5G通信射频开关系统，所述多模多频开关单元为单刀多掷开关或者双刀多掷开关。为解决上述技术问题，本专利技术还提供一种5G通信射频开关系统的设计方法，将5G模多模多频开关子单元以某一参考频率划分为5G模低频段子开关单元和5G模高频段子开关单元，在5G模低频段子开关单元与天线之间连接低通滤波器，在5G模高频段子开关单元与天线之间连接高通滤波器，以对5G模频段分组后通过低通滤波器和高通滤波器的滤波与隔离功能来改善5G以对5G模频段分组后通过低通滤波器和高通滤波器的滤波与隔离功能来改善5G通信射频开关系统在高频段的插入损耗，以及改善5G射频开关系统在高低频段的隔离度。进一步的，本专利技术提供的5G通信射频开关系统的设计方法，将5G模多频段子开关单元以7GHz至22GHz之间的某一频率为参考频率划分为5G模低频段子开关单元和5G模高频段子开关单元。进一步的，本专利技术提供的5G通信射频开关系统的设计方法，将所述多模多频开关单元向下兼容设计4G模多频段子开关单元、3G模多频段子开关单元和/或2G模多频段子开关单元，在5G模低频段子开关单元与4G模多频段子开关单元、3G模多频段子开关单元和2G模多频段子开关单元的任意组合的共享支路与天线之间连接低通滤波器，以使5G通信射频开关系统在向下兼容模式时，改善高频段的插入损耗，以及改善5G射频开关系统在高低频段的隔离度。进一步的，本专利技术提供的5G通信射频开关系统的设计方法，所述低通滤波器采用在5G模低频段子开关单元与天线之间的串接电感和所述5G模低频段子开关单元的导通电容、关断电容组成的RLC谐振滤波网络构成。进一步的，本专利技术提供的5G通信射频开关系统的设计方法，所述低通滤波器采用在5G模低频段子开关单元与4G模多频段子开关单元、3G模多频段子开关单元和2G模多频段子开关单元的任意组合的共享支路与天线之间串接的电感和所述5G模低频段子开关单元与4G模多频段子开关单元、3G模多频段子开关单元和2G模多频段子开关单元的任意组合的导通电阻、关断电容组成的RLC谐振滤波网络构成。进一步的，本专利技术提供的5G通信射频开关系统的设计方法，所述高通滤波器采用串接在5G模高频段子开关单元与天线之间的电容和所述5G模高频段子开关单元的导通电阻、关断电容组成的RC谐振滤波网络构成。本专利技术提供的5G通信射频开关系统及其设计方法，通过某一参考频率将多模多频开关单元的频段分进行组设计，将5G模划分5G模低频段子开关单元和5G模高频段子开关单元。当发射或者接收的射频信号为5G模低频段的频率时，通过5G模低频段子开关单元与天线之间通过低通滤波器的滤波特性，屏蔽5G模低频段子开关单元中的高频干扰，仅使得5G模低频段以下的射频信号通过，从而保证5G模低频段以下本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种5G通信射频开关系统，其特征在于，包括多模多频开关单元和天线，所述多模多频开关单元包括5G模多频段子开关单元，所述5G模多频段子开关单元包括以某一参考频率划分的5G模低频段子开关单元和5G模高频段子开关单元，所述5G模低频段子开关单元与天线之间连接有低通滤波器，所述5G模高频段子开关单元与天线之间连接有高通滤波器。

【技术特征摘要】
1.一种5G通信射频开关系统，其特征在于，包括多模多频开关单元和天线，所述多模多频开关单元包括5G模多频段子开关单元，所述5G模多频段子开关单元包括以某一参考频率划分的5G模低频段子开关单元和5G模高频段子开关单元，所述5G模低频段子开关单元与天线之间连接有低通滤波器，所述5G模高频段子开关单元与天线之间连接有高通滤波器。2.如权利要求1所述的5G通信射频开关系统，其特征在于，所述5G模多频段子开关单元以7GHz至22GHz之间的某一频率为参考频率划分为5G模低频段子开关单元和5G模高频段子开关单元。3.如权利要求1所述的5G通信射频开关系统，其特征在于，所述低通滤波器由所述5G模低频段子开关单元与天线之间串接的电感和所述5G模低频段子开关单元的导通电阻、关断电容组成的RLC谐振滤波网络构成。4.如权利要求1所述的5G通信射频开关系统，其特征在于，所述多模多频开关单元还包括4G模多频段子开关单元、3G模多频段子开关单元和/或2G模多频段子开关单元，所述4G模多频段子开关单元、3G模多频段子开关单元和/或2G模多频段子开关单元通过所述低通滤波器与所述天线连接。5.如权利要求4所述的5G通信射频开关系统，其特征在于，所述低通滤波器由所述5G模低频段子开关单元与4G模多频段子开关单元、3G模多频段子开关单元和2G模多频段子开关单元的任意组合的共享支路与天线之间串接的电感和所述5G模低频段子开关单元与4G模多频段子开关单元、3G模多频段子开关单元和2G模多频段子开关单元的任意组合的导通电阻、关断电容组成的RLC谐振滤波网络构成。6.如权利要求1所述的5G通信射频开关系统，其特征在于，所述高通滤波器由串接在5G模高频段子开关单元与天线之间的电容和所述5G模高频段子开关单元的导通电阻、关断电容组成的RC谐振滤波网络构成。7.如权利要求1所述的5G通信射频开关系统，其特征在于，所述多模多频开关单元为单刀多掷开关或者双刀多掷开关。8.一种5G通信射频开关系统的设计方法，其特征在于，将5G模多模多频开关子单元以某一参...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴若凡，
申请(专利权)人：上海华虹宏力半导体制造有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31