大功率高谐波单刀多支路开关制造技术

本实用新型专利技术提供一种大功率高谐波单刀多支路开关，该开关包括从一公共端分支出的两个以上的支路，所述两个以上的支路并联连接；每个所述支路均包括并联到地的第一PIN二极管和第二PIN二极管；在各所述支路中，所述第一PIN二极管比所述第二PIN二极管更靠近所述公共端，且所述第一PIN二极管与所述公共端之间的间距、以及所述第一PIN二极管与所述第二PIN二极管之间的间距相等。由此能够提供功率承受力强且损耗小、谐波抑制力强、隔离度高的大功率高谐波单刀多支路开关。

【技术实现步骤摘要】
大功率高谐波单刀多支路开关
本技术涉及在微波通信领域中进行信号切换时使用的大功率高谐波单刀多支路开关。
技术介绍
大功率高谐波单刀多支路开关，例如大功率单刀三掷开关，是一款损耗小、高谐波抑制的开关，可以广泛应用于微波通信领域中的信号切换，尤其可用于发射机的大功率输出端信号切换，具有损耗小、耐大功率、谐波抑制能力强、隔离度高、小型化等特点。大功率高谐波单刀多支路开关、例如大功率单刀三掷开关的诸多指标中，比较关键的指标是大功率承受能力、插损、谐波抑制及隔离度。理想状态下，开关导通时信号损耗越小越好，且隔离度越大越好，谐波抑制能力越强越好。但在实际的工程使用中，器件、基板等带来的信号损耗以及空间损耗是不可避免的，在单刀三掷开关工作时，一路导通，其它两路关断，导通路的对地二极管反向截止，理想情况下二极管结电容恒定，但是在实际应用中，当输入射频信号功率较大时，会引起二极管结电容变化产生谐波，而功率足够大时使得本应呈容性的二极管对地呈阻抗，从而使得开关链路处于限幅状态，信号无法正常通过。
技术实现思路
本技术正是为了解决上述现有技术中的问题而设计出的，其能够提供耐大功率、功率承受力强且损耗小、谐波抑制力强、隔离度高的单刀多支路开关。为了解决上述的技术问题，本技术采用如下的技术方案。即：一种大功率高谐波单刀多支路开关，包括从一输入公共端分支出的两个以上的支路，所述两个以上的支路并联连接，所述单刀多支路开关的特征在于，每个所述支路均包括并联到地的第一二极管和第二二极管；在各所述支路中，所述第一二极管比所述第二二极管更靠近所述输入公共端，且所述第一二极管与所述输入公共端之间的间距、以及所述第一二极管与所述第二二极管之间的间距相等。在上述的大功率高谐波单刀多支路开关中，优选的是，采用PIN二极管作为所述第一二极管和所述第二二极管。在上述的大功率高谐波单刀多支路开关中，优选的是，所述第一二极管与所述输入公共端之间的间距、以及所述第一二极管与所述第二二极管之间的间距均为规定波长的四分之一。在上述的大功率高谐波单刀多支路开关中，优选的是，所述规定波长为所述开关工作频段的中心频率下的波长。在上述的大功率高谐波单刀多支路开关中，所述单刀多支路开关可以是单刀双支路开关，也可以是单刀三支路开关，还可以是单刀四支路开关。在上述的大功率高谐波单刀多支路开关中，优选的是，在各所述支路中，所述第一二极管和所述第二二极管各自的正极均与开关驱动电路连接；当所述支路导通时，该支路所连接的开关驱动电路对该支路中的所述第一二极管和所述第二二极管施加反向偏置电压，使得该支路中的所述第一二极管和所述第二二极管反向截止。在上述的大功率高谐波单刀多支路开关中，所述反向偏置电压可以为-100V。技术效果通过本技术的大功率高谐波单刀多支路开关，由于减小了二极管的结电容对开关路径损耗的影响、提高了开关的隔离度，并且使得二极管结电容在大功率时不会随着射频信号的增强而发生变化，提高了二极管的截止能力和支路的谐波抑制能力，因此能够提供耐大功率、功率承受力强且损耗小、谐波抑制力强、隔离度高的单刀多支路开关。附图说明图1是作为本技术一实施例的大功率单刀三掷开关的原理图。图2是作为本技术一实施例的大功率单刀三掷开关的ADS仿真结果图。图3是作为本技术一实施例的大功率单刀三掷开关的布局图。图4是作为本技术一实施例的预留了大功率单刀三掷开关安装位置的电路板示意图。附图标记说明1，2，3，4，5，6二极管；IN输入端；OUT1，OUT2，OUT3输出端；TTL1，TTL2，TTL3开关驱动电路。具体实施方式下面结合具体实施方式对本技术进行详细的说明。本领域技术人员应当知晓，下述的说明仅是示例性的，并不限定本技术请求保护的范围。本技术适用于大功率高谐波单刀多支路开关，下面以单刀三支路开关(也称“单刀三掷开关”)为例进行说明。通常来讲，搭建单刀三掷开关时，为了确保对大功率的承受能力，多选用I层较厚的PIN二极管，而这种PIN二极管若采用传统的串联或者串并结合的方式，会因I层厚、结电容大而导致在输入公共端无法进行阻抗匹配，使得插损变大。而本技术的大功率高谐波单刀多支路开关包括从一输入公共端分支出的两个以上的支路(本实施方式中为三个支路)，该两个以上的支路(本实施方式中为三个支路)并联连接。每个支路均包括并联到地的第一二极管和第二二极管；在各支路中，第一二极管比第二二极管更靠近输入公共端，且第一二极管与输入公共端之间的间距、以及第一二极管与第二二极管之间的间距相等。采用这样的、在每支路中并联设置两颗二极管的结构，这样既保证了I层厚度较厚时二极管的结电容对开关路径损耗影响较小，又提高了开关的隔离度，为后续提高谐波抑制提供条件。关于二极管管芯的选用，选用耐压高、I层厚度厚的PIN二极管为好，以使得开关足够在大功率信号通过时正常工作且能保证低损耗。此外，每条支路以两颗管芯(二极管)并联到地的方式形成，并且管芯(二极管)彼此之间的间距、第一颗管芯(第一二极管)与输入公共端之间的间距根据工作频段的中心频率下的波长来确定，例如可以是该频率下的1/4波长。当单刀三掷开关的其中一路导通时，开关驱动电路给该支路的二极管施加反向偏置电压，让其呈容抗，起到反向截止的作用，使得信号尽可能少的从该二极管进入地层。二极管的反向截止程度直接影响导通路的插损，以及路径的谐波抑制，所以二极管截止得越彻底，导通路径的损耗越小、谐波抑制能力越强。当开关工作于大功率射频信号输入的情况时，等效电压过高会使得二极管结电容发生变化，产生谐波，甚至导致二极管由容性变为阻性，相对于信号导通。所以二极管的反向偏置电压应足够大以抵消大功率射频信号的等效电压，使得二极管结电容处于稳定状态，避免产生谐波，同时使得二极管呈容性彻底反向截止，不会因射频信号的变化而对地呈阻抗。因此，施加高的反向偏置电压能够使得二极管结电容在大功率时不会随着射频信号的增强而发生变化，能够大幅提高二极管的截止能力，降低了链路的插损，大大增强了开关的谐波抑制能力和隔离能力。下面对本实施方式的具体实施例进行说明。实施例1如图1所示，大功率高谐波单刀三掷开关包括从一输入公共端分支出的三个支路(IN-OUT1；IN-OUT2；IN-OUT3)，该三个支路并联连接。每个支路均包括并联到地的第一二极管1，3，5和第二二极管2，4，6。在各支路中，第一二极管1，3，5比第二二极管2，4，6更靠近输入公共端，且第一二极管1，3，5与输入公共端之间的间距、以及第一二极管1，3，5与第二二极管2，4，6之间的间距相等，均为工作开关工作频段的中心频率下的波长的1/4。二极管1，2，3，4，5，6的型号既可以是所有支路中的完全一样，也可以不同一支路中同一位置的二极管型号一样，优选采用同样型号的I层较厚的PIN二极管，由此能够保证功率承受能力和耐压值。第一颗管芯(第一二极管)1与输入公共端间距、两颗管芯(第一、第二二极管)1、2彼此间的间距均保持1/4波长，由此能够保证链路的阻抗匹配，保证链路损耗尽可能小。如图1所示，控制电平部分，当OUT1导通时，OUT2、OUT3关断，TTL1输出反向偏置电压-100V，TTL2、TTL3输出+5本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大功率高谐波单刀多支路开关，包括从一输入公共端分支出的两个以上的支路，所述两个以上的支路并联连接，其特征在于，每个所述支路均包括并联到地的第一二极管(1，3，5)和第二二极管(2，4，6)；在各所述支路中，所述第一二极管比所述第二二极管更靠近所述输入公共端，且所述第一二极管与所述输入公共端之间的间距、以及所述第一二极管与所述第二二极管之间的间距相等。

【技术特征摘要】
1.一种大功率高谐波单刀多支路开关，包括从一输入公共端分支出的两个以上的支路，所述两个以上的支路并联连接，其特征在于，每个所述支路均包括并联到地的第一二极管(1，3，5)和第二二极管(2，4，6)；在各所述支路中，所述第一二极管比所述第二二极管更靠近所述输入公共端，且所述第一二极管与所述输入公共端之间的间距、以及所述第一二极管与所述第二二极管之间的间距相等。2.根据权利要求1所述的大功率高谐波单刀多支路开关，其特征在于，采用PIN二极管作为所述第一二极管和所述第二二极管。3.根据权利要求1或2所述的大功率高谐波单刀多支路开关，其特征在于，所述第一二极管与所述输入公共端之间的间距、以及所述第一二极管与所述第二二极管之间的间距均为规定波长的四分之一。4.根据权利要求3所述的大功率高谐波单刀多支路开关，其特征在于，所述规定波长...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜芬，赵莉，
申请(专利权)人：航天恒星科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11