用于向RF开关提供偏置的控制单元制造技术

提出了一种用于向RF开关模块提供反向或正向偏置的控制单元。该控制单元包括：内部开关、用以向内部开关提供反向偏置信号的反向偏置源、用以向内部开关提供正向偏置信号的正向偏置源，以及本地控制模块。内部开关的输出被配置成连接到RF开关模块以将或者反向偏置信号或者正向偏置信号传输到RF开关模块。内部开关通过切换动作控制反向偏置信号和正向偏置信号朝着RF开关模块的传输。本地控制模块控制内部开关的切换动作，并控制在反向偏置源的第一输出处的反向偏置信号的提供。

Control unit for providing bias to the RF switch

A control unit for providing reverse or forward bias to the RF switching module is presented. The control unit includes an internal switch, a reverse bias source for providing a reverse bias signal to the internal switch, a forward bias source for providing a forward bias signal to the internal switch, and a local control module. The output of the internal switch is configured to be connected to the RF switch module to transmit either a reverse bias signal or a forward bias signal to the RF switch module. The internal switch controls the transmission of the reverse bias signal and the forward bias signal to the RF switching module by switching action. The local control module controls the switching action of the internal switch and controls the provision of the reverse bias signal in the first offset source of the reverse bias source.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于向RF开关提供偏置的控制单元
本专利技术涉及一种针对高功率RF开关的偏置（bias）控制电路，并且更特别地涉及一种用于向诸如PIN二极管RF开关之类的高功率RF开关提供正向或反向偏置的控制电路。
技术介绍
在各种RF系统（tract）和应用中，存在调节在系统的各种地点处的RF信号的需求。调节RF信号的方式中的一个是通过使用RF开关模块，该RF开关模块可以是机械开关、机电开关或者最近开发的和正在普遍使用的开关——诸如PIN二极管、晶体管等的基于固态技术的开关。例如，当多个RF放大器用于输入RF功率组合器时，需要调整和优化RF功率组合器的输出功率以获得期望的输出RF信号。输出RF功率的调整和/或优化的一个方式是通过控制从RF功率放大器馈入RF功率组合器的RF信号。例如，如果存在降低RF功率组合器的RF输出的功率的需求，则可以阻止RF功率放大器中的一个或多个向RF功率组合器提供输入。替代地，例如，如果存在增加RF功率组合器的RF输出的功率的需求，则可能需要开启RF功率放大器中的一个或多个以用于向RF功率组合器提供输入。为了实现对RF功率放大器的该控制，即为了控制RF功率放大器使得仅来自期望的RF放大器的RF信号被馈入RF功率组合器中，将给定的RF放大器连接到RF功率组合器的每个传输线被装备RF开关或RF开关模块，通常位于RF功率组合器的RF功率输入的每个处。每个RF开关模块通过其切换动作而允许或不允许给定的RF功率放大器向RF功率组合器提供其RF信号。通常每个RF开关模块由单独的控制单元控制。控制单元诱导（induce）切换动作，即“接通”或“断开”RF开关。控制单元由单独的电连接器连接到RF开关模块。到控制单元的用以诱导RF开关模块的信息可能来自外部系统，诸如中央控制系统。特别地，诸如高功率RF放大器/发生器系统之类的高功率RF应用可包括多个RF功率放大器，每个具有其单独的RF开关模块，并且每个RF开关模块具有与RF开关模块连接的其控制单元。因此在给定的RF应用中可能需要许多切换动作。此外，诸如基于PIN二极管的RF开关之类的基于固态技术的RF开关可以将RF信号切换到高达若干千瓦，然而为了精确和高效的切换，这样的RF开关需要高达1000伏特及以上作为反向偏置电压，并且需要1安培及更多作为正向偏置电流。因此，对RF开关而言存在具有利用合适的偏置应用的精确切换动作的需求，并且这在常规的控制单元中缺乏。专利技术目的本技术的目的是提出一种具有偏置控制电路的控制单元，用于RF开关模块的有效切换动作，特别用于高功率RF应用。上面的目的由根据权利要求1的用于向RF开关模块提供反向或正向偏置信号的控制单元以及根据本技术的权利要求15的用于从这样的控制单元向RF开关模块提供反向或正向偏置信号的方法来实现。根据本公开的一个方面，提出一种用于向RF开关模块提供反向或正向偏置信号的控制单元。该控制单元包括反向偏置源、正向偏置源、内部开关和本地控制模块。反向偏置源被适配成在反向偏置源的第一输出处提供反向偏置信号。正向偏置源被适配成在正向偏置源的第二输出处提供正向偏置信号。内部开关至少包括第一输入、第二输入和输出。内部开关的第一输入被适配成从反向偏置源的第一输出接收反向偏置信号。内部开关的第二输入被适配成从正向偏置源的第二输出接收正向偏置信号。内部开关的输出被配置成连接到RF开关模块，以将或者反向偏置信号或者正向偏置信号传输到RF开关模块。内部开关被配置成通过切换动作控制反向偏置信号和正向偏置信号朝着RF开关模块的传输。本地控制模块电连接到内部开关以控制内部开关的切换动作。本地控制模块进一步电连接到反向偏置源以控制在反向偏置源的第一输出处的反向偏置信号的提供。因此对内部开关进行切换以向RF开关模块提供正向或反向偏置被精确且准确地控制。在控制单元的一个实施例中，本地控制模块被配置成与外部系统通信并从外部系统接收输入信号。输入信号被适配成诱导本地控制模块向反向偏置源提供第一控制信号以控制在反向偏置源的第一输出处的反向偏置信号的提供，和/或输入信号诱导本地控制模块向内部开关提供第二控制信号以控制内部开关的切换动作。因此来自外部地点或代理的指令可用于控制内部开关向RF开关模块提供正向或反向偏置。在控制单元的另一个实施例中，本地控制模块与反向偏置源通信，以确定在反向偏置源的第一输出处提供反向偏置信号时反向偏置源的运行。因此在本地控制模块处接收反向偏置源的适当运行或故障运行的反馈。在控制单元的另一个实施例中，本地控制模块与正向偏置源通信，以确定在正向偏置源的第二输出处提供正向偏置信号时正向偏置源的运行。因此在本地控制模块处接收正向偏置源的适当运行或故障运行的反馈。在控制单元的另一个实施例中，本地控制模块被配置成与外部系统通信。本地控制模块被进一步配置成向外部系统提供反馈信号。反馈信号代表在反向偏置源的第一输出处提供反向偏置信号时反向偏置源的运行和/或在正向偏置源的第二输出处提供正向偏置信号时正向偏置源的运行。因此在外部系统处获得反向偏置源和/或正向偏置源的运行的反馈，用于进一步分析、进一步传输或存储。在控制单元的另一个实施例中，反向偏置源是DC源。DC源被配置成提供负DC电压作为反向偏置信号。这提供控制单元的实现简单的实施例。在控制单元的另一个实施例中，DC源包括具有平面变压器的回扫转换器，该平面变压器具有初级绕组、间隙和次级绕组，其中次级绕组包括具有倍压器的整流器。这为RF开关模块提供反向偏置的稳定且高功率源。在本技术的另一个实施例中，控制单元包括连接在反向偏置源的第一输出与内部开关的第一输入中间的缓冲器电阻器。因此，当反向偏置源未正被提供用以在反向偏置源的第一输出处提供反向偏置信号的控制信号时，使来自反向偏置源的任何残余电荷或电流停住（snub）。在控制单元的另一个实施例中，正向偏置源包括稳定的DC源和/或DC电压源。这提供控制单元的简单布置。在控制单元的另一个实施例中，内部开关包括连接在内部开关的输出与第二输入之间的切换元件。因此调节正向偏置从内部开关的第二输入和内部开关的输出的传输。在控制单元的另一个实施例中，切换元件是晶体管。这使得控制单元紧凑。在控制单元的另一个实施例中，切换元件的栅极端子由本地控制模块电控制，使得正向偏置信号从内部开关的第二输入到内部开关的输出的传输由本地控制模块控制。因此本地控制模块能够控制内部开关的切换元件。在控制单元的另一个实施例中，晶体管是绝缘栅双极晶体管（IGBT）。IGBT可容易获得且易于制造和整合在电路中，因此使得控制单元简单、便宜且易于制造。在控制单元的另一个实施例中，晶体管是金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）。MOSFET可容易获得且易于制造和整合在电路中，因此使得控制单元简单、便宜且易于制造。根据本技术的另一个方面，提出一种用于从控制单元向RF开关模块提供反向或正向偏置信号的方法。该控制单元包括全部如上文中描述的反向偏置源、正向偏置源、内部开关和本地控制模块。内部开关包括连接在第二输入与输出之间的切换元件。在该方法中，从本地控制模块向反向偏置源提供第一控制信号。同时，从本地控制模块向切换元件的栅极端子提供第二控制信号。因此本地控制模块被准许控制反向偏置源以及内部开关中的切本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于向RF开关模块（90）提供反向偏置信号（19）或正向偏置信号（29）的控制单元（100），控制单元（100）包括：‑ 反向偏置源（10），其被适配成在反向偏置源（10）的第一输出（18）处提供反向偏置信号（19），‑ 正向偏置源（20），其被适配成在正向偏置源（20）的第二输出（28）处提供正向偏置信号（29），‑ 内部开关（30），其至少具有第一输入（31）、第二输入（32）和输出（36），其中内部开关（30）的第一输入（31）被适配成从反向偏置源（10）的第一输出（18）接收反向偏置信号（19），内部开关（30）的第二输入（32）被适配成从正向偏置源（20）的第二输出（28）接收正向偏置信号（29），并且内部开关（30）的输出（36）被配置成连接到RF开关模块（90）以将或者反向偏置信号（19）或者正向偏置信号（29）传输到RF开关模块（90），并且其中内部开关（30）被配置成通过切换动作来控制反向偏置信号（19）和正向偏置信号（29）朝着RF开关模块（90）的传输，以及‑ 本地控制模块（40），其电连接到内部开关（30）以控制内部开关（30）的切换动作，并且电连接到反向偏置源（10）以控制在反向偏置源（10）的第一输出（18）处的反向偏置信号（19）的提供。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于向RF开关模块（90）提供反向偏置信号（19）或正向偏置信号（29）的控制单元（100），控制单元（100）包括：-反向偏置源（10），其被适配成在反向偏置源（10）的第一输出（18）处提供反向偏置信号（19），-正向偏置源（20），其被适配成在正向偏置源（20）的第二输出（28）处提供正向偏置信号（29），-内部开关（30），其至少具有第一输入（31）、第二输入（32）和输出（36），其中内部开关（30）的第一输入（31）被适配成从反向偏置源（10）的第一输出（18）接收反向偏置信号（19），内部开关（30）的第二输入（32）被适配成从正向偏置源（20）的第二输出（28）接收正向偏置信号（29），并且内部开关（30）的输出（36）被配置成连接到RF开关模块（90）以将或者反向偏置信号（19）或者正向偏置信号（29）传输到RF开关模块（90），并且其中内部开关（30）被配置成通过切换动作来控制反向偏置信号（19）和正向偏置信号（29）朝着RF开关模块（90）的传输，以及-本地控制模块（40），其电连接到内部开关（30）以控制内部开关（30）的切换动作，并且电连接到反向偏置源（10）以控制在反向偏置源（10）的第一输出（18）处的反向偏置信号（19）的提供。2.根据权利要求1所述的控制单元（100），其中本地控制模块（40）被配置成与外部系统（50）通信并从外部系统（50）接收输入信号（51），并且其中输入信号（51）被适配成诱导本地控制模块（40）向反向偏置源（10）提供第一控制信号（53）以控制在反向偏置源（10）的第一输出（18）处的反向偏置信号（19）的提供，和/或输入信号（53）诱导本地控制模块（40）向内部开关（30）提供第二控制信号（56）以控制内部开关（30）的切换动作。3.根据权利要求1或2所述的控制单元（100），其中本地控制模块（40）与反向偏置源（10）通信，以确定在反向偏置源（10）的第一输出（18）处提供反向偏置信号（19）时反向偏置源（10）的运行。4.根据权利要求3所述的控制单元（100），其中本地控制模块（40）与正向偏置源（20）通信，以确定在正向偏置源（29）的第二输出（28）处提供正向偏置信号（29）时正向偏置源（20）的运行。5.根据权利要求4所述的控制单元（100），其中本地控制模块（40）被配置成与外部系统（50）通信，并且被配置成向外部系统（50）提供反馈信号（52），并且其中反馈信号（52）代表在反向偏置源（10）的第一输出（18）处提供反向偏置信号（19）时反向偏置源（10）的运行和/或在正向偏置源（20）的第二输出（28）处提供正向偏置信号（29）时正向偏置源（20）的运行。6.根据权利要求1至5中任一项所述的控制单元（100），其中反向偏置源（10）是DC源，并且其中DC源被配置成提供负DC电压作为反向偏置信号（19）。7.根据权利要求1至6中任一项所述的控制单元（100），其中DC源（10）包括具有平面变压器（14）的回扫转换器（13），所述平面变压器（14）具有初级绕组、间隙和次级绕组，其中次级绕组包括具有倍压器（17）的整流器。8.根据权利要求1至7中任一项所述的控制单元（100），包括连接在反向偏置源（10）的第一输出（18）与内部开关（30）的第一输入（31）中间的缓冲器电阻器（9）。9.根据权利要求1至8中任一项所述的控制单元（100），其中正向偏置源（20）包括稳定的DC源（21）和/或DC电压源（22）。10....

【专利技术属性】
技术研发人员：EV伊万诺夫，
申请(专利权)人：西门子有限责任公司，
类型：发明
国别省市：俄罗斯,RU