射频开关电路制造技术

公开了射频开关电路，射频开关电路具有第一端口终端和第二端口终端；开关支路，开关支路具有第一支路终端和第二支路终端，以及支路控制终端，其中开关支路被配置成响应于与RF信号耦合并在第一端口终端处被接收的控制信号，在接通状态下在第一支路终端与第二支路终端之间传递RF信号，并且在关断状态下阻止RF信号在第一支路终端与第二支路终端之间传递。控制信号解耦电路具有控制信号输入终端，控制信号输入终端耦合到第一端口终端以接收耦合到RF信号的控制信号；以及控制信号输出终端，控制信号输出终端耦合到支路控制终端，其中控制信号解耦电路被配置成将控制信号从RF信号解耦并且将控制信号提供到支路控制终端。

【技术实现步骤摘要】
射频开关电路相关申请本申请要求于2017年11月7日提交的临时专利申请序列号62/582,704的权益，所述申请的公开内容特此以引用的方式整体并入本文。本申请涉及：于__________提交的且名称为RADIOFREQUENCYSWITCHSYSTEM的美国专利申请序列号__________，其要求于2017年11月7日提交的临时专利申请号62/582,704的权益；于________提交的且名称为RADIOFREQUENCYSWITCHBRANCHCIRCUITRY的美国专利申请序列号__________，其要求于2017年11月7日提交的临时专利申请号62/582,714的权益；以及于__________提交的且名称为RECONFIGURABLEPATCHANTENNAANDPHASEDARRAY的美国专利申请序列号_________，其要求于2017年11月8日提交的临时专利申请序列号62/583,195的权益，所述专利申请的公开内容特此以引用的方式整体并入本文。专利
本公开涉及用于无线通信的射频开关电路，并且特别涉及需要最少数量的终端并在射频开关电路的开关支路处于关断状态时在信号端口之间需要高度隔离的射频开关电路。
技术介绍
射频开关电路广泛用于许多应用，诸如前端模块和天线调谐网络中。随着蜂窝无线网络的容量因消费者需求而增加，连同新的无线标准一起引入了新的频带。第五代(5G)无线网络具有用于包括28GHz、38GHz和66GHz无线电频率的毫米波长频带内的无线操作的新标准。具有耦合在信号端口之间的开关支路的射频开关电路必须在开关支路处于关断状态时通过高阻抗，并且在开关支路处于接通状态时通过低阻抗来在信号端口之间提供高度隔离。新的5G无线射频呈现了一项新的挑战，即在关断状态下维持最大隔离并在接通状态下维持最低插入损耗的同时提供高接通状态/关断状态阻抗比。因此，需要一种新的射频开关电路，所述新的射频开关电路在关断状态下维持与开关支路的最大隔离并在接通状态下维持开关支路中的最低插入损耗的同时为开关支路提供高关断状态/接通状态阻抗比。
技术实现思路
公开了射频开关电路，所述射频开关电路具有第一端口终端和第二端口终端；开关支路，所述开关支路具有第一支路终端和第二支路终端，以及支路控制终端，其中开关支路被配置成响应于与RF信号耦合并在第一端口终端处被接收的控制信号，在接通状态下在第一支路终端与第二支路终端之间传递RF信号，并且在关断状态下阻止RF信号在第一支路终端与第二支路终端之间传递。控制信号解耦电路具有控制信号输入终端，所述控制信号输入终端耦合到第一端口终端以接收耦合到RF信号的控制信号；以及控制信号输出终端，所述控制信号输出终端耦合到支路控制终端，其中控制信号解耦电路被配置成将控制信号从RF信号解耦并且将控制信号提供到支路控制终端。本领域技术人员在结合附图阅读以下优选实施方案的详细描述之后，将了解本公开的范围并且认识到本公开的其他方面。附图说明结合在本说明书中且形成其一部分的附图示出了本公开的若干方面，并且连同描述一起用于解释本公开的原理。图1A是包括电阻器网络的现有技术开关支路10的原理图。图1B是被配置用来切换射频信号的图1A的现有技术开关支路的简化原理图。图1C是简化的现有技术开关支路的原理图，其展示了现有技术开关支路在处于接通状态时的接通状态电阻。图1D是简化的现有技术开关支路的原理图，其展示了现有技术开关支路在处于关断状态时的关断状态电容。图2A是现有技术开关支路的归一化的接通状态电阻对毫米波频的曲线图。图2B是现有技术开关支路的归一化的关断状态电容对毫米波频的曲线图。图2C是为现有技术开关支路的接通状态电阻与关断状态电容的乘积的品质因数对毫米波频的曲线图。图3A是现有技术开关支路的表示为在第一端口终端与第二端口终端之间的接通状态电阻的接通状态模拟电路的原理图。图3B是现有技术开关支路的表示为在第一端口终端与第二端口终端之间的关断状态电容的关断状态模拟电路的原理图。图3C是根据图3A的接通状态模拟电路和图3B的关断状态模拟电路的模拟进行绘制的功率增益、插入损耗和隔离的曲线图。图4是射频开关电路的一个实施方案的原理图，所述射频开关电路根据本公开为开关支路提供高关断状态/接通状态阻抗比。图5A是具有和不具有隔离电感器的射频开关电路的插入损耗的曲线图。图5B是通过与开关支路并联地设置隔离电感器提供的隔离和由开关支路单独提供的隔离的曲线图。图5C是图4的射频开关电路的接通状态阻抗的实部和虚部的曲线图。图5D是图4的射频开关电路的关断状态阻抗的实部和虚部的曲线图。图6是射频开关电路的另一个实施方案的原理图，所述射频开关电路包括用于与第一端口电感器和第二端口电感器谐振的第一串联电容器和第二串联电容器。图7是在第一串联电容器和第二串联电容器添加到射频开关电路的情况下的接通状态阻抗的实部和虚部的曲线图。图8是图6的射频开关电路的三维结构图。图9是射频开关电路的一个示例性实施方案的原理图，所述射频开关电路添加了被配置成将静电放电(ESD)能量从ESD敏感的部件分流出去的第一ESD分流支路和第二ESD分流支路。图10是射频开关电路的一个示例性实施方案的原理图，其中开关支路是微机电系统(MEMS)开关装置。图11A是射频开关电路的500×500μm2版本的集成电路裸片布局的平面图。图11B是射频开关电路的752×500μm2版本的集成电路裸片布局的平面图。图11C是射频开关电路的752×752μm2版本的集成电路裸片布局的平面图。图12是具有可以被视为是双端开关裸片的配置的射频电路的另一个示例性实施方案的原理图。图13是具有可以被视为是四端开关裸片的配置的射频开关电路的配置的示例性实施方案。图14是具有可以被视为是三端开关裸片的配置的射频开关电路的配置的示例性实施方案。图15是集成了多个开关电路的单刀双掷(SPDT)开关裸片的原理图。图16是示例性射频开关系统的原理图，所述示例性射频开关系统包括具有含通过4×SPDT开关裸片耦合的四个天线的分组的贴片式相控阵列。图17是另一个示例性射频开关系统的原理图，所述示例性射频开关系统包括具有通过SPDT开关裸片耦合到功率放大器的个别天线的贴片式相控阵列。图18是另一个示例性射频开关系统的原理图，其示出了根据本公开的具有多个开关的射频系统通过单一控制输出端实现的一般可重新配置性。具体实施方式下文陈述的实施方案代表使得本领域技术人员能够实践所述实施方案的必要信息，并且说明实践所述实施方案的最佳模式。在根据附图来阅读以下描述之后，本领域技术人员将理解本公开的概念，并且将认识到本文中未具体提出的这些概念的应用。应理解，这些概念和应用处在本公开和随附权利要求的范围内。将理解，虽然术语第一、第二等在本文中可以用于描述各种元件，但是这些元件应不受这些术语限制。这些术语仅用于将一个元件与另一个元件区分开来。例如，在不脱离本公开的范围的情况下，第一元件可以被称为第二元件，并且类似地，第二元件可以被称为第一元件。如本文所使用，术语“和/或”包括相关列出项目中一个或多个的任何和所有组合。将理解，当诸如层、区域或衬底的元件被称为在另一元件“上”或延伸到另一元件“上”时，所述元件可以直接在本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.射频(RF)开关电路，所述RF开关电路包括：·第一端口终端和第二端口终端；·开关支路，所述开关支路具有第一支路终端、支路控制终端和耦合到所述第二端口终端的第二支路终端，其中所述开关支路被配置成响应于与RF信号耦合并在所述第一端口终端处被接收的控制信号，在接通状态下在所述第一支路终端与所述第二支路终端之间传递所述RF信号，并且在关断状态下阻止所述RF信号在所述第一支路终端与所述第二支路终端之间传递；以及·控制信号解耦电路，所述控制信号解耦电路具有控制信号输入终端，所述控制信号输入终端耦合到所述第一端口终端以接收耦合到所述RF信号的所述控制信号；以及控制信号输出终端，所述控制信号输出终端耦合到所述支路控制终端，其中所述控制信号解耦电路被配置成将所述控制信号从所述RF信号解耦并且将所述控制信号提供到所述支路控制终端。

【技术特征摘要】
2017.11.07 US 62/582,704;2018.10.16 US 16/161,4541.射频(RF)开关电路，所述RF开关电路包括：·第一端口终端和第二端口终端；·开关支路，所述开关支路具有第一支路终端、支路控制终端和耦合到所述第二端口终端的第二支路终端，其中所述开关支路被配置成响应于与RF信号耦合并在所述第一端口终端处被接收的控制信号，在接通状态下在所述第一支路终端与所述第二支路终端之间传递所述RF信号，并且在关断状态下阻止所述RF信号在所述第一支路终端与所述第二支路终端之间传递；以及·控制信号解耦电路，所述控制信号解耦电路具有控制信号输入终端，所述控制信号输入终端耦合到所述第一端口终端以接收耦合到所述RF信号的所述控制信号；以及控制信号输出终端，所述控制信号输出终端耦合到所述支路控制终端，其中所述控制信号解耦电路被配置成将所述控制信号从所述RF信号解耦并且将所述控制信号提供到所述支路控制终端。2.如权利要求1所述的RF开关电路，所述RF开关电路还包括隔直流电容器，所述隔直流电容器耦合在所述控制信号输入终端与所述第一支路终端之间，以阻止所述控制信号从所述第一支路终端进入所述开关支路。3.如权利要求1所述的RF开关电路，其中所述控制信号解耦电路包括：·控制信号调节电路，所述控制信号调节电路被配置成将所述RF信号从所述控制信号滤除；以及·第一RF衰减支路，所述第一RF衰减支路耦合在控制电压输入终端与所述控制信号输入终端之间，以呈现在包括所述控制信号调节电路的第一路径内对所述RF信号的阻抗。4.如权利要求3所述的RF开关电路，其中所述第一RF衰减支路包括耦合在所述第一端口终端与所述控制电压输入终端之间的第一电感器。5.如权利要求4所述的RF开关电路，其中所述第一RF衰减支路还包括与所述第一电感器并联地耦合的第一电容器。6.如权利要求3所述的RF开关电路，其中所述第一RF衰减支路包括耦合在所述控制电压输入终端与所述第一端口终端之间的第一电阻器。7.如权利要求3所述的RF开关电路，其中所述控制信号解耦电路还包括接地电压终端和第二RF衰减支路，所述第二RF衰减支路耦合在所述接地电压终端与所述第二端口终端之间，以呈现在包括所述控制信号调节电路的第二路径内对所述RF信号的阻抗。8.如权利要求7所述的RF开关电路，其中所述第二RF衰减支路包括耦合在所述接地电压终端与所述第二端口终端之间的第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：阿里·通巴克，丹尼尔·查尔斯·克尔，爱德华·T·斯皮尔斯，
申请(专利权)人：QORVO美国公司，
类型：发明
国别省市：美国,US