一种微波开关电路制造技术

一种微波开关电路，其包括：耦合支路开关管、耦合单元、主开关支路。本发明专利技术利用与主开关支路导通或关断状态相反的耦合支路，配合主开关支路中满足阻抗匹配要求的T型信号传输线路，使得总输出端具有更高的隔离度一致性和相位一致性。本发明专利技术的微波开关电路，其通过各级开关单元之间T型信号传输线路的匹配设计，以及第一传输线路和耦合单元的结构设计，使得整体微波开关电路在2～3GHz工作频率下的插入损耗控制在0.6dB，使得整体微波开关电路的隔离度能够大于25dB。度能够大于25dB。度能够大于25dB。

【技术实现步骤摘要】
一种微波开关电路


[0001]本专利技术涉及高频通讯电路领域，具体而言涉及一种微波开关电路。

技术介绍

[0002]现有微波开关常采用PIN二极管，利用PIN二极管的开路及短路特性实现射频信号的导通或中断，或实现信号导通路径的选择。但是，由于PIN二极管需要利用电流控制其导通或关断，因此，其在切换至打开状态时需要加载较大的前向电流，而在切换至关断状态时需要加载较大的反向电压，会提高整体系统能耗。采用PIN二极管的微波开关电路，其谐振频率受PIN管偏置条件影响较大，插入损耗一般在2～4dB之间。
[0003]此外，由于二极管参数具有离散性，PIN二极管所构成的微波开关在关断时很难保证其隔离度一致性能够达到要求。此外，不同工作温度下，二极管参数也会发生变化。每个二极管在高温和低温状态下的隔离度偏差大约有1.5dB，因此，对于由PIN二极管构成的整个开关电路，其中二极管工作温度的变化能够造成系统隔离度在不同温度环境中存在6dB的偏差。
[0004]因此，需要设计一种具有更小插入损耗，具有更高的隔离度一致性、相位一致性的微波开关。

技术实现思路

[0005]本专利技术针对现有技术的不足，提供一种微波开关电路，本专利技术通过设置与主开关支路导通或关断状态相反的耦合支路，配合满足阻抗匹配要求的T型信号传输线路，使得总输出端具有更高的隔离度一致性和相位一致性。本专利技术具体采用如下技术方案。
[0006]首先，为实现上述目的，提出一种微波开关电路，其包括：
[0007]耦合支路开关管D1，其连接在射频耦合信号的输入端和地之间；
[0008]耦合单元L0，其一端连接在射频耦合信号的输入端和耦合支路开关管D1之间，其另一端连接微波开关电路的总输出端；
[0009]主开关支路，其连接在射频输入信号的输入端和总输出端之间，包括：
[0010]第一传输线路L1，其设置在射频输入信号的输入端；
[0011]至少一级开关单元，各级开关单元顺序级联在第一传输线路L1和所述微波开关电路的总输出端之间，每一级开关单元中均设置有一个开关元件，每一个开关元件均分别连接有传输线路，各传输线路分别被设置为T型信号传输线路且具有满足前后相邻两级开关单元之间阻抗匹配的阻抗值。
[0012]可选的，如上任一所述的微波开关电路，其中，所述耦合支路开关管D1为PIN二极管，其正极连接射频耦合信号的输入端，其负极接地；所述耦合支路开关管D1与所述主开关支路中的各开关元件具有相反的导通或关断状态。
[0013]可选的，如上任一所述的微波开关电路，其中，各级开关单元中的各开关元件均设置为GaAs基MESFET场效应管，每一级开关单元中：
[0014]所述GaAs基MESFET场效应管的源极均设置为接地；
[0015]所述GaAs基MESFET场效应管的栅极均设置为连接控制信号传输线路；
[0016]所述GaAs基MESFET场效应管的漏极均设置为连接T型信号传输线路的一端，所述T型信号传输线路由微带线构成，其中，所述微带线的第一端连接所述GaAs基MESFET场效应管的漏极，所述微带线的第二端连接相邻的上一级开关单元或设置为由所述第一传输线路L1构成，所述微带线的第三端连接相邻的下一级开关单元或所述微波开关电路的总输出端。
[0017]可选的，如上任一所述的微波开关电路，其中，各级开关单元中的各GaAs基MESFET场效应管的源极均分别设置为通过长度为短于所述微波开关电路1/4工作波长的微带线接地。
[0018]可选的，如上任一所述的微波开关电路，其中，各级开关单元中的各开关元件均设置为双极性晶体管，每一级开关单元中：
[0019]所述双极性晶体管的发射极均设置为接地；
[0020]所述双极性晶体管的基极均设置为连接控制信号传输线路；
[0021]所述双极性晶体管的集电极均设置为连接T型信号传输线路；
[0022]所述的T型信号传输线路包括：
[0023]公共连接端子；
[0024]集电极信号传输线路，其一端连接所述公共连接端子，其另一端连接本级开关单元中双极性晶体管的集电极；
[0025]T型输出传输线路，其一端连接所述公共连接端子，其另一端连接相邻的下一级开关单元的公共连接端子或联接所述微波开关电路的总输出端；
[0026]T型输入传输线路，其一端连接所述公共连接端子，由所述第一传输线路L1构成，或由相邻的上一级开关单元的T型输出传输线路构成。
[0027]可选的，如上任一所述的微波开关电路，其中，所述耦合单元L0、第一传输线路L1、控制信号传输线路、T型信号传输线路均设置为由微带线或由带状线构成，其中，
[0028]所述耦合单元L0与所述微波开关电路的总输出端之间阻抗匹配；
[0029]所述第一传输线路L1与所述射频输入信号的输入端之间阻抗匹配；
[0030]所述控制信号传输线路连接控制信号，其具有偏置电阻且连接有偏置电压，用于将所述GaAs基MESFET场效应管或双极性晶体管偏置在开关状态，并输出电压控制所述GaAs基MESFET场效应管或双极性晶体管在PIN二极管导通时关断，在所述GaAs基MESFET场效应管或双极性晶体管在PIN二极管关断通时导通。
[0031]可选的，如上任一所述的微波开关电路，其中，所述集电极信号传输线路、T型输出传输线路、T型输入传输线路均设置为一端连接所述公共连接端子的微带线，其中，所述T型输出传输线路、T型输入传输线路所对应的微带线具有相同的长宽尺寸，所述集电极信号传输线路的长宽尺寸根据满足倍频阻断要求的阻抗值L
off
确定，满足倍频阻断要求的阻抗值L
off
满足其中，f
o
为微波开关电路的工作频率，C1为各级开关单元中所有T型输出传输线路和T型输入传输线路在所述GaAs基MESFET场效应管或双极性晶体管处于导通状态下所对应的等效电容值，C
off1
为各级开关单元中所有T型输出传输
线路和T型输入传输线路在所述GaAs基MESFET场效应管或双极性晶体管处于关断状态下所对应的等效电容值。
[0032]可选的，如上任一所述的微波开关电路，其中，构成所述耦合单元L0的微带线其长度为所述微波开关电路工作波长的1/4；
[0033]构成所述第一传输线路L1的微带线其长度为所述微波开关电路工作波长的1/4。
[0034]可选的，如上任一所述的微波开关电路，其中，所述射频耦合信号设置为相比所述射频输入信号具有20～30dB的衰减。
[0035]有益效果
[0036]本专利技术利用与主开关支路导通或关断状态相反的耦合支路，配合主开关支路中满足阻抗匹配要求的T型信号传输线路，使得总输出端具有更高的隔离度一致性和相位一致性。本专利技术的微波开关电路，其通过各级开关单元之间T型信号传输线路的匹配设计，以及第一传输线路和耦合单元的结构设计，使得整体微波开关本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微波开关电路，其特征在于，包括：耦合支路开关管(D1)，其连接在射频耦合信号的输入端和地之间；耦合单元(L0)，其一端连接在射频耦合信号的输入端和耦合支路开关管(D1)之间，其另一端连接微波开关电路的总输出端；主开关支路，其连接在射频输入信号的输入端和总输出端之间，包括：第一传输线路(L1)，其设置在射频输入信号的输入端；至少一级开关单元，各级开关单元顺序级联在第一传输线路(L1)和所述微波开关电路的总输出端之间，每一级开关单元中均设置有一个开关元件，每一个开关元件均分别连接有传输线路，各传输线路分别被设置为T型信号传输线路且具有满足前后相邻两级开关单元之间阻抗匹配的阻抗值。2.如权利要求1所述的微波开关电路，其特征在于，所述耦合支路开关管(D1)为PIN二极管，其正极连接射频耦合信号的输入端，其负极接地；所述耦合支路开关管(D1)与所述主开关支路中的各开关元件具有相反的导通或关断状态。3.如权利要求1所述的微波开关电路，其特征在于，各级开关单元中的各开关元件均设置为GaAs基MESFET场效应管，每一级开关单元中：所述GaAs基MESFET场效应管的源极均设置为接地；所述GaAs基MESFET场效应管的栅极均设置为连接控制信号传输线路；所述GaAs基MESFET场效应管的漏极均设置为连接T型信号传输线路的一端，所述T型信号传输线路由微带线构成，其中，所述微带线的第一端连接所述GaAs基MESFET场效应管的漏极，所述微带线的第二端连接相邻的上一级开关单元或设置为由所述第一传输线路(L1)构成，所述微带线的第三端连接相邻的下一级开关单元或所述微波开关电路的总输出端。4.如权利要求1
‑
3所述的微波开关电路，其特征在于，各级开关单元中的各GaAs基MESFET场效应管的源极均分别设置为通过长度为短于所述微波开关电路1/4工作波长的微带线接地。5.如权利要求1
‑
2所述的微波开关电路，其特征在于，各级开关单元中的各开关元件均设置为双极性晶体管，每一级开关单元中：所述双极性晶体管的发射极均设置为接地；所述双极性晶体管的基极均设置为连接控制信号传输线路；所述双极性晶体管的集电极均设置为连接T型信号传输线路；所述的T型信号传输线路包括：公共连接端子；集电极信号传输线路，其一端连接所述公共连接端子，其另一端连接本级开关单元中双极性晶体管的集电极；T型输出传输线路，其一端连接所...

【专利技术属性】
技术研发人员：李明，由佳，郭凯，郝保明，
申请(专利权)人：宿州学院，
类型：发明
国别省市：