一种射频收发切换开关制造技术

本申请属于微电子技术领域，具体公开了一种射频收发切换开关。开关设有天线端、发射端和接收端，包括：发射阻抗可控电路，设置在天线端和发射端之间，用于改变发送通路的阻抗；接收阻抗可控电路，设置在天线端和接收端之间，用于改变接收通路的阻抗，并在发射状态下反射泄漏到接收通路的发射信号；并且，接收阻抗可控电路与发射阻抗可控电路采用不同的拓扑结构；接收保护单元，设置在接收阻抗可控电路的输出端和地之间，在发射状态下增加发射端和接收端之间的隔离度，在接收状态下反射功率超过预定阈值的信号；接收二级保护单元，设置在接收端和地之间。本申请的优点在于提高了系统整体的鲁棒性。体的鲁棒性。体的鲁棒性。

【技术实现步骤摘要】
一种射频收发切换开关


[0001]本申请涉及微电子
，尤其涉及了一种射频收发切换开关。

技术介绍

[0002]在时分双工（Time Divide Duplex，TDD）系统中，通过调整射频收发切换开关的收发通路来连通天线和接收链路/发射链路。在使用TDD技术的无线通信系统中，数据是收发双向传输的，并且该数据收发不是同时进行的，而是按时间分配的不同而轮流进行的。在这种分时收发的无线通信装置中，其射频前端电路必然包含负责接收链路和发射链路之间的相互转换的射频收发切换开关（RF T/R Switch）。
[0003]当发射信号时，收发切换开关切换至导通天线和发射链路的状态，发射链路将信号调制到射频波段，并通过若干级放大后，由天线将射频信号发射出去。当接收信号时，收发切换开关切换至导通天线和接收链路的状态，天线接收空间中的射频信号，由接收链路对其进行放大和解调，以获取有用信息。
[0004]但是，由于发射的信号经过若干级放大后，功率大大增强，若收发切换开关中的收发通路之间的隔离度不够的话，一部分发射信号的能量可能会进入接收通道中，导致接收链路中的器件被烧毁。
[0005]因此，亟需设计一种高功率的射频切换开关，使其具有高可靠性、低插损、高隔离度的特性，可以满足收发通道不同的需求。

技术实现思路

[0006]为了解决上述缺陷，本申请提出了一种射频收发切换开关，其设有天线端、发射端和接收端，包括：发射阻抗可控电路，设置在所述天线端和所述发射端之间，用于改变发送通路的阻抗；接收阻抗可控电路，设置在所述天线端和所述接收端之间，用于改变接收通路的阻抗，并在发射状态下反射泄漏到所述接收通路的发射信号，其中，所述接收阻抗可控电路包括至少一个可控反射级；并且，所述接收阻抗可控电路与所述发射阻抗可控电路采用不同的拓扑结构；接收保护单元，设置在所述接收阻抗可控电路的输出端和地之间，包括堆叠晶体管结构，在发射状态下增加所述发射端和所述接收端之间的隔离度，在接收状态下反射功率超过预定阈值的信号；接收二级保护单元，设置在所述接收端和地之间，其中，所述接收二级保护单元包括钳位二极管或钳位晶体管。
[0007]上述的开关中，所述接收阻抗可控电路中包括多个所述可控反射级时，多个所述可控反射级串联连接。
[0008]上述的开关中，所述接收保护单元包括堆叠晶体管。
[0009]上述的开关中，所述堆叠晶体管中包括二极管、三极管、场效应管和晶闸管中的至少一种。
[0010]上述的开关中，所述可控反射级包括：隔离开关，所述隔离开关的一端与所述可控反射级的输出端连接，另一端接地，并且在收发控制信号的控制下断开或导通；阻抗匹配网络，设置在所述可控反射级的输入端和所述输出端之间，在所述收发控制信号指示切换到接收状态的情况下，所述隔离开关断开，所述阻抗匹配网络允许频率与其相适应的接收信号通过。
[0011]上述的开关中，在所述收发控制信号指示切换到发射状态的情况下，所述隔离开关导通，所述阻抗匹配网络的一端接地，射频信号无法通过所述阻抗匹配网络。
[0012]上述的开关中，所述隔离开关由多个晶体管堆叠而形成，所述收发控制信号与所述多个晶体管的控制端连接。
[0013]上述的开关中，所述阻抗匹配网络包括传输线、电感电容网络或电感网络。
[0014]上述的开关中，所述传输线的长度是所述接收信号的1/4波长；所述电感电容网络与所述传输线等效；所述电感网络与所述隔离开关组合后，在所述接收状态下呈低阻抗导通的状态，在所述发射状态下呈高阻抗断开的状态。
[0015]上述的开关中，所述发射阻抗可控电路由多个晶体管堆叠而形成，所述多个晶体管的控制端与一收发控制信号连接。
[0016]与现有技术相比，本申请的射频收发切换开关中的发射阻抗可控电路和接收阻抗可控电路采用了不同的拓扑结构，也就是说，射频收发开关中的接收通路和发射通路的电路结构是不对称的，这样的电路结构可以有效地阻止发射通路中的高功率的发射信号泄漏到接收通路形成串扰。在发射状态下，发射通路插损小，适合于发射高功率射频信号，而接收通路对发射出去的射频信号而言处于高阻态，因而可以阻止高功率的发射信号泄漏到接收通路中对接收通道形成串扰，从而起到了提高隔离度的效果；在接收状态下，接收通路由串联的阻抗匹配网络构成，能够允许相应频率的接收射频信号通过，插入损耗小。
[0017]并且，本申请的射频收发切换开关中的接收阻抗可控电路采用多个可控反射级串联，优化了带宽和发射状态的隔离度。
[0018]此外，本申请的射频收发切换开关在接收端还采用了多级保护单元：接收保护单元和接收二级保护单元。接收保护单元在发射工作状态下等效为量级较小的电阻，通常为50欧姆量级可以提供接收端和发射端之间的隔离度；在接收工作状态下等效为电容，当接收到的信号功率过大时电容被击穿，信号被短路到地，起到保护接收端的作用。接收二级保护单元在发射和接收工作状态下都限制过大功率信号的流入，起到保护接收端后级的接收机，尤其是接收机中的低噪声放大器的作用，提高了系统整体的鲁棒性。
附图说明
[0019]图1是包含本申请的射频收发切换开关的射频系统的简要框图；图2是本申请的射频收发切换开关的功能框图；图3是图2所示射频收发切换开关在接收和发射状态下的信号流向图；图4和图5是图2所示射频收发切换开关中发射阻抗可控电路的具体电路示意图；
图6是图2所示射频收发切换开关中接收阻抗可控电路的功能框图；图7是图6所示的可控反射级的功能框图；图8是图7所示的可控反射级在接收和发射状态下的信号流向图；图9a
‑
9e所示的是图7中的阻抗匹配网络的实际电路示意图；图10a
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10b是接收保护单元的实际电路示意图；图11a
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11d是接收二级保护单元的实际电路示意图。
具体实施方式
[0020]以下由特定的具体实施例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本申请的其他优点及功效。虽然本申请的描述将结合较佳实施例一起介绍，但这并不代表此专利技术的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作专利技术介绍的目的是为了覆盖基于本申请的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本申请的深度了解，以下描述中将包含许多具体的细节。本申请也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本申请的重点，有些具体细节将在描述中被省略。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0021]应注意的是，在本说明书中，相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释，默认为同一定义。
[0022]为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请的实施方式作进一步地详细描述。
[0023]图1是包含本申请的收发切换开关的射频系统100的简要框图。射频系统10本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种射频收发切换开关，其特征在于，设有天线端、发射端和接收端，包括：发射阻抗可控电路，设置在所述天线端和所述发射端之间，用于改变发送通路的阻抗；接收阻抗可控电路，设置在所述天线端和所述接收端之间，用于改变接收通路的阻抗，并在发射状态下反射泄漏到所述接收通路的发射信号，其中，所述接收阻抗可控电路包括至少一个可控反射级；并且，所述接收阻抗可控电路与所述发射阻抗可控电路采用不同的拓扑结构；接收保护单元，设置在所述接收阻抗可控电路的输出端和地之间，包括堆叠晶体管结构，在发射状态下增加所述发射端和所述接收端之间的隔离度，在接收状态下反射功率超过预定阈值的信号；接收二级保护单元，设置在所述接收端和地之间，其中，所述接收二级保护单元包括钳位二极管或钳位晶体管。2.如权利要求1所述的射频收发切换开关，其特征在于，所述接收阻抗可控电路中包括多个所述可控反射级时，多个所述可控反射级串联连接。3.如权利要求1所述的射频收发切换开关，其特征在于，所述接收保护单元包括堆叠晶体管。4.如权利要求3所述的射频收发切换开关，其特征在于，所述堆叠晶体管中包括二极管、三极管、场效应管和晶闸管中的至少一种。5.如权利要求1或2所述的射频收发切换开关，其特征在于，所述可控反射级包括：隔离开关，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：任英祖，柳卫天，王曾祺，
申请(专利权)人：南京燧锐科技有限公司，
类型：发明
国别省市：