一种隔离度可调的超宽带大功率单刀双掷开关电路制造技术

本发明专利技术公开了一种隔离度可调的超宽带大功率单刀双掷开关电路，属于微波集成电路技术领域。该电路的第一支路和第二支路结构参数相同，且关于微带线MILN1对称，第一支路和第二支路均可作为导通或隔离支路，因此，可以将其中一条支路作为导通支路对输入信号进行低插损传输，另一条支路作为隔离支路阻断输入信号传输，从而使整个电路兼具低插损与高隔离度。此外，通过调节可重构枝节中晶体管Q7的控制电压，即可进一步改善隔离度并使其随所需工作频段的改变而调节。在本发明专利技术电路中，隔离度的调节不影响开关的功率容量和另一支路的插损，解决了大功率单刀双掷开关工作带宽对隔离度的限制以及高频隔离度差的问题。限制以及高频隔离度差的问题。限制以及高频隔离度差的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种隔离度可调的超宽带大功率单刀双掷开关电路


[0001]本专利技术属于微波集成电路
，具体涉及一种隔离度可调的超宽带大功率单刀双掷开关电路。

技术介绍

[0002]射频单刀双掷(SPDT)开关作为收发前端系统的重要组成部分，承担着系统对发射支路和接受支路的控制，其隔离度和插入损耗等各项技术指标直接影响着整个收发系统的性能优劣。同时随着通信、雷达和电子战技术的不断发展，对超宽带和大功率容量的需求日益增加。但插损和隔离度存在相互制约，高功率容量增大了晶体管的高频寄生效应，因此超宽带大功率开关很难实现低插损和高隔离度。
[0003]2010年美国QORVO公司Charles F.Campbell等人设计的单刀双掷开关在DC
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18GHz频带内插损小于1.5dB，隔离度大于25dB，P1dB为40dBm，但P0.1dB仅为34dBm，参见[F.Campbell and D.C.Dumka,"Wideband high power GaN on SiC SPDT switch MMICs,"2010IEEE MTT
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S International Microwave Symposium,2010,pp.145
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148,doi:10.1109/MWSYM.2010.5517940.]。
[0004]2021年中国安徽大学的Hao
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Ran Zhu等人采用π型拓扑设计了一种工作在DC
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30GHz的单刀双掷开关，带内插损小于1.5dB，隔离度大于36dB，但P1 dB仅为20dBm,P0.1dB仅为16dBm，参见[H.
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R.Zhu,X.
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Y.Ning,Z.
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X.Huang,Y.
‑
X.Guo and X.
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L.Wu,"Miniaturized,Ultra
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Wideband and High Isolation Single Pole Double Throw Switch by Usingπ
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Type Topology in GaAs pHEMT Technology,"in IEEE Transactions on Circuits and Systems II:Express Briefs,vol.68,no.1,pp.191
‑
195,Jan.2021,doi:10.1109/TCSII.2020.3001171.]。
[0005]2022年台湾地区“中央大学”的Yo
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Shen Lin等人采用T型桥作为双频带λ/4变压器设计了一种在2.45和5.8GHz频率下工作的双频单刀双掷开关，2.45GHz频率下，插损小于1.57dB，隔离度大于35dB；5.8GHz频率下，插损小于1.97dB，隔离度大于29dB,但双频带下的P1 dB均仅为14.5dBm，参见[Y.
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S.Lin and L.
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W.Deng,"Design of a Compact Dual
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Band Absorptive Single
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Pole Double
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Throw Switch,"in IEEE Solid
‑
State Circuits Letters,vol.5,pp.90
‑
93,2022,doi:10.1109/LSSC.2022.3165641.]。
[0006]MACOM公司的产品MASW
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011129
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DIE采用PIN二极管开关，工作频率为2～22GHz，带内隔离度大于35dB,插损小于1dB，但P0.1dB仅为30dBm，参见[www.macom.com]。
[0007]AD公司的产品HMC347B采用GaAs pHEMT工艺，工作频率为0.1
‑
20GHz，带内隔离度典型值大于46dB,插损小于1.7dB，但P1dB为25dBm，P0.1dB仅为20dBm，参见[www.analog.com]。
[0008]可见，目前的超宽带单刀双掷开关多为小功率容量，可重构也仅限于较窄的双频工作，因此对于超宽带单刀双掷开关，同时实现大功率容量和隔离度随所需工作频段可调仍然是空白。

技术实现思路

[0009]为解决大功率单刀双掷开关工作带宽对隔离度的限制以及高频隔离度差的问题，本专利技术提出了一种隔离度可调的超宽带大功率单刀双掷开关电路，该电路在保证大功率容量的同时实现了更低插损和更高隔离度，且其隔离度随工作频段的变化可调。
[0010]为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案如下：
[0011]一种隔离度可调的超宽带大功率单刀双掷开关电路，包括Port1端口、微带线MILN1、第一支路、第二支路、Port2端口以及Port3端口；
[0012]所述微带线MILN1的一端连接Port1端口，另一端分别经第一支路连接Port2端口、经第二支路连接Port3端口；
[0013]所述第一支路包括：微带线：MILN2、MILN3、MILN4、MILN5、MILN6、MILN7和MILN8；晶体管：Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6和Q7；上拉电阻：R1‑1、R1‑2、R1‑3、R1‑4、R1‑5、R1‑6和上拉电阻R2；电阻R3；电容C1；其中，微带线MILN2的一端连接微带线MILN1，另一端经依次串联微带线MILN3、微带线MILN4、微带线MILN5、微带线MILN6、微带线MILN7、微带线MILN8后与Port2端口相连；晶体管Q1的漏极连接微带线MILN2的另一端，源极连接微带线MILN3的一端，栅极连接电阻R1
‑
1的一端；晶体管Q2的漏极连接微带线MILN3的另一端，源极连接微带线MILN4的一端，栅极连接电阻R1‑2的一端；晶体管Q3的漏极连接在微带线MILN4与微带线MILN5之间，源极接地，栅极连接电阻R1‑3的一端；晶体管Q4的漏极连接在微带线MILN5与微带线MILN6之间，源极接地，栅极连接电阻R1‑3的一端；晶体管Q5的漏极连接在微带线MILN6与微带线MILN7之间，源极接地，栅极连接电阻R1‑5的一端；晶体管Q6的漏极连接在微带线MILN7与微带线MILN8之间，源极连接晶体管Q7的漏极和电容C1的一端，栅极连接电阻R1‑6的一端；晶体管Q7的源极与电容C1的另一端相连后接地；栅极经电阻R2接直流控制电源V
gc
；电阻R1‑1、R1‑2的另一端相连后接直流电源V
g1
，电阻R1‑3、R1‑4、R1‑5和R1‑6的另一端相连后接直流电源V
g2
；电阻R3的一端连接微带线MILN3的另一端和晶体管Q2的漏极，另一端连接微带线MILN4的一端和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种隔离度可调的超宽带大功率单刀双掷开关电路，包括Port1端口、微带线MILN1、第一支路、第二支路、Port2端口以及Port3端口，其特征在于：所述微带线MILN1的一端连接Port1端口，另一端分别经第一支路连接Port2端口、经第二支路连接Port3端口；所述第一支路包括：微带线：MILN2、MILN3、MILN4、MILN5、MILN6、MILN7和MILN8；晶体管：Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6和Q7；上拉电阻：R1‑1、R1‑2、R1‑3、R1‑4、R1‑5、R1‑6和上拉电阻R2；电阻R3；电容C1；其中，微带线MILN2的一端连接微带线MILN1，另一端经依次串联微带线MILN3、微带线MILN4、微带线MILN5、微带线MILN6、微带线MILN7、微带线MILN8后与Port2端口相连；晶体管Q1的漏极连接微带线MILN2的另一端，源极连接微带线MILN3的一端，栅极连接电阻R1
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1的一端；晶体管Q2的漏极连接微带线MILN3的另一端，源极连接微带线MILN4的一端，栅极连接电阻R1‑2的一端；晶体管Q3的漏极连接在微带线MILN4与微带线MILN5之间，源极接地，栅极连接电阻R1‑3的一端；晶体管Q4的漏极连接在微带线MILN5与微带线MILN6之间，源极接地，栅极连接电阻R1‑3的一端；晶体管Q5的漏极连接在微带线M...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐跃杭，朱世泉，延波，徐锐敏，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：