一种超宽带微波单刀双掷开关电路、实现方法及电子设备技术

本发明专利技术提供了一种超宽带微波单刀双掷开关电路、实现方法及电子设备，电路包括：高频通道、低频通道和切换单元，高频通道包括公共端、高频端、第一电容、第一二极管和第二电容，低频通道包括公共端、低频端和定向耦合器，切换单元包括电感、第二二极管、以及所述第一二极管和定向耦合器。本发明专利技术能够实现不同频率的微波射频信号分离，对工作信号频率低于百MHz以下的输入信号，可以承受更高的功率压缩点，不会造成测量仪器测试时发生测试失真行为，避免了错误的测试结果。错误的测试结果。错误的测试结果。

【技术实现步骤摘要】
一种超宽带微波单刀双掷开关电路、实现方法及电子设备


[0001]本专利技术涉及射频开关
，具体涉及一种超宽带微波单刀双掷开关电路、实现方法及电子设备。

技术介绍

[0002]微波测量仪器因其特殊的应用特性，需要从kHz至GHz频带工作，一般需要使用超宽带微波开关对不同频段的信号进行处理。因此超宽带微波开关是微波测量仪器中重要的组成部分。目前微波开关大多采用两种实现方式，一种是由PIN二极管和相应的电路构成，其中对PIN二极管施加不同的正负电压，使得PIN二极管关闭或者开通，实现微波开关功能；另一种是由场效应管和相应的电路构成，对场效应施加不同的电压，可使得场效应管关闭或者开通，以此实现微波开关功能。
[0003]其中， PIN二极管不易于实现超宽带微波开关，对场效应管进行不同组合，可以实现多种超宽带微波开关产品。但是场效应管因自身工艺限制，在工作频率低于百MHz时，场效应管的功率压缩点将极大降低，其对应的超宽带微波开关产品也会在低于百MHz以下的频率表现出功率压缩点相应降低的现象。当此类微波开关应用在微波测量仪器时，若测量仪器需求功率大于微波开关所能承受的功率压缩点，则测量仪器将会得到失真的信息，造成错误的测量结果。因此这类开关不适应用于较大功率场景的微波测量仪器。

技术实现思路

[0004]为解决现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种超宽带微波单刀双掷开关电路、实现方法及电子设备，能够实现不同频率的微波射频信号分离。
[0005]为了实现上述目标，本专利技术采用如下的技术方案：一种超宽带微波单刀双掷开关电路，其特征在于，包括：高频通道，其包括公共端、高频端、第一电容、第一二极管和第二电容，所述第一二极管的负极经第二电容连接公共端、正极连接第一电容连接高频端；低频通道，其包括公共端、低频端和定向耦合器，所述定向耦合器包括输入端口、输出端口、耦合端口和隔离端口，耦合端口连接所述公共端，隔离端口连接低频端；切换单元，其包括电感、第二二极管、以及所述第一二极管和定向耦合器，所述电感的两端分别接电源和第一二极管的正极，第二二极管的正极连接定向耦合器的输出端口、负极接地，定向耦合器的输入端口连接第一二极管的负极。
[0006]作为优选，所述定向耦合器的工作频率与高频通道的工作频率相同。
[0007]作为优选，所述公共端的输入信号为高频信号、低频信号或直流信号，高频信号的频率范围为15GHz~30GHz，低频信号的频率范围为：小于15GHz。
[0008]一种超宽带微波单刀双掷开关电路的实现方法，其特征在于，以如下方式实现：电源为正电压时，第一二极管和第二二极管导通，第一电容和第二电容导通，定向耦合器与地相连接，高频信号从公共端传输到高频端；
电源为负电压时，第一二极管和第二二极管截止，第一电容和第二电容断开，定向耦合器与地断开，低频信号或直流信号从公共端传输到低频端。
[0009]一种电子设备，其特征在于：设有所述的超宽带微波单刀双掷开关电路。
[0010]本专利技术的有益之处在于：本专利技术相对场效应管构成的超宽带微波单刀双掷开关而言，在工作信号频率低于百MHz以下时，可以承受更高的功率压缩点，不会造成测量仪器测试时发生测试失真行为，避免了错误的测试结果。
附图说明
[0011]图1 本专利技术超宽带微波单刀双掷开关电路的原理图；图2是VC为正电压时，开关的简易等效电路；图3 是VC为负电压时，开关的简易等效电路；图4是公共端
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高频端的传输损耗曲线；图5为公共端
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低频端的传输损耗曲线。
具体实施方式
[0012]以下结合附图和具体实施例对本专利技术作具体的介绍。
[0013]本专利技术提供了一种超宽带微波单刀双掷开关电路，其采用电容、电感、PIN二极管及定向耦合器，通过特定设计，实现超宽带微波单刀双掷开关。如图1所示，公共端至高频端为高频通道，公共端至低频端为低频通道。其中，第一电容C1、第二电容C2及第一二极管D1构成高频通道；定向耦合器1构成低频通道；定向耦合器1、第一二极管D1及第二二极管D2构成高频通道和低频通道切换单元；电源VC通过电感L和定向耦合器1给第一二极管D1、第二二极管D2供电，定向耦合器1使电源VC与低频通道无电气接触，保证低频通道工作频率可以低至直流。
[0014]电感L1允许电源VC给第一二极管D1和第二二极管D2加电，并抑制微波信号传输到电源VC端；第一电容C1和第二电容C2为隔直电容，允许微波信号通过；定向耦合器1工作频率与高频通道工作频率相同。本专利技术中的定向耦合器1为微带线定向耦合器，长度为高频端中心工作频率的四分之一波长，阻抗无要求，包括4个端口，即输入端口P1、输出端口P2、耦合端口P3、隔离端口P4，耦合端口P3连接公共端，隔离端口P4连接低频端，第二二极管D2的正极连接定向耦合器1的输出端口P2、负极接地，定向耦合器1的输入端口P1连接第一二极管D1的负极。在低频通道上只有定向耦合器1，保证了低频通道可承受较大的功率，提升低频通道功率压缩点。因此，对于超宽带微波单刀双掷开关，在整个工作频带上实现了较大功率压缩点性能。
[0015]本专利技术的超宽带微波单刀双掷开关能够实现超宽带微波开关功能，其高频微波范围为：15GHz~30GHz，低频微波范围为：DC~15GHz。
[0016]本专利技术的超宽带微波单刀双掷开关的工作方式如下：当电源VC为正电压时，第一二极管D1和第二二极管D2导通，第一电容C1和第二电容C2处于连通状态，定向耦合器1与地相连接，微波信号从公共端传输到高频端；当电源VC为负电压时，第一二极管D1和第二二极管D2截止，第一电容C1和第二电
容C2处于断开状态，定向耦合器1与地断开，微波信号从公共端传输到低频端；并且公共端到低频端有且仅有定向耦合器，可以传输较大功率的微波信号。即当VC为负电压时，第一二极管D1和第二二极管D2截止，第一二极管D1和第二二极管D2呈现极大的阻抗，阻止微波信号传输，对于微波信号而言，定向耦合器1与地相当于处于断开状态。
[0017]图2是VC为正电压时，开关的简易等效电路，图3 是VC为负电压时，开关的简易等效电路，图2和图3中的电感和电容分别为等效电感和等效电容。
[0018]从图4、图5可以看到，本专利技术通过控制电压VC，可以很好地实现超宽带微波单刀双掷开关性能：电压VC为正电压时，微波（射频）信号在公共端
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高频端之间良好的传输；电压VC为负电压时，微波（射频）信号在公共端
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低频端之间良好的传输；以此实现不同频率的微波射频信号分离；因为定向耦合器1将电压VC与低频端隔离，实现了低频端百MHz以下信号频率传输较大功率的性能。
[0019]以上显示和描述了本专利技术的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本专利技术，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本专利技术的保护范围。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超宽带微波单刀双掷开关电路，其特征在于，包括：高频通道，其包括公共端、高频端、第一电容(C1)、第一二极管(D1)和第二电容(C2)，所述第一二极管(D1)的负极经第二电容(C2)连接公共端、正极连接第一电容(C1)连接高频端；低频通道，其包括公共端、低频端和定向耦合器(1)，所述定向耦合器(1)包括输入端口(P1)、输出端口(P2)、耦合端口(P3)和隔离端口(P4)，耦合端口(P3)连接所述公共端，隔离端口(P4)连接低频端；切换单元，其包括电感(L)、第二二极管(D2)、以及所述第一二极管(D1)和定向耦合器(1)，所述电感(L)的两端分别接电源(VC)和第一二极管(D1)的正极，第二二极管(D2)的正极连接定向耦合器(1)的输出端口(P2)、负极接地，定向耦合器(1)的输入端口(P1)连接第一二极管(D1)的负极。2.一种超宽带微波单刀双掷开关...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈春雷，
申请(专利权)人：南京鼎仪电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：