一种RF开关及包括RF开关的装置制造方法及图纸

技术编号:4470105 阅读:270 留言:0更新日期:2012-04-11 18:40
本发明专利技术涉及一种RF(Radio Frequency)开关及包括上述RF开关的装置。本发明专利技术RF开关,切换RF信号的输入/输出,包括:传输线,一端连接于输入端子或输出端子,另一端连接于信号线(signal line),以传送上述RF信号;及二极管,在上述输入端子和上述传输线之间或上述输出端子和上述传输线之间,控制上述RF信号的传送与否;上述传输线,采用CRLH(Composite Right/Left-Handed)传输线。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种RF(Radio Frequency)开关及包括上述RF开关的装置,尤其 是一种在具备高线性和绝缘度,短切换时间的同时,达到小型化目的,具备双频带特性的RF开关及包括上述RF开关的装置。
技术介绍
RF开关是为RF信号的电气开关,是接通时可将加载到输入端子的RF信号 正常传送至输出端子,切断时阻碍上述RF信号传送至输出端子的开关,上述 RF开关的接通及断开随控制RF开关的直流(DC)控制电压极性变化。上述RF开关有各种类型,最基本的类型有具有一个RF信号输入和一个R F信号输出的SPST(Single Pole Single Throw)开关,还有具有一个RF信号输 入和多个RF信号输出的SPMT(Single Pole Multiple Throw)开关。RF开关的上述电器切换,通过二极管,较佳地通过被称为PIN二极管的RF 开关二极管实现,PIN二极管是在RF开关电路中起到关键作用的元件。如本领 域技术人员所知,PIN 二极管为具有两个端子的半导体元件,与其他二极管一样, 只从正极端子的阳极向负极端子的阴极单方向导通电流,当正电压加载于阳极 时,二^ l管正向偏置,导通电流。当二极管偏置,以导通电流,即正向偏置时,二极管提供很小或几乎为零的 电阻,导通电流。这样的状态称之为接通状态。当相反偏置时,即反向偏置时,二极管提供无限大的电阻形成开路(opencircuit),不能正常导通电流。这样的状 态称之为断开状态。当二极管根据电压的变化,从一个状态转换到另一个状态时,需要一定的时 间,二极管的上述特性称之为"过度时间(transitiontime)",为改变二极管的状态, 需在二极管最少过度时间内,加载可将其偏置至另一状态的新电压。加载至反向偏置的直流控制电压的RF电压等交流(AC)信号,不改变PIN 二极管的状态,这是因为其信号频率足够大,信号的电压摆幅或峰值持续时间( the duration of the voltage swings or peaks in the signal), 不能满足从二才及管 的接通状态转换为断开状态所需的最少时间。但是,可通过改变直流控制电压 的极性,使二极管正向偏置,改变二极管的状态,从而使包括交流的电流导通。另外,当正向偏置时,与反向偏置时相同,若加载至正向偏置的直流控制电 压的交流信号,只要具备足够大的频率,就不改变二极管状态。另外,若交流 电压过高,则因加载的信号超过二极管击穿电压(breakdown voltage),破坏二极 管,因此,PIN二极管需选择低于二极管击穿电压的交流信号。另外,在构成RF开关时,分流RF开关(shunt RF switch)有利于利用PIN 二 极管的电器特性。将PIN 二极管呈分支设置于RF传输线(transmission line),并 利用控制电压反向偏置,则二极管可作为开路使用,RF信号可沿着传输线传送 (propagation)至输出端子。但是,若二极管正向偏置导通电流之后,将对RF信号提供具有很小阻抗的 路径(path), RF信号将形成从传输线经过二极管向地线的支路,从而绕过传输线 形成到输出端子的旁路(bypass)。因此,RF信号不能经过传输线。如图1至图3 所示为现有技术RF开关的一例,表示在两个端子101、 102之间,以各种方式 设置PIN二极管103、 104、 105、 106的RF开关。另外,在通过一个天线完成 RF 信号发收的 TDM(Time Division Multiplexing;时分复用)方式发收系统中,需要可切换发送端和接收端的SPDT (Single Pole Double Throw)结构RF开关,而设置于上述系统终点^Ji点的 RF开关,需满足如下特点l)对大功率的高线性;2)低插入损耗;3)高绝 缘度;及4)短切换时间。 ,但是,现有技术 RF 开关为利用 H-MIC(Hybrid-Microwave Integrated Circuit)技术的PIN二极管开关,虽可达到小型化的目的,但制造工艺复杂,不 能用于继电器等大功率设备,也不能设计成特定双频带。图4为另一现有4支术利用PIN 二才及管的SPDT结构RF开关一例。RF开关 200为旨在解决上述问题的表面安装型STDT结构PIN二极管开关,在两个端子 201 、 202之间,设置PIN 二极管203、 204和具有-09度电长度的传输线205。 此时,如前所述,若加载正向偏置,PIN二极管203具有4妄近短路的4氐阻抗,且 因为传输线205的电长度为-90度,端子201对端子202的阻抗接近无限大,因 此,通过端子201输入的信号,通过PIN二极管203流入地线206,几乎不流经 传输线205。即,PIN二极管203成为断开状态。这样,利用PIN二极管和相当于波导波长1/4线路的RH传输线205,将功 率损耗降到最低。这样,RF开关在大功率条件下,也就有高线性、高绝缘度及短切换时间。 但因为利用具有-90度电长度的传输线,因此在设计低频带时,体积变大,使用 特定双频带时存在一些问题。
技术实现思路
本专利技术克服现有技术之不足,提供关于一种RF(Radio Frequency)开关及包括 上述RF开关的装置新技术。本专利技术的目的在于,提供一种RF开关,通过PIN二极管,在大功率条件下 具备高线性和绝缘度,短切换时间的同时,采用CRLH(Composite Right/Left-Handed)传输线作为传输线,达到小型化目的,具备双频带特性。本专利技术的另一目的在于,提供一种RF开关,不仅在SPDT结构下,还在SPST 结构下具有高绝缘度,并可在单频带上,达到小型化目的。为达到上述目的,解决上述现有技术之问题,本专利技术一实施例的切换 RF(RadioFrequency)信号输入/输出的RF开关,包括传输线, 一端连接于输入 端子或输出端子,另一端连接于信号线(signalline),以传送上述RF信号;及二控制上述RF信号的传送与否;上述传输线,采用CRLH(Composite Right/Left-Handed)传输线。根据本专利技术的一个方面,上述CRLH传输线可至少包括一个单元,可等价为 包括两个串联感应器和并联电容器的RH传输线及包括两个串联电容器和并联 感应器的LH传输线的结合。根据本专利技术的另一方面,上述RH传输线,可在高频带对输入信号产生正相 位延迟,而上述LH传输线,可在低频带对上述输入信号产生负相位延迟。根据本专利技术的又一方面,上述二极管的一端,可连接于上述输入端子或输出 端子,另一端可连接于地线。这是为上述输入端子或上述输出端子的并联,除 上述并联之外,还可以混用串联。此时,串联于上述输入端子或上述输出端子的二极管,可使其一端连接于上述输入端子或上述输出端子,另一端连接于上 述传输线。本专利技术可提供一种RF(RadioFrequency)开关,通过PIN二极管,在大功率条 件下具备高线性和绝缘度,短切换时间的同时,采用CRLH(Composite Right/Left-Handed)传输线作为传输线,达到小型化目的,具备双频带特性。本专利技术可提供一种RF开关,不仅在SPDT结构下,还在SPST结构本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种RF开关,切换RF(Radio Frequency)信号的输入/输出,包括: 传输线,一端连接于输入端子或输出端子,另一端连接于信号线(signalline),以传送上述RF信号;及二极管,在上述输入端子和上述传输线之间或上述输出端子 和上述传输线之间,控制上述RF信号的传送与否;上述传输线,采用CRLH(Composite Right/Left-Handed)传输线。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员:柳秉勳成元模申东律朴昶炫崔奉锡
申请(专利权)人:株式会社EMW天线
类型:发明
国别省市:KR[韩国]

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