[實用新型]一種高功率射頻開關(guān)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201820888986.4
• 申請日: 2018-06-08
• 公開（公告）號: CN208445536U
• 公開（公告）日: 2019-01-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳亮
• 申請（專利權(quán)）人: 南京國博電子有限公司
• 主分類號: H03K17/081
• 分類號: H03K17/081;H03K17/00;H03K17/10
• 代理公司: 南京君陶專利商標代理有限公司 32215
• 代理人: 沈根水

本實用新型涉及一種高功率射頻開關(guān)，包括串聯(lián)單元，變壓器單元和并聯(lián)單元，串聯(lián)單元的輸入端連接射頻輸入信號端口，控制端連接VC控制信號端口，輸出端連接射頻輸出信號端口；變壓器單元的初級線圈正極連接射頻輸出信號端口，負極接地，次級線圈正極連接并聯(lián)單元，負極接地；并聯(lián)單元的控制端口連接VCF控制信號端口，另一端口接地；所述VC控制信號和VCF控制信號是一對反相信號。優(yōu)點：1）設(shè)有變壓器單元，當(dāng)初級線圈和次級線圈匝數(shù)比為N：1時，施加在并聯(lián)單元上的電壓僅為射頻輸出端口電壓的1/N，有效減小了并聯(lián)單元的非線性，顯著提高開關(guān)的輸出功率能力。2）可拓展成任意的單刀多擲或多刀多擲開關(guān)。3）應(yīng)用靈活，成本較低，具有廣闊應(yīng)用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型是一種高功率射頻開關(guān)，屬于集成電路技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

無線通信是現(xiàn)代生活不可缺少的組成部分。目前，在無線通信領(lǐng)域應(yīng)用比較普遍的藍牙和無線局域網(wǎng)(WLAN)等都屬于時分雙工(TDD)通信系統(tǒng)。在這些系統(tǒng)中, 射頻收發(fā)開關(guān)(RF T/R switch)作為無線通信系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，其性能優(yōu)劣決定著很多電子產(chǎn)品的性能。

傳統(tǒng)的開關(guān)電路結(jié)構(gòu)如附圖1所示，其結(jié)構(gòu)由串聯(lián)單元和并聯(lián)單元組成。分別由控制信號VC和VCF控制，VC和VCF為一對反相控制信號，當(dāng)VC為高時，串聯(lián)單元導(dǎo)通，并聯(lián)單元截止，射頻信號從射頻輸入端口流至射頻輸出端口。當(dāng)VC為低時，串聯(lián)單元截止，并聯(lián)單元導(dǎo)通，并聯(lián)單元將串聯(lián)單元的泄漏信號導(dǎo)通至地，提高輸入端口和輸出端口之間的隔離度。

傳統(tǒng)的開關(guān)電路結(jié)構(gòu)具有以下缺點：開關(guān)承受功率能力低，由于并聯(lián)單元與射頻輸出端口直接相連，當(dāng)串聯(lián)單元導(dǎo)通時，射頻輸出信號直接作用于并聯(lián)單元，當(dāng)輸出功率增加時，輸出電壓擺幅很快達到并聯(lián)單元的擊穿電壓幅度，限制開關(guān)的輸出功率能力。

實用新型內(nèi)容

本實用新型提出的是一種高功率射頻開關(guān)，其目的在于針對傳統(tǒng)的開關(guān)電路結(jié)構(gòu)存在的承受功率能力、輸出功率能力低等缺陷，提供一種在保證開關(guān)插損與隔離性能的基礎(chǔ)上，顯著提升輸出能力的高功率射頻開關(guān)。

本實用新型的技術(shù)解決方案：一種高功率射頻開關(guān)，包括串聯(lián)單元，變壓器單元和并聯(lián)單元，其中串聯(lián)單元的輸入端連接RFin射頻輸入信號端口，串聯(lián)單元的控制端連接VC控制信號端口，串聯(lián)單元的輸出端連接RFout射頻輸出信號端口；變壓器單元的初級線圈正極i+連接RFout射頻輸出信號端口，變壓器單元的初級線圈負極i-連接至地，變壓器單元的次級線圈正極o+連接并聯(lián)單元a端口，變壓器單元的次級線圈負極o-連接至地；并聯(lián)單元的控制端口連接VCF控制信號端口，并聯(lián)單元b端口連接至地；所述VC控制信號和VCF控制信號是一對反相信號。

本實用新型的有益效果：

1）在開關(guān)并聯(lián)單元與射頻輸出端口之間插入變壓器單元，當(dāng)變壓器初級線圈和次級線圈匝數(shù)比為N：1時，施加在并聯(lián)單元上的電壓僅為射頻輸出端口電壓的1/N，有效減小了并聯(lián)單元的非線性，顯著提高開關(guān)的輸出功率能力。

2）可在高功率射頻開關(guān)的基礎(chǔ)上拓展成任意的單刀多擲開關(guān)和多刀多擲開關(guān)。

3）可采用RF CMOS、GaAs、BiCMOS、SOI等多種工藝進行單片集成實現(xiàn)，亦可采用分立器件搭建，應(yīng)用靈活，成本較低，具有廣闊的應(yīng)用前景和價值。

附圖說明

附圖1是傳統(tǒng)的開關(guān)電路原理圖。

附圖2是高功率射頻開關(guān)電路方框圖。

附圖3是高功率射頻開關(guān)電路原理圖。

附圖4是傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)和本實用新型結(jié)構(gòu)工作情況對比（a）傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)工作情況（b）本實用新型結(jié)構(gòu)工作情況。

附圖5 是傳統(tǒng)開關(guān)和采用本實用新型的高功率射頻開關(guān)輸出功率能力對比。