[發(fā)明專利]一種實(shí)現(xiàn)高隔離及無駐波變化的射頻開關(guān)裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910492800.2
• 申請(qǐng)日: 2019-06-06
• 公開（公告）號(hào): CN110336569B
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高超;王崔州
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 成都同相科技有限公司;成都西蒙電子技術(shù)有限公司
• 主分類號(hào): H04B1/04
• 分類號(hào): H04B1/04;H04B10/54;H04B10/548
• 代理公司: 成都頂峰專利事務(wù)所(普通合伙) 51224
• 代理人: 陳夏

本發(fā)明涉及射頻器件領(lǐng)域，公開了一種實(shí)現(xiàn)高隔離及無駐波變化的射頻開關(guān)裝置。即一方面通過在射頻輸入支路和射頻輸出支路中分別布置射頻調(diào)制模塊和射頻解調(diào)模塊，可以對(duì)射頻信號(hào)進(jìn)行光電調(diào)制及解調(diào)，將射頻信號(hào)的傳輸轉(zhuǎn)換為光信號(hào)的傳輸，另一方面通過在射頻輸入支路與射頻輸出支路之間布置光開關(guān)，可以對(duì)中間已調(diào)光信號(hào)進(jìn)行通斷控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)傳輸射頻信號(hào)進(jìn)行間接地通斷控制或路徑切換目的。由于可對(duì)已調(diào)光信號(hào)實(shí)現(xiàn)完全的光隔斷，使開關(guān)可具有極高的隔離度，同時(shí)由于輸入射頻信號(hào)在開關(guān)切換過程中始終屬于同一工作狀態(tài)，負(fù)載沒有任何變化，可使輸入端口的回波信號(hào)一直保持穩(wěn)定，確保輸入射頻信號(hào)的相位不會(huì)受開關(guān)通斷的影響。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于射頻器件領(lǐng)域，具體涉及一種實(shí)現(xiàn)高隔離及無駐波變化的射頻開關(guān)裝置。

背景技術(shù)

射頻開關(guān)又稱微波開關(guān)，用于起到控制微波信號(hào)通道轉(zhuǎn)換作用，其實(shí)質(zhì)是一個(gè)路由高頻信號(hào)通斷的微波傳輸設(shè)備，因此被廣泛用于微波測試系統(tǒng)中，以及用于儀器和待測設(shè)備之間的信號(hào)路由，以及用于載波電話切換、有線電視信號(hào)切換或有線電視信號(hào)開關(guān)等領(lǐng)域。現(xiàn)有的射頻開關(guān)主要分為機(jī)械繼電器開關(guān)以及固態(tài)開關(guān)兩大類，前者基于電磁感應(yīng)理論，主要依靠機(jī)械接觸作為開關(guān)機(jī)構(gòu)，后者基于半導(dǎo)體技術(shù)的電子開關(guān)器件(例如場效應(yīng)管或二極管)，除了沒有移動(dòng)部件之外，其功能類似于機(jī)械繼電器開關(guān)，因此這兩類開關(guān)的本質(zhì)都是對(duì)射頻傳輸路徑進(jìn)行路徑隔離，以實(shí)現(xiàn)對(duì)射頻信號(hào)的通斷和換路。

由于射頻信號(hào)可以空間輻射傳播，傳統(tǒng)射頻開關(guān)的隔離度(作為射頻開關(guān)的重要指標(biāo)之一，其表示在有用端口檢測到的無用信號(hào)的衰減程度，隔離在高頻率下變得更加重要，因?yàn)楦吒綦x度減少了其他通道信號(hào)的影響，保持了測量信號(hào)的完整性，降低了系統(tǒng)測量的不確定性。例如，開關(guān)矩陣可能需要將一路信號(hào)分配到頻譜分析儀以進(jìn)行-70dBm的測量，并同時(shí)分配另一個(gè)+20dBm的信號(hào)，在這種情況下，高隔離度的開關(guān)將保持低功率信號(hào)的測量完整性)無法有效提高。而且更為重要的是，由于開關(guān)通斷導(dǎo)致負(fù)載阻抗的變化會(huì)使射頻信號(hào)的駐波比(即影響回波損失，在微波頻率下，網(wǎng)元的材料屬性和尺寸在決定分布式效應(yīng)引起的阻抗匹配或不匹配方面起著重要的作用，具有出色的回波損失性能的射頻開關(guān)確保了應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)的最佳功率傳輸)發(fā)生變化，從而對(duì)原路徑的射頻信號(hào)造成相位擾動(dòng)，這一影響在常規(guī)應(yīng)用中影響不大，但是在對(duì)高精度相位操控應(yīng)用中則會(huì)有十分明顯的不利影響，例如原子鐘和量子計(jì)算機(jī)等，因此為了克服前述問題，有必要提供一種具有高隔離度且在開關(guān)通斷時(shí)無駐波變化干擾的新型開關(guān)結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有射頻開關(guān)隔離度難以提高以及在開關(guān)通斷時(shí)會(huì)使射頻信號(hào)的駐波比發(fā)生變化等問題，本發(fā)明目的在于提供一種實(shí)現(xiàn)高隔離及無駐波變化的射頻開關(guān)裝置，可以滿足原子鐘、雷達(dá)以及量子計(jì)算機(jī)等對(duì)信號(hào)隔離度和相位有精確控制需求的應(yīng)用場景。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：

一種實(shí)現(xiàn)高隔離及無駐波變化的射頻開關(guān)裝置，包括光源模塊、射頻輸入支路、射頻輸出支路和光開關(guān)，其中，所述射頻輸入支路包括串聯(lián)的射頻輸入端口和射頻調(diào)制模塊，所述射頻調(diào)制模塊還連接所述光源模塊，所述射頻輸出支路包括串聯(lián)的射頻解調(diào)模塊和射頻輸出端口，所述光開關(guān)串聯(lián)在所述射頻調(diào)制模塊與所述射頻解調(diào)模塊之間；

所述射頻調(diào)制模塊用于將來自所述射頻輸入端口的射頻信號(hào)調(diào)制到來自所述光源模塊的光載波信號(hào)上，并將得到的已調(diào)光信號(hào)導(dǎo)入所述光開關(guān)；

所述光開關(guān)用于根據(jù)輸入的開關(guān)控制信號(hào)導(dǎo)通/斷開處于所述射頻輸入支路與所述射頻輸出支路之間的已調(diào)光信號(hào)傳播路徑；

所述射頻解調(diào)模塊用于對(duì)來自所述光開關(guān)的已調(diào)光信號(hào)進(jìn)行解調(diào)，將加載于光載波信號(hào)上的射頻信號(hào)解調(diào)出來，并傳送至所述射頻輸出端口輸出。

優(yōu)化的，還包括連接所述光開關(guān)的控制模塊，其中，所述控制模塊用于生成所述開關(guān)控制信號(hào)。