[發明專利]一種大功率電子收發開關電路及開關模塊

在審

• 申請號: 202110321672.2
• 申請日: 2021-03-25
• 公開（公告）號: CN113114182A
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 柳占偉;魏利郝;王志剛;陳小兵
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第五十四研究所
• 主分類號: H03K17/04
• 分類號: H03K17/04
• 代理公司: 河北東尚律師事務所 13124
• 代理人: 王文慶

本發明公開了一種大功率電子收發開關電路及開關模塊，屬于收發開關技術領域。其包括射頻電路和控制電路，射頻電路采用非對稱的開關電路結構，發射通路使用結電容較大的大功率高反壓PIN二極管，可以降低發射通路插入損耗；接收通路使用結電容較小的大功率高反壓PIN二極管，可以降低大功率器件寄生參數對高頻性能的影響，從而拓展工作帶寬；控制電路基于電路反相驅動器、高壓場效應晶體管實現，可通過TTL電平信號進行控制，提供帶有邏輯、快速切換的高壓信號，從而控制大功率PIN二極管工作。

技術領域

本發明涉及收發開關技術領域，特別是指一種大功率電子收發開關電路及開關模塊，可用作VHF/UHF波段寬帶大功率電子收發開關。

技術背景

目前，跳頻通信逐漸興起，并且跳頻速度非常快，可達1000跳/秒。要想跟蹤和處理跳頻通信目標，所選用的收發開關的切換速度必須要快，并且要具有足夠的工作帶寬和功率容量才能滿足需求。

常用的大功率收發開關有兩類，分別為電磁繼電器開關和電子開關。電磁繼電器開關的優點是工作帶寬寬、插入損耗小、功率容量大。但是，開關切換速度較慢，在幾十毫秒量級，存在機械壽命問題，一般在百萬次。電子開關的優點是開關切換速度快，在幾十微秒量級，工作壽命長，接近于無限次。但是，電子開關的插入損耗與電磁繼電器開關相比要略大一些，因為受到供電偏置電路和電子開關管本身大功率器件寄生參數的影響，大功率電子開關的帶寬和高頻功率受限。

可見，開關切換速度直接決定了電磁繼電器開關不能滿足應對調頻目標的要求。電子開關雖然在切換時間上能夠滿足應對調頻目標的需求，但是在工作帶寬、功率容量方面還存在一些不足。

目前，大功率電子開關在VHF/UHF頻段工作帶寬只有兩三百兆赫茲，連續波功率容量一般在幾百瓦，開關控制電路在大功率工作時的電磁兼容性也是一個難點。為了滿足寬帶大功率電子對抗系統的需求，研制更寬帶寬、更大功率的電子收發開關成為目前工程應用中急需解決的關鍵技術。

發明內容

有鑒于此，本發明提出一種大功率電子收發開關電路及開關模塊，其能夠實現收發信號的快速切換，具有工作頻帶寬、承受功率大、切換速度快、收發隔離度高的特點。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案為：

一種大功率電子收發開關電路，包括射頻電路和控制電路，所述射頻電路包括發射輸入端、接收輸出端以及兼做發射輸出端和接收輸入端的公共端，發射輸入端和公共端之間為發射通路，接收輸出端和公共端之間為接收通路；所述公共端通過一電感接地，所述發射通路上從發射輸入端到公共端順次串聯有第一隔直電容、第二隔直電容以及由多個正向設置的二極管串聯組成的第一串聯二極管組，所述接收通路上從公共端到接收輸出端順次串聯有由多個反向設置的二極管串聯組成的第二串聯二極管組、第三隔直電容、第四隔直電容以及限幅電路；第一隔直電容和第二隔直電容之間以及第三隔直電容和第四隔直電容之間分別連接有一個第一二極管接地支路；發射通路中連接第一二極管接地支路的節點處，以及接收通路中第二串聯二極管組的正極端分別連接有一第一供電配置電路，發射通路中第一串聯二極管組的正極端，以及接收通路中連接第一二極管接地支路的節點處分別連接有一第二供電配置電路；第一串聯二極管組的二極管數目與第二串聯二極管組的二極管數目不相等；

所述控制電路包括12V電源輸入端、-400V電源輸入端、第一電源輸出端、第二電源輸出端以及TTL電平控制端，每一電源輸入端與每一電源輸出端之間均設有一開關三極管，所述第一電源輸出端與第一供電配置電路連接，所述第二電源輸出端與第二供電配置電路連接；所述TTL電平控制端用于控制每一開關三極管的開關狀態。

進一步的，所述第一串聯二極管組的二極管數目為三個，所述第二串聯二極管組的二極管數目為兩個。

進一步的，所述第一二極管接地支路由兩個并聯的二極管組成，且這兩個二極管均負極接地。