[发明专利]一种提升射频开关功率能力的方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种电子开关，特别涉及一种射频开关。

背景技术

射频系统传输低占空比（占空比1%以下）高速短脉冲（上升下降时间100ns以下，脉宽小于100us）信号，存在需要导通或关断信号的情况，普通情况下最简单方法是在初级放大前采用高速射频开关对未经过信号放大的小信号进行处理。但是有的射频系统在关断时要求输出噪声极低，由于后级放大器未关断会产生噪声，因此在这种情况下小信号处开关射频信号不能满足输出噪声要求。目前最常用的方法是快速开关射频功放的栅压或电源以满足射频开关速度的要求，但是存在启动和关断时瞬态杂散输出较大这一问题，对有的应用类型是无法满足要求的，用高速射频开关则没有这个问题。但是高速射频开关功率能力一般较小，如果射频系统中射频开关所承受的电压超出其可以承受电压的最大范围，则容易造成射频开关的损坏。

为了减小对高速射频开关功率能力的要求，在满足噪声要求的情况下，也可以把高速射频开关设置在末级放大前。通常会在未经过放大的小信号处与经过放大的适当的大信号处同时都设置射频开关。一是增强关断状态下的隔离度，二是保护大信号处射频开关的安全性。由于需要对大信号进行处理，因此在现阶段的应用中对射频开关的功率能力有更高的要求。

综上所述，射频开关的功率能力急需提升。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种可提升其开关功率主要因电压而受限类的射频开关在低占空比高速短脉冲场合的功率能力，同时增强隔离度的方法；本发明的另一目的在于提供一种通用性好、可提升射频开关功率能力、增强隔离度的装置。

为了达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：一种提升射频开关功率能力的方法，其特征在于：在射频开关的输入端加入用于将电路阻抗降低的第一阻抗变换电路，同时在射频开关的输出端加入用于将电路阻抗恢复的第二阻抗变换电路。该方法在用于其开关功率主要因电压而受限类的射频开关效果尤其明显。

一种提升射频开关功率能力的装置，其特征在于：包括用于将电路阻抗降低、在信号通过射频开关后再将电路阻抗恢复的阻抗变换电路；所述阻抗变换电路包括第一阻抗变换电路和第二阻抗变换电路；所述第一阻抗变换电路的输出端与射频开关的输入端连接，用于将电路阻抗降低；所述第二阻抗变换电路的输入端与射频开关的输出端连接，用于将电路阻抗恢复。本装置可提升射频开关应用于低占空比高速短脉冲信号场合中的功率能力和增强隔离度，当射频开关工作于导通状态时，本装置不会造成信号幅值和波形的变化，通用性强，在射频系统的应用中可直接代替传统的射频开关而不需要更改射频系统中的任何参数。

所述第一阻抗变换电路的变换比与第二阻抗变换电路的变换比为倒数关系。在实际生产时，还可根据射频开关与电路排版的电阻与电抗成分加以适当补偿调整。

所述第一阻抗变换电路和第二阻抗变换电路采用如下方式之一：①均采用变压器；②均采用电感电容组成的LC模块；③其中一个采用变压器，另一个采用电感电容组成的LC模块，即在射频开关两边，可以一边用变压器，一边用电感电容组成的LC模块匹配实现。

其中一种具体方案是：所述的第一阻抗变换电路和第二阻抗变换电路采用变压器，是指第一阻抗变换电路的变压器的初级外接信号输入，次级的第一输出与射频开关的输入端连接，初级第二输入和次级的第二输出与地连接；第二阻抗变换电路的变压器的初级的第一输入与射频开关的输出端连接，初级第二输入和次级的第二输出与地连接，次级的第一输出作为信号输出。

所述第一阻抗变换电路和第二阻抗变换电路也可以采用传输线变压器。

另一种具体方案是：所述的第一阻抗变换电路和第二阻抗变换电路采用电感电容组成的LC模块，是指第一阻抗变换电路由电感L1和电容C1连接组成，电感L1和电容C1的连接端外接信号输入，电感L1的另一端与射频开关的输入端连接，电容C1的另一端与地连接；第二阻抗变换电路由电感L2和电容C2连接组成，电感L2和电容C2的连接端外接信号输出，电感L2的另一端与射频开关的输出端连接，电容C2的另一端与地连接。

其中，所述电容C1和电容C2的电容值为：C1=C2=6400/f（单位：pf）；所述电感L1和电感L2的电感值为：L1=L2=3200/f(单位：nh)；其中，f为信号的工作频率，单位：MHz。实际生产时需根据射频开关与电路排版的电阻和电抗成分做适当补偿调整，以保证输入驻波比满足系统要求。