[发明专利]一种LC谐振式单刀五掷微波开关

说明书

技术领域

本发明涉及微波电路领域，特别是涉及一种LC谐振式单刀五掷微波开关。

背景技术

在微波控制电路中，微波开关是微波信号切换的重要控制器件。PIN二极管是微波开关的主要控制元件，当PIN二极管加上反向偏置电压时，PIN二极管等效为一个结电容，由于结电容会引起较大的阻抗，使微波电路相当于开路；当PIN二极管加上正向偏置电压时，结电容消失，PIN二极管处于低阻状态，电路相当于短路。

1.3～1.6GHz大功率单刀五掷微波开关的技术指标要求插入损耗≤1dB、隔离度≥60dB、驻波≤1.3(回波损耗≤-17.7dB)，同时大功率开关需要大的反向偏置电压。在现有的1.3～1.6GHz大功率微波开关中，若要达到60dB的隔离度需要四个PIN二极管采用串联、并联或串并联混联的形式连接PIN二极管，但这种方式有如下缺点：

(1)采用串联或并联的大功率单刀五掷开关，其元器件多、插入损耗大，若要达到高隔离要求，则每路开关的二极管管芯之间的距离为1/4波长，因此体积大；

(2)采用串并混联的大功率单刀五掷开关，其元器件多、指标差、微波电路和控制电路复杂；

另外，传统的大功率微波开关中PIN二极管的管芯数量多，并且需要熟练的压焊工艺焊接，因此不方便维护。

发明内容

本发明的目的在于提供一种元器件少、体积小、电路结构简单且方便维护的LC谐振式单刀五掷微波开关。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种LC谐振式单刀五掷微波开关，包括射频模块和驱动控制电路，射频模块包括五个结构相同的微波电路，五个微波电路为并联关系，且均与驱动控制电路连接，所述微波电路包括两个PIN二极管和两个LC串联滤波电路，PIN二极管与LC串联滤波电路并联，两个PIN二极管串联且方向相反，驱动控制电路与两个PIN二极管的输入端连接。

所述PIN二极管为MA4P404-132管芯。

本发明具有如下效果：

(1)每个微波电路中使用了两个PIN二极管，比现有技术中的PIN二极管数量少了一半，因此插入损耗降低了一倍；

(2)通过设置LC串联滤波电路与PIN二极管并联，当微波电路需要更换时更加方便；

(3)微波电路中的元器件少、电路结构简单、体积小。

附图说明

图1为本发明的电路原理图。

图2为本发明开通状态的等效电路图。

图3为本发明关断状态的等效电路图。

具体实施方式

实施例

如图1所示，本实施例提供的LC谐振式单刀五掷微波开关包括射频模块和驱动控制电路，射频模块包括五个电路结构相同的微波电路，五个微波电路并联连接，且均与驱动控制电路连接，所述微波电路包括两个PIN二极管和两个LC串联滤波电路，PIN二极管与LC串联滤波电路并联，两个PIN二极管串联且方向相反，驱动控制电路与两个PIN二极管的输入端连接。以第一个微波电路为例，两个PIN二极管包括第一PIN二极管D1和第二PIN二极管D2，两个LC串联滤波电路包括串联的第一电感L1和第一电容C1及串联的第三电感L3和第二电容C2，还包括输入端电感L0、第二电感L2、输出端电感L4和第三电容C3，第一PIN二极管D1和第二PIN二极管D2均采用MA4P404-132管芯，第一PIN二极管D1和第二PIN二极管D2串联且方向相反，微波电路的一端通过输入端电感L0接地，微波电路的另一端通过输出端电感L4接地。第一电感L1和第一电容C1串联后与第一PIN二极管D1并联，第三电感L3和第二电容C2串联后与第二PIN二极管D2并联，驱动控制电路的输出端通过第二电感L2分别与第一PIN二极管D1和第二PIN二极管D2的输入端连接，驱动控制电路的输入端并联有第三电容C3，驱动控制电路可输出正电压或负电压控制第一PIN二极管D1和第二PIN二极管D2处于正向偏置或反向偏置，从而控制PIN二极管对应的微波电路开通或关断，且在同一时刻，五个微波电路中只有一个微波电路处于开通状态。

本发明的工作过程是：

以图1中第一微波电路为例，当驱动控制电路输入正电压时，微波电路中的第一PIN二极管D1和第二PIN二极管D2处于正向偏置，第一PIN二极管D1和第二PIN二极管D2分别相当于一个电阻Rf，其等效电路如图2所示，微波开关处于开通状态，此时微波开关的插入损耗为：

其中IL为插入损耗，VL为实际负载电压，VO为开关空载时的电压；