[发明专利]阻抗变换单刀双掷微波开关

说明书

本发明公开了阻抗变换单刀双掷微波开关，包括阻抗变换电路、限流偏置电路及逻辑控制电路；其特征在于：所述阻抗变换电路包含设置在公共端口和第一射频端口之间的第一串联支路，设置在公共端口和第二射频端口之间的第二串联支路，设置在第一射频端口和地之间的第一并联支路，设置在第二射频端口和地之间的第二并联支路；第一、第二串联支路均由四分之一波长微带线构成；所述第一并联支路由第一开关二极管和第一电容构成；第一开关二极管的正极接第一射频端口，负极通过第一电容接地；第二并联支路由第二开关二极管和第二电容构成，第二开关二极管的正极接第二射频端口，第二开关二极管的负极通过第二电容接地；本发明可广泛适用于各类通信系统。

技术领域

本发明涉及微波开关，特别涉及一种阻抗变换单刀双掷微波开关。

背景技术

单刀双掷微波开关被广泛应用于微波收发通信系统中，是收发通道的重要组成部分，用于收发通道的切换。由于单刀双掷微波开关位于通道前端，其性能直接决定了整个收发系统的噪声系数、线性度等关键参数，因而要求其具有低插入损耗、低功耗、高线性度和高隔离度等特点。

传统的单刀双掷微波通常采用MOSFET或者PIN二极管的导通和关断来实现开关功能。采用MOSFET结构的微波开关通常插入损耗较大，线性度较差；采用PIN二极管结构的微波开关通道需要高的偏置电压和大的偏置电流，功耗很大。MOSFET结构或者PIN二极管结构的微波开关均较难满足高性能通信系统同时对微波开关低插入损耗、低功耗和高线性度的要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种阻抗变换单刀双掷微波开关。

为了解决上述技术问题，根据本发明的技术方案，一种阻抗变换单刀双掷微波开关，包括阻抗变换电路、限流偏置电路及逻辑控制电路；其特征在于：

所述阻抗变换电路包含设置在公共端口和第一射频端口之间的第一串联支路，设置在公共端口和第二射频端口之间的第二串联支路，设置在第一射频端口和地之间的第一并联支路，设置在第二射频端口和地之间的第二并联支路；第一、第二串联支路均由四分之一波长微带线构成；所述第一并联支路由第一开关二极管和第一电容构成；第一开关二极管的正极接第一射频端口，负极通过第一电容接地；第二并联支路由第二开关二极管和第二电容构成，第二开关二极管的正极接第二射频端口，第二开关二极管的负极通过第二电容接地。

所述限流偏置电路为阻抗变换电路提供偏置电压。

所述逻辑控制电路接收外部控制信号，根据外部控制信号输出不同的控制电压，对第一开关二极管与第一电容的连接节点处的电位进行控制，同时对第二开关二极管和第二电容的连接节点处的电位进行控制，以控制第一开关二极管和第二开关二极管的导通和关断。进而改变各个端口间的阻抗特性，从而实现单刀双掷开关的功能。

本发明采用阻抗变换电路实现单刀双掷开关的功能。阻抗变换电路包含串联两条串联支路和两条并联支路，串联支路由四分之一波长微带线构成，并联支路由一个二极管和一个电容组成。并联支路中的电容用于隔断直流信号。通过控制二极管负极电压，改变各个端口间的阻抗，从而实现开关的切换。当二极管负极电压为低时，二极管导通，对应的并联支路导通，对应的端口对地呈现低阻状态，对应的串联支路对信号而言呈现高阻状态，开关关断。反之，当二极管电压负极为高时，二极管关断，对应的并联支路关断，对应的端口对地呈现高阻状态，对应的串联支路对信号而言呈现低阻状态，开关导通。

本发明采用限流偏置电路来实现对各端口的电压偏置。通过限流偏置电路将各个信号端口的电位偏置到二分之一电源电压，使并联支路的中的二极管在其负极为低电位时导通，在其负极为高电位时关断。

本发明采用逻辑控制电路来实现各个端口间阻抗的变换，从而实现开关的切换。逻辑控制电路将外部控制电压转换为对应的高低电平，通过控制并联支路中二极管的负极电位来控制二极管的导通或者关断，实现端口阻抗的变换。