[发明专利]一种基于螺旋耦合差分电感的W波段单刀双掷开关

说明书

本发明公开了一种基于螺旋耦合差分电感的W波段单刀双掷开关，包括顺次连接的第一开关电路、第一螺旋耦合结构、第二螺旋耦合结构以及第二开关电路，所述第一开关电路与第二开关电路结构相同，第一螺旋耦合结构与第二螺旋耦合结构的结构相同，第一螺旋耦合结构为两个电感叠加耦合成的具有两个端口的八边形结构，所述第一螺旋耦合结构与第二螺旋耦合结构之间的连线上设置差分信号输入端口，所述第一开关电路的输出端为第一差分信号输出端口，所述第二开关电路的输出端为第二差分信号输出端口；本发明的优点在于：具有共模抑制能力，保证后级电路的稳定。

技术领域

本发明涉及单刀双掷开关技术领域，更具体涉及一种基于螺旋耦合差分电感的W波段单刀双掷开关。

背景技术

随着毫米波频段(30～300GHz)在高分辨率雷达成像、高数据率通信、汽车防撞雷达、医疗、安全保护、遥感成像等领域的广泛应用，毫米波电路逐渐成为业界的研究热点。

单刀双掷(SPDT)开关是现代通信收发系统中的关键部分，被广泛用于有源移相器﹑相控阵等无线通信系统中。单刀双掷开关用于转换系统的工作状态，通过开关的关断与开启来控制信号的转换，实现接收模式与发射模式的转换。单刀双掷开关的插入损耗、隔离度对系统性能有着重要的影响。在毫米波开关中，晶体管的寄生电容、导通电阻、损耗﹑隔离度等会影响电路性能。在传输差分信号的收发系统中，单刀双掷开关需具有共模抑制能力。

中国专利公开号CN113162647A，公开了一种相控阵系统中的宽带多功能收发组件。该专利申请的宽带多功能收发组件采用发射模块与接收模块共用移相器与低噪声放大器的共腿结构，在频段内实现平坦增益，并实现360°范围内的6bit精度移相以及0～28.5dB范围内的5.8bit精度衰减，具体结构包括：依次连接的高线性度低噪声放大器、衰减器、单刀双掷开关、低噪声放大器、移相器、单刀双掷开关、功率放大器。该收发组件可以确保接收模块和发射模块在宽带波段上的输出频谱平坦和高线性度；移相器通过开关控制子增益单元来合成所需要的幅度，解决了移相准确度下降问题，同时也无需设计复杂的高位DAC为VGA提供大范围变化的偏置电流。但是该专利申请中单刀双掷开关为常规结构，不具有共模抑制能力，无法保证后级电路的稳定。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于现有技术单刀双掷开关不具有共模抑制能力，无法保证后级电路的稳定。

本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：一种基于螺旋耦合差分电感的W波段单刀双掷开关，包括顺次连接的第一开关电路、第一螺旋耦合结构、第二螺旋耦合结构以及第二开关电路，所述第一开关电路与第二开关电路结构相同，第一螺旋耦合结构与第二螺旋耦合结构的结构相同，第一螺旋耦合结构为两个电感叠加耦合成的具有两个端口的八边形结构，所述第一螺旋耦合结构与第二螺旋耦合结构之间的连线上设置差分信号输入端口，所述第一开关电路的输出端为第一差分信号输出端口，所述第二开关电路的输出端为第二差分信号输出端口。

本发明的单刀双掷开关通过改变走线的布局，将第一螺旋耦合结构和第二螺旋耦合结构均设计为两个电感叠加耦合成的具有两个端口的八边形结构，两个电感的交叠使电感面积减小一半，对于差分信号，两个电感之间的互感可在一定程度上增大电感值，且射频信号流过交叠相邻的电感时可抑制共模信号，保证了后级电路的稳定。