[发明专利]一种隔离度可调的超宽带大功率单刀双掷开关电路

说明书

本发明公开了一种隔离度可调的超宽带大功率单刀双掷开关电路，属于微波集成电路技术领域。该电路的第一支路和第二支路结构参数相同，且关于微带线MILNsubgt;1/subgt;对称，第一支路和第二支路均可作为导通或隔离支路，因此，可以将其中一条支路作为导通支路对输入信号进行低插损传输，另一条支路作为隔离支路阻断输入信号传输，从而使整个电路兼具低插损与高隔离度。此外，通过调节可重构枝节中晶体管Qsubgt;7/subgt;的控制电压，即可进一步改善隔离度并使其随所需工作频段的改变而调节。在本发明电路中，隔离度的调节不影响开关的功率容量和另一支路的插损，解决了大功率单刀双掷开关工作带宽对隔离度的限制以及高频隔离度差的问题。

技术领域

本发明属于微波集成电路技术领域，具体涉及一种隔离度可调的超宽带大功率单刀双掷开关电路。

背景技术

射频单刀双掷(SPDT)开关作为收发前端系统的重要组成部分，承担着系统对发射支路和接受支路的控制，其隔离度和插入损耗等各项技术指标直接影响着整个收发系统的性能优劣。同时随着通信、雷达和电子战技术的不断发展，对超宽带和大功率容量的需求日益增加。但插损和隔离度存在相互制约，高功率容量增大了晶体管的高频寄生效应，因此超宽带大功率开关很难实现低插损和高隔离度。

2010年美国QORVO公司Charles F.Campbell等人设计的单刀双掷开关在DC-18GHz频带内插损小于1.5dB，隔离度大于25dB，P1dB为40dBm，但P0.1dB仅为34dBm，参见[F.Campbell and D.C.Dumka,Wideband high power GaN on SiC SPDT switch MMICs,2010IEEE MTT-S International Microwave Symposium,2010,pp.145-148,doi:10.1109/MWSYM.2010.5517940.]。

2021年中国安徽大学的Hao-Ran Zhu等人采用π型拓扑设计了一种工作在DC-30GHz的单刀双掷开关，带内插损小于1.5dB，隔离度大于36dB，但P1 dB仅为20dBm,P0.1dB仅为16dBm，参见[H.-R.Zhu,X.-Y.Ning,Z.-X.Huang,Y.-X.Guo and X.-L.Wu,Miniaturized,Ultra-Wideband and High Isolation Single Pole Double ThrowSwitch by Usingπ-Type Topology in GaAs pHEMT Technology,in IEEE Transactionson Circuits and Systems II:Express Briefs,vol.68,no.1,pp.191-195,Jan.2021,doi:10.1109/TCSII.2020.3001171.]。

2022年台湾地区“中央大学”的Yo-Shen Lin等人采用T型桥作为双频带λ/4变压器设计了一种在2.45和5.8GHz频率下工作的双频单刀双掷开关，2.45GHz频率下，插损小于1.57dB，隔离度大于35dB；5.8GHz频率下，插损小于1.97dB，隔离度大于29dB,但双频带下的P1 dB均仅为14.5dBm，参见[Y.-S.Lin and L.-W.Deng,Design of a Compact Dual-BandAbsorptive Single-Pole Double-Throw Switch,in IEEE Solid-State CircuitsLetters,vol.5,pp.90-93,2022,doi:10.1109/LSSC.2022.3165641.]。

MACOM公司的产品MASW-011129-DIE采用PIN二极管开关，工作频率为2～22GHz，带内隔离度大于35dB,插损小于1dB，但P0.1dB仅为30dBm，参见[www.macom.com]。