CN118748552B - 一种毫米波低插损高隔离的射频开关电路 - Google Patents
一种毫米波低插损高隔离的射频开关电路Info
- Publication number
- CN118748552B CN118748552B CN202410920619.8A CN202410920619A CN118748552B CN 118748552 B CN118748552 B CN 118748552B CN 202410920619 A CN202410920619 A CN 202410920619A CN 118748552 B CN118748552 B CN 118748552B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- parallel
- circuit
- branch
- equivalent
- transmission line
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/51—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
- H03K17/56—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices
- H03K17/687—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being field-effect transistors
- H03K17/6871—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used by the use, as active elements, of semiconductor devices the devices being field-effect transistors the output circuit comprising more than one controlled field-effect transistor
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
- H03H7/00—Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
- H03H7/01—Frequency selective two-port networks
- H03H7/17—Structural details of sub-circuits of frequency selective networks
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K2217/00—Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00
- H03K2217/0036—Means reducing energy consumption
Landscapes
- Waveguide Switches, Polarizers, And Phase Shifters (AREA)
Abstract
一种毫米波低插损高隔离的射频开关电路,包括接收支路电路、发射支路电路以及栅偏置电压RG;发射支路电路通过传输线TL1与发射支路的天线端ANT连接;栅偏置电压RG耦接于GaN HEMT开关管VGS1,栅偏置电压RG耦接有等效LC并联电路,等效LC并联电路通过传输线TL1以及传输线TL3与发射支路的天线端ANT连接;接收支路电路通过传输线TL2与接收支路的天线端ANT连接;栅偏置电压RG耦接于GaN HEMT开关管VGS2,栅偏置电压RG耦接有等效LC并联电路,等效LC并联电路并联有等效RC并联电路,等效LC并联电路通过传输线TL2以及传输线TL4与接收支路的天线端ANT连接,本申请通过等效LC并联电路与等效RC并联电路来实现射频开关的低插损高隔离度的效果。
Description
技术领域
本申请涉及射频开关技术领域,具体涉及一种毫米波低插损高隔离的射频开关电路。
背景技术
射频开关作为射频前端接收与发送信号的关键器件,是射频前端电路一大重要部件,其性能直接影响了接收端信号、发射端信号的好坏。优良的插入损耗不仅能提高发射机效率,同时也能使得接收机灵敏度得到改善。
然而,传统的射频开关结构会采用λ/4传输线来代替串联开关管,但在毫米波频段传输线并不能够完全阻挡信号的泄露,为了提高隔离度,一般的传统的串并联结构会迭代多并联支路的方法来提高所需要的隔离度,导致插入损耗大,故需求进行改进。
基于此,本发明提供了一种毫米波低插损高隔离的射频开关电路,以解决上述问题。
发明内容
为了克服现有技术的不足,本发明提供一种毫米波低插损高隔离的射频开关电路,以解决现有技术中的传统的串并联开关的插入损耗以及隔离度高的问题。
本申请提供的一种毫米波低插损高隔离的射频开关电路。采用如下的技术方案:
一种毫米波低插损高隔离的射频开关电路,包括接收支路电路、发射支路电路以及栅偏置电压RG;
所述发射支路电路通过传输线TL1与发射支路的天线端ANT连接;所述栅偏置电压RG的一端耦接于GaN HEMT开关管VGS1,所述栅偏置电压RG的另一端耦接于第二并联枝节GaN HEMT开关管M1的栅极,所述第二并联枝节GaN HEMT开关管M1的漏极通过传输线TL1与发射支路的天线端ANT连接;所述第二并联枝节GaN HEMT开关管M1的源极接地;所述栅偏置电压RG耦接有等效LC并联电路,所述等效LC并联电路并联有等效RC并联电路,所述等效LC并联电路通过传输线TL1以及传输线TL3与发射支路的天线端ANT连接;
所述接收支路电路通过传输线TL2与接收支路的天线端ANT连接;所述栅偏置电压RG的一端耦接于GaN HEMT开关管VGS2,所述栅偏置电压RG的另一端耦接于第二并联枝节GaN HEMT开关管M2的栅极,所述第二并联枝节GaN HEMT开关管M2的漏极通过传输线TL2与接收支路的天线端ANT连接;所述第二并联枝节GaN HEMT开关管M2的源极接地;所述栅偏置电压RG耦接有等效LC并联电路,所述等效LC并联电路并联有等效RC并联电路,所述等效LC并联电路通过传输线TL2以及传输线TL4与接收支路的天线端ANT连接。
通过采用上述技术方案,在射频开关电路中,通过发射支路与接收支路电路上灵活运用传输线以控制毫米波频段的电容以及电感效应;同时,在固有特性阻抗Z0的传输线下,通过改变串联传输线的大小,栅偏置电压RG耦接等效LC并联电路,使得其阻抗增加从而使得等效LC并联电路具有高阻抗以阻止信号的泄露,进一步地改善了开关的插入损耗,且等效LC并联电路并联有等效RC并联电路,进一步调节射频开关电路的偏置条件,确保GaNHEMT开关管在最佳工作点上,从而降低射频开关电路的插入损耗,实现了毫米波的低插损高隔离的射频开关。
可选的,所述发射支路电路中的等效LC并联电路包括谐振电感TL5以及第二并联枝节GaN HEMT开关管M3,所述第二并联枝节GaN HEMT开关管M3的栅极耦接于栅偏置电压RG,所述第二并联枝节GaN HEMT开关管M3的源极与漏极之间串联有谐振电感TL5构成所述等效LC并联电路,所述第二并联枝节GaN HEMT开关管M3的源极并联等效RC并联电路,所述第二并联枝节GaN HEMT开关管M3的漏极耦接发射支路的发射端TX与传输线TL3,所述第二并联枝节GaN HEMT开关管M3的漏极通过传输线TL3以及传输线TL1与发射支路的天线端ANT连接;
所述接收支路电路中的等效LC并联电路包括谐振电感TL6以及第二并联枝节GaNHEMT开关管M4,所述第二并联枝节GaN HEMT开关管M4的栅极耦接于栅偏置电压RG,所述第二并联枝节GaN HEMT开关管M4的源极与漏极之间串联有谐振电感TL6构成所述等效LC并联电路,所述第二并联枝节GaN HEMT开关管M4的源极并联等效RC并联电路,所述第二并联枝节GaN HEMT开关管M4的漏极耦接接收支路的接收端RX与传输线TL4,所述第二并联枝节GaNHEMT开关管M4的漏极通过传输线TL4以及传输线TL2与接收支路的天线端ANT连接。
通过采用上述技术方案,谐振电感TL5与谐振电感TL6分别串联于第二并联枝节GaN HEMT开关管M3与第二并联枝节GaN HEMT开关管M4的源极与漏极之间以构成LC谐振电路,等效LC电路由谐振电感和谐振电容组成,决定了射频开关电路的谐振频率,使得产生阻抗的最大值,降低RF信号在转换过程中的损耗,从而降低插入损耗,同时,发射和接收支路之间的并联枝节减少相互干扰,提高射频开关电路的隔离度,确保第二并联枝节GaN HEMT开关管开关管在不同温度和电源电压下的可靠运行。
可选的,所述发射支路电路中的等效RC并联电路包括开路传输线TL7以及电阻R1,所述开路传输线TL7串联于电阻R1后接地构成所述等效RC并联电路;所述第二并联枝节GaNHEMT开关管M3的源极分别耦接于开路传输线TL7以及电阻R1;
所述接收支路电路中的等效RC并联电路包括开路传输线TL8以及电阻R2,所述开路传输线TL8串联于电阻R2后接地构成所述等效RC并联电路;所述第二并联枝节GaN HEMT开关管M4的源极分别耦接于开路传输线TL8以及电阻R8。
通过采用上述技术方案,在发射电路中第二并联枝节GaN HEMT开关管M3的源极分别耦接于开路传输线TL7以及电阻R1,开路传输线TL7在发射电路中起阻抗变换的作用,而电阻R1则提供了发射电路的偏置,为第二并联枝节GaN HEMT开关管M3提供稳定的偏置电压,接收电路中第二并联枝节GaN HEMT开关管M4的源极分别耦接于开路传输线TL8以及电阻R2,开路传输线TL8在接收电路中起阻抗变换的作用,而电阻R21则提供了接收电路的偏置,为第二并联枝节GaN HEMT开关管M3提供稳定的偏置电压,同时减少信号反射和损失,进一步提高射频电路的隔离度,减少相互干扰。
可选的,所述发射支路电路并联有关断电容Coff3,所述关断电容Coff3串联有电感LTL5,所述关断电容Coff3分别并联电容CTL7与电阻R1后接地,所述电阻R1串联于电容CTL7,所述传输线TL3的输出端与传输线TL1的输出端之间并联有关断电容Coff1后接地,所述关断电容Coff1与关断电容Coff3为等效关断电容Coffx;
所述接收支路电路并联有导通电阻Ron4,所述导通电阻Ron4串联有电感LTL6,所述导通电阻Ron4分别并联有电容CTL8与电阻R2后接地,所述电阻R2串联于电容CTL8,所述传输线TL4的输出端与传输线TL2的输出端之间并联有导通电阻Ron2后接地。
通过采用上述技术方案,当发射电路的TX发射端导通时,并联支路上的第二并联枝节GaN HEMT开关管M1、第二并联枝节GaN HEMT开关管M3处于关断状态,此时为等效为关断电容Coffx;而导通电阻Ron4与导通电阻Ron2,影响电流的大小,从而调节接收到的RF信号;传输线是用来传输高频信号具有特性阻抗,在与发射和接收电路匹配,确保RF信号的有效传输,减少插损耗和反射,提高提高射频电路的隔离度。
可选的,所述发射支路电路中电感LTL5并联于关断电容Coffx3形成LC并联谐振,所述谐振频率为
当发射支路电路中增加等效RC并联电路时,阻抗记为: 则容抗为:
通过采用上述技术方案,通过在中心谐振频率上,L与C谐振时满足:使得并联电感LTL5与总Coff3形成的LC并联回路(带阻滤波器)具有高阻抗以阻止信号的泄露,进一步地改善了开关的插入损耗,同时,通过增加RC并联电路,阻抗记为:则容抗为与原来的相比,相当于增加了一部分容抗,从而降低射频开关电路的插入损耗,当发射支路电路导通时,RF射频信号从TX port传输信号到ANT port过程之中,并联开关管增加LC并联电路与RC并联电路结构后A点将显示出高的阻抗以阻止射频信号泄漏到地,降低TX支路的插入损耗。
可选的,所述发射支路电路中第二并联枝节GaN HEMT开关管M4串联了LC等效并联电路与RC等效并联电路的阻抗为:即
通过采用上述技术方案,通过发射支路电路中第二并联枝节GaN HEMT开关管M4串联了LC等效并联电路与RC等效并联电路的阻抗: 其中a表示该阻抗的实部,b表示该阻抗的虚部。开关管的导通电阻Ron4一般很小,而1+(ωR2CTL8)2会比R2大得多,所以阻抗的实部a可以近似的看为0;同理,1+(ωR2CTL8)2会比R2 2ωCTL8大得多,所以实轴阻抗的虚部b也可以近似的看为0,则阻抗Zon的模大致可以近似看作0,此第二并联支路形成一个低阻抗。与此同时,RC并联电路还存在滤波的作用。因此,如图4所示,当RX支路关断时,RF射频信号从ANT port/TX port泄露信号到RX port过程之中,并联开关管增加LC并联电路与RC并联电路结构后B点将显示出低的阻抗以使得泄漏的射频信号近似短接到地,提高RX支路的隔离度。
可选的,所述接收支路电路的一端耦接接收支路电路的天线端ANT,所述接收支路电路的另一端藕接接收支路电路的接收端RX。
通过采用上述技术方案,通过接收支路电路藕接天线端ANT以及接收端RX,将RF射频信号进行分离,防止RF射频信号从天线端ANT泄露信号到接收端RX,提高了射频开关由天线端ANX到接收端RX的隔离度。
可选的,所述发射支路电路的一端耦接发射支路电路的发射端TX,所述发射支路电路的另一端耦接发射支路电路的天线端ANT。
通过采用上述技术方案,通过发射支路电路藕接天线端ANT以及发射端TX,RF射频信号通过发射端TX传人发射支路电路中,发射支路电路对RF射频信号进行分离后传到天线端ANT,提高了射频开关由发射端TX到接收端RX的隔离度。
综上所述,本申请包括以下至少一种有益技术效果:
1.在射频开关电路中,通过发射支路与接收支路电路上灵活运用传输线以控制毫米波频段的电容以及电感效应;同时,在固有特性阻抗Z0的传输线下,通过改变串联传输线的大小,栅偏置电压RG耦接等效LC并联电路,使得其阻抗增加从而使得等效LC并联电路具有高阻抗以阻止信号的泄露,进一步地改善了开关的插入损耗,且等效LC并联电路并联有等效RC并联电路,进一步调节射频开关电路的偏置条件,确保GaN HEMT开关管在最佳工作点上,从而降低射频开关电路的插入损耗,实现了毫米波的低插损高隔离的射频开关;
2.谐振电感TL5与谐振电感TL6分别串联于第二并联枝节GaN HEMT开关管M3与第二并联枝节GaN HEMT开关管M4的源极与漏极之间以构成LC谐振电路,等效LC电路由谐振电感和谐振电容组成,决定了射频开关电路的谐振频率,使得产生阻抗的最大值,降低RF信号在转换过程中的损耗,从而降低插入损耗,同时,发射和接收支路之间的并联枝节减少相互干扰,提高射频开关电路的隔离度,确保第二并联枝节GaN HEMT开关管开关管在不同温度和电源电压下的可靠运行;
3.在发射电路中第二并联枝节GaN HEMT开关管M3的源极分别耦接于开路传输线TL7以及电阻R1,开路传输线TL7在发射电路中起阻抗变换的作用,而电阻R1则提供了发射电路的偏置,为第二并联枝节GaN HEMT开关管M3提供稳定的偏置电压,接收电路中第二并联枝节GaN HEMT开关管M4的源极分别耦接于开路传输线TL8以及电阻R2,开路传输线TL8在接收电路中起阻抗变换的作用,而电阻R21则提供了接收电路的偏置,为第二并联枝节GaNHEMT开关管M3提供稳定的偏置电压,同时减少信号反射和损失,进一步提高射频电路的隔离度,减少相互干扰;
4.当发射电路的TX发射端导通时,并联支路上的第二并联枝节GaN HEMT开关管M1、第二并联枝节GaN HEMT开关管M3处于关断状态,此时为等效为关断电容Coffx;而导通电阻Ron4与导通电阻Ron2,影响电流的大小,从而调节接收到的RF信号;传输线是用来传输高频信号具有特性阻抗,在与发射和接收电路匹配,确保RF信号的有效传输,减少插损耗和反射,提高提高射频电路的隔离度。
附图说明
图1为本发明提供的毫米波低插损高隔离的射频开关电路图;
图2为本发明提供的毫米波低插损高隔离的射频开关电路的等效模型图;
图3为本发明提供的毫米波低插损高隔离的射频开关电路工作原理图图;
图4为图1中的毫米波低插损高隔离的射频开关电路的插入耗损图;
图5为图1中的毫米波低插损高隔离的射频开关电路的非邻近同单元端口隔离度图;
图6为图1中的毫米波低插损高隔离的射频开关电路的邻近同单元端口隔离度图。
附图标号:
1、发射支路电路;2、接收支路电路;3、天线端ANT。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图1-2及实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
本申请实施例公开一种毫米波低插损高隔离的射频开关电路。参照图1,一种毫米波低插损高隔离的射频开关电路包括接收支路电路、发射支路电路以及栅偏置电压RG;TL1、TL2、TL3以及TL4均为λ/4波长的传输线发射支路电路通过传输线TL1与发射支路的天线端ANT连接;栅偏置电压RG的一端耦接于GaN HEMT开关管VGS1,栅偏置电压RG的另一端耦接于第二并联枝节GaN HEMT开关管M1的栅极,第二并联枝节GaN HEMT开关管M1的漏极通过传输线TL1与发射支路的天线端ANT连接;第二并联枝节GaN HEMT开关管M1的源极接地;栅偏置电压RG耦接于第二并联枝节GaN HEMT开关管M3的栅极,第二并联枝节GaN HEMT开关管M3的源极与漏极之间串联有谐振电感TL5构成等效LC并联电路,第二并联枝节GaN HEMT开关管M3的源极分别耦接于开路传输线TL7以及电阻R1,开路传输线TL7串联于电阻R1后接地构成等效RC并联电路;第二并联枝节GaN HEMT开关管M3的漏极通过传输线TL1以及传输线TL3与发射支路的天线端ANT连接;接收支路电路通过传输线TL2与接收支路的天线端ANT连接;栅偏置电压RG的一端耦接于GaN HEMT开关管VGS2,栅偏置电压RG的另一端耦接于第二并联枝节GaN HEMT开关管M2的栅极,第二并联枝节GaN HEMT开关管M2的漏极通过传输线TL2与接收支路的天线端ANT连接;第二并联枝节GaN HEMT开关管M2的源极接地;栅偏置电压RG耦接于第二并联枝节GaN HEMT开关管M4的栅极,第二并联枝节GaN HEMT开关管M34的源极与漏极之间串联有谐振电感TL6构成等效LC并联电路,第二并联枝节GaN HEMT开关管M4的源极分别耦接于开路传输线TL8以及电阻R2,开路传输线TL8串联于电阻R2后接地构成等效RC并联电路;第二并联枝节GaN HEMT开关管M4的漏极通过传输线TL2以及传输线TL4与接收支路的天线端ANT连接;接收支路电路的一端耦接接收支路电路的天线端ANT,接收支路电路的另一端藕接接收支路电路的接收端RX,发射支路电路的一端耦接发射支路电路的发射端TX,发射支路电路的另一端耦接发射支路电路的天线端ANT,由于本发明工作在毫米波频段,电感、电容由于本身的误差和寄生参数等影响太大,本发明中的TX/RX端口灵活运用传输线,以控制毫米波频段不可避免的电容、电感效应以及实现宽带的效果。对于固有特性阻抗Z0的传输线,通过改变串联传输线的大小,可以用于得所需要的电感值,其等效电路阻抗为XL=jωL=Z0tan(βl);而对于终端开路传输线,对于给定频率f0,当开路传输线长度小于四分之一波长的时候,呈现出容性,可用作电容,其等效电路阻抗为
参照图2,发射支路电路并联有关断电容Coffx3,关断电容Coffx3并联有电感LTL5,关断电容Coffx3分别串联电容CTL7与电阻R1后接地,电阻R1并联于电容CTL7,传输线TL3的输出端与传输线TL1的输出端之间串联有关断电容Coff1后接地;关断电容Coff1与关断电容Coff3为等效关断电容Coffx;接收支路电路并联有导通电阻Ron4,导通电阻Ron4并联有电感LTL6,导通电阻Ron4分别串联有电容CTL8与电阻R2后接地,电阻R2并联于电容CTL8,传输线TL4的输出端与传输线TL2的输出端之间串联有导通电阻Ron2后接地。
参照图3,在等效模型中,λ/4波长传输线是射频开关设计的一大关键部件。根据开关的导通支路和关断支路,λ/4波长传输线分别会形成低阻抗与高阻抗来控制RF射频信号的传输。射频开关支路导通时,根据电容的阻抗公式在毫米波频段,随着频率的升高,阻抗不断在变小,并联关断开关管形成了一个低阻抗的通路,造成了信号的泄露,以至于恶化了开关的插入损耗。若射频开关导通时,此时导通支路的并联支路若呈现出高阻抗则可以阻碍RF射频信号泄漏到地,减少插入损耗;在并联开关管源漏级间加入一个并联电感,与此时关断开关管的等效Coff进行谐振以解决毫米波频段并联支路低阻抗的问题。发射支路电路中电感LTL5耦接第二并联枝节GaN HEMT开关管M3中等效的关断电容Coffx3形成LC并联谐振,LC并联谐振为: 并联电感LTL5与关断电容Coff3形成的LC并联回路(带阻滤波器)具有高阻抗以阻止信号的泄露,进一步地改善了开关的插入损耗。当增加RC并联电路时,此时阻抗记为:RC并联回路中,Rx的值一般大于1000Ω,Cx的值一般一两百fF左右。此时的容抗为 与原来的相比,相当于增加了一部分容抗。当发射支路电路导通时,RF射频信号从TX port传输信号到ANT port过程之中,并联第二并联枝节GaN HEMT开关管M3增加LC并联电路与RC并联电路结构后A点将显示出高的阻抗以阻止射频信号泄漏到地,降低发射支路电路的插入损耗,同时,根据接收支路电路,第二并联枝节GaN HEMT开关管M4串联了LC等效并联电路与RC等效并联电路的阻抗为该式子可以变换为 其中A表示该阻抗的实部,b表示该阻抗的虚部。第二并联枝节GaN HEMT开关管M4的导通电阻Ron4一般很小,而1+(ωR2CTL8)2会比R2大得多,所以阻抗的实部A可以近似的看为0;同理,1+(ωR2CTL8)2会比R2 2ωCTL8大得多,所以实轴阻抗的虚部b也可以近似的看为0,则阻抗Zon的模大致可以近似看作0,此第二并联支路形成一个低阻抗,与此同时,RC并联电路还存在滤波的作用。因此,如图4所示,当RX支路关断时,RF射频信号从ANT port/TX port泄露信号到RX port过程之中,并联开关管增加LC并联电路与RC并联电路结构后B点将显示出低的阻抗以使得泄漏的射频信号近似短接到地,提高RX支路的隔离度。
参照图4,从射频开关插入损耗与传统的串并开关插入损耗对比可知,射频开关电路通过等效LC并联电路以及等效RC并联电路,减少射频开关的插入损耗,实现了射频开关低插损的效果。
参照图5以及图6,从从射频开关隔离度与传统的串并开关隔离度对比可知,射频开关电路通过等效LC并联电路以及等效RC并联电路在非邻近同单元端口隔离度与邻近同单元端口隔离度比传统的串并开关隔离度高,实现了射频开关高隔离的效果。
本申请实施例一种毫米波低插损高隔离的射频开关电路的工作原理为:当射频开关导通时,导通发射支路电路的并联支路若呈现出高阻抗则可以阻碍RF射频信号泄漏到地,减少插入损耗;在并联第二并联枝节GaN HEMT开关管M3的源漏级间加入一个等效LC并联电路,此时关断第二并联枝节GaN HEMT开关管M3的等效CoffX进行谐振以解决毫米波频段并联支路低阻抗的问题,在接入合适的谐振电感LTL5与发射支路电路第二并联枝节GaNHEMT开关管M3中等效的总Coff3相连接,形成LC并联谐振。LC并联谐振满足并联谐振电感LTL5与总Coff3形成的LC并联回路(带阻滤波器)具有高阻抗以阻止信号的泄露,进一步地改善了开关的插入损耗。当增加等效RC并联电路时,阻抗记为:RC并联回路中,Rx的值一般大于1000Ω,Cx的值一般一两百fF左右,此时的容抗为与原来的相比,相当于增加了一部分容抗。因此,当发射支路电路导通时,RF射频信号从TXport传输信号到ANT port过程之中,第二并联枝节GaN HEMT开关管M3增加LC并联电路与RC并联电路结构后A点将显示出高的阻抗以阻止射频信号泄漏到地,降低发射支路电路的插入损耗。
当射频开关关断时,关断支路的并联支路呈现出低阻抗,将天线端ANT port或者发射支路耦合到接收支路的RF信号短接到地,提高隔离度;根据接收支路电路,第二并联枝节GaN HEMT开关管M4串联了等效LC并联电路与等效RC并联电路的阻抗为该式子可以变换为 其中A表示该阻抗的实部,b表示该阻抗的虚部。第二并联枝节GaNHEMT开关管M4的导通电阻Ron4一般很小,而1+(ωR2CTL8)2会比R2大得多,所以阻抗的实部A可以近似的看为0;同理,1+(ωR2CTL8)2会比R2 2ωCTL8大得多,所以实轴阻抗的虚部b也可以近似的看为0,则阻抗Zon的模大致可以近似看作0,此第二并联支路形成一个低阻抗。当接收支路关断时,RF射频信号从ANTport/TX port泄露信号到RX port过程之中,第二并联枝节GaN HEMT开关管M4增加LC并联电路与RC并联电路结构后B点将显示出低的阻抗以使得泄漏的射频信号近似短接到地,提高接收支路的隔离度,从而实现了毫米波低插损高隔离的射频开关。
以上均为本申请的较佳实施例,并非依此限制本申请的保护范围,本说明书(包括摘要和附图)中公开的任一特征,除非特别叙述,均可被其他等效或者具有类似目的的替代特征加以替换。即,除非特别叙述,每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
Claims (7)
1.一种毫米波低插损高隔离的射频开关电路,其特征在于,包括:
接收支路电路(2)、发射支路电路(1)以及栅偏置电压RG;
所述发射支路电路(1)通过传输线TL1与发射支路的天线端ANT(3)连接;所述栅偏置电压RG的一端耦接于GaN HEMT开关管VGS1,所述栅偏置电压RG的另一端耦接于第二并联枝节GaN HEMT开关管M1的栅极,所述第二并联枝节GaN HEMT开关管M1的漏极通过传输线TL1与发射支路的天线端ANT(3)连接;所述第二并联枝节GaN HEMT开关管M1的源极接地;所述栅偏置电压RG耦接有等效LC并联电路,所述等效LC并联电路并联有等效RC并联电路,所述等效LC并联电路通过传输线TL1以及传输线TL3与发射支路的天线端ANT(3)连接;
所述接收支路电路(2)通过传输线TL2与接收支路的天线端ANT(3)连接;所述栅偏置电压RG的一端耦接于GaN HEMT开关管VGS2,所述栅偏置电压RG的另一端耦接于第二并联枝节GaN HEMT开关管M2的栅极,所述第二并联枝节GaN HEMT开关管M2的漏极通过传输线TL2与接收支路的天线端ANT(3)连接;所述第二并联枝节GaN HEMT开关管M2的源极接地;所述栅偏置电压RG耦接有等效LC并联电路,所述等效LC并联电路并联有等效RC并联电路,所述等效LC并联电路通过传输线TL2以及传输线TL4与接收支路的天线端ANT(3)连接;
所述发射支路电路(1)中的等效LC并联电路包括谐振电感TL5以及第二并联枝节GaNHEMT开关管M3,所述第二并联枝节GaN HEMT开关管M3的栅极耦接于栅偏置电压RG,所述第二并联枝节GaN HEMT开关管M3的源极与漏极之间串联有谐振电感TL5构成所述等效LC并联电路,所述第二并联枝节GaN HEMT开关管M3的源极并联等效RC并联电路,所述第二并联枝节GaN HEMT开关管M3的漏极耦接发射支路的发射端TX与传输线TL3,所述第二并联枝节GaNHEMT开关管M3的漏极通过传输线TL3以及传输线TL1与发射支路的天线端ANT(3)连接;
所述接收支路电路(2)中的等效LC并联电路包括谐振电感TL6以及第二并联枝节GaNHEMT开关管M4,所述第二并联枝节GaN HEMT开关管M4的栅极耦接于栅偏置电压RG,所述第二并联枝节GaN HEMT开关管M4的源极与漏极之间串联有谐振电感TL6构成所述等效LC并联电路,所述第二并联枝节GaN HEMT开关管M4的源极并联等效RC并联电路,所述第二并联枝节GaN HEMT开关管M4的漏极耦接接收支路的接收端RX与传输线TL4,所述第二并联枝节GaNHEMT开关管M4的漏极通过传输线TL4以及传输线TL2与接收支路的天线端ANT(3)连接。
2.如权利要求1所述的毫米波低插损高隔离的射频开关电路,其特征在于,
所述发射支路电路(1)中的等效RC并联电路包括开路传输线TL7以及电阻R1,所述开路传输线TL7串联于电阻R1后接地构成所述等效RC并联电路;所述第二并联枝节GaN HEMT开关管M3的源极分别耦接于开路传输线TL7以及电阻R1;
所述接收支路电路(2)中的等效RC并联电路包括开路传输线TL8以及电阻R2,所述开路传输线TL8串联于电阻R2后接地构成所述等效RC并联电路;所述第二并联枝节GaN HEMT开关管M4的源极分别耦接于开路传输线TL8以及电阻R8。
3.如权利要求2所述的毫米波低插损高隔离的射频开关电路,其特征在于,
所述发射支路电路(1)并联有关断电容Coff3,所述关断电容Coff3并联有电感LTL5,所述关断电容Coff3分别串联电容CTL7与电阻R1后接地,所述电阻R1并联于电容CTL7,所述传输线TL3的输出端与传输线TL1的输出端之间串联有关断电容Coff1后接地,所述关断电容Coff1与关断电容Coff3为等效关断电容Coffx;
所述接收支路电路(2)并联有导通电阻Ron4,所述导通电阻Ron4并联有电感LTL6,所述导通电阻Ron4分别串联有电容CTL8与电阻R2后接地,所述电阻R2并联于电容CTL8,所述传输线TL4的输出端与传输线TL2的输出端之间串联有导通电阻Ron2后接地。
4.如权利要求3所述的毫米波低插损高隔离的射频开关电路,其特征在于,
所述发射支路电路(1)中电感LTL5并联于关断电容Coffx3形成LC并联谐振,谐振频率为
当发射支路电路(1)中增加等效RC并联电路时,阻抗记为: 则容抗为
5.如权利要求3所述的毫米波低插损高隔离的射频开关电路,其特征在于,
所述发射支路电路(1)中第二并联枝节GaN HEMT开关管M4串联了LC等效并联电路与RC等效并联电路的阻抗为:即 其中a表示该阻抗的实部,b表示该阻抗的虚部。
6.如权利要求2所述的毫米波低插损高隔离的射频开关电路,其特征在于,
所述接收支路电路(2)的一端耦接接收支路电路(2)的天线端ANT(3),所述接收支路电路(2)的另一端藕接接收支路电路(2)的接收端RX。
7.如权利要求2所述的毫米波低插损高隔离的射频开关电路,其特征在于,
所述发射支路电路(1)的一端耦接发射支路电路(1)的发射端TX,所述发射支路电路(1)的另一端耦接发射支路电路(1)的天线端ANT(3)。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410920619.8A CN118748552B (zh) | 2024-07-10 | 2024-07-10 | 一种毫米波低插损高隔离的射频开关电路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202410920619.8A CN118748552B (zh) | 2024-07-10 | 2024-07-10 | 一种毫米波低插损高隔离的射频开关电路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN118748552A CN118748552A (zh) | 2024-10-08 |
| CN118748552B true CN118748552B (zh) | 2025-11-07 |
Family
ID=92921478
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202410920619.8A Active CN118748552B (zh) | 2024-07-10 | 2024-07-10 | 一种毫米波低插损高隔离的射频开关电路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN118748552B (zh) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109873625A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-06-11 | 南京汇君半导体科技有限公司 | 一种适用于毫米波相控阵系统的有源开关结构 |
| CN110943728A (zh) * | 2019-12-23 | 2020-03-31 | 中国电子科技集团公司第五十四研究所 | 一种cmos毫米波超宽带并联非对称单刀双掷开关 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7234062B2 (ja) * | 2018-07-18 | 2023-03-07 | スカイワークス ソリューションズ,インコーポレイテッド | 無線周波数フィルタのためのカスケード接続フィルタ回路、及び無線周波数信号をフィルタリングする方法 |
| CN116054872B (zh) * | 2022-12-20 | 2025-07-25 | 上海唯捷创芯电子技术有限公司 | 一种快速切换的射频开关电路、芯片及其电子设备 |
| CN117411514A (zh) * | 2023-11-09 | 2024-01-16 | 中国电子科技集团公司第十研究所 | 基于cmos工艺的高线性度低损耗射频收发切换开关 |
-
2024
- 2024-07-10 CN CN202410920619.8A patent/CN118748552B/zh active Active
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109873625A (zh) * | 2018-12-29 | 2019-06-11 | 南京汇君半导体科技有限公司 | 一种适用于毫米波相控阵系统的有源开关结构 |
| CN110943728A (zh) * | 2019-12-23 | 2020-03-31 | 中国电子科技集团公司第五十四研究所 | 一种cmos毫米波超宽带并联非对称单刀双掷开关 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN118748552A (zh) | 2024-10-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111525917B (zh) | 一种基于变压器的宽带单刀单掷开关及单刀多掷开关 | |
| CN111224653B (zh) | 单刀双掷开关 | |
| US7659794B2 (en) | Single-pole-double-throw switch integrated with band pass filtering function | |
| CN113285697A (zh) | 一种匹配可重构的超宽带单刀多掷射频开关 | |
| JPH06232601A (ja) | マイクロ波スイッチ回路 | |
| CN105720339A (zh) | 一种双频可调带通滤波器 | |
| CN114497928A (zh) | 一种毫米波单刀单掷开关 | |
| CN113556118A (zh) | 一种大功率谐振开关 | |
| CN113922775B (zh) | 一种应用于低频功率放大器的耦合电路 | |
| CN110808438A (zh) | 一种小型化、低成本的0°/90°开关线型移相器 | |
| CN118748552B (zh) | 一种毫米波低插损高隔离的射频开关电路 | |
| CN205017288U (zh) | 单刀单掷射频开关及其构成的单刀双掷射频开关和单刀多掷射频开关 | |
| JP4642570B2 (ja) | 高周波スイッチ回路、無線機器及び信号経路切り替え器 | |
| CN108574130B (zh) | 微带滤波电路、微带双工器及相关电子器件 | |
| CN111277257B (zh) | 带esd防护的射频开关 | |
| CN111431518A (zh) | 一种新型数控双频射频开关 | |
| CN114244306B (zh) | 一种带耦合功能的宽带频率重组滤波电路 | |
| CN214177287U (zh) | 一种具有高功率处理能力的非对称单刀双掷开关 | |
| CN211959180U (zh) | 一种新型数控双频射频开关 | |
| CN211702005U (zh) | 一种用于无线通信的大功率射频开关 | |
| CN115189684A (zh) | 一种高隔离的射频开关及其信号传输方法 | |
| CN111147059B (zh) | 一种用于无线通信的大功率射频开关 | |
| CN116827279A (zh) | 一种四频可重构mmic功率放大器及其调控方法 | |
| CN107528548A (zh) | 基于多阻抗零点互调匹配网络的宽带多频功率放大器 | |
| CN116487840B (zh) | 一种超宽带微波单刀双掷开关电路、实现方法及电子设备 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |