CN201571031U - 射频开关电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可替代功率合成电路中的高成本的GaAs开关的射频开关电路。所述射频开关电路包括串联的第一电容和第一电感组成的谐振网络一及第二电容、第二电感组成的谐振网络二，所述第二电容及第二电感一端均与第一电容和第一电感的交点连接、另一端分别通过开关M1、M2接地；所述开关M1、M2采用CMOS开关器件或普通开关均可。本实用新型所述射频开关电路中可替换现有功率合成电路中昂贵的GaAs射频开关，用于多频带无线通讯系统，保证无线通讯系统中射频信号的良好传输，降低了系统成本。

Description

射频开关电路

技术领域

本实用新型涉及射频功率合成技术领域，具体是指用于射频功率合成电路中一种射频开关电路。

背景技术

在多频带使用的无线通信系统中，往往需要带开关的射频功率合成电路，而在合成电路中该开关性能对整个通讯系统的影响是至关重要的。当要发射的功率很大时，首先要求功率合成电路中开关的过功率能力很强，同时为了减少发射信号衰减，又要求开关具有很低的插入损耗，以及为了减少不同功率通道间的信号泄漏又要求开关具有很高的隔离度，因而传统的射频功率合成电路中大多采用昂贵的GaAs工艺来设计具有高功率负载能力、高隔离度、低插入损耗与高击穿电压的开关，如图1中开关K1-K4和KR1-KR4所示。但采用GaAs开关设计的射频功率合成电路，成本相对CMOS工艺高很多。同时，因为GaAs工艺不适合做复杂的逻辑电路，所有的开关都要由外加的CMOS逻辑电路来控制，这样导致芯片管脚多、面积大，使得成本进一步增加。因而目前对于采用低成本的CMOS工艺来设计射频功率合成电路是本领域一个新的研究热点，但采用CMOS工艺设计的开关应用于功率合成电路中也存在诸多问题。例如，因为硅衬底的绝缘程度差而导致CMOS开关插入损耗比较大，同时CMOS开关隔离度较差、抗电压击穿能力不足而导致其不能应用在传统的功率合成电路中。因此，有必要开发出一种能够实现射频功率合成电路中开关功能而相对成本较低、性能优良的开关电路，以替代功率合成电路中的高成本的GaAs开关。

实用新型内容

本实用新型需解决的问题是提供一种性能优良、成本较低的射频开关电路。

本实用新型采取的技术方案为：一种射频开关电路，包括串联的第一电容和第一电感组成的谐振网络一及第二电容、第二电感组成的谐振网络二，所述第二电容及第二电感一端均与第一电容和第一电感的交点连接、另一端分别通过开关器件接地；所述开关器件均可采用CMOS工艺开关或普通开关，其可控端连接控制电路。

本实用新型所述射频开关电路可替换现有功率合成电路中昂贵的GaAs射频开关，用于多频带无线通讯系统，保证无线通讯系统中射频信号的良好传输，降低了系统成本。

附图说明

图1为传统的采用GaAs射频开关的功率合成电路原理图；

图2为本实用新型所述射频开关电路实施例一原理图；

图3为本实用新型所述射频开关电路实施例二原理图；

图4为本实用新型所述射频开关电路实施例三原理图；

图5为本实用新型所述射频开关电路实施例四原理图。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

图2为本实用新型第一种实施电路图。如图，所述射频开关电路包括电容C1和电感L1组成的谐振网络一，及电容C2、电感L2组成的谐振网络二，电容C1和电感L1串联，电容C1另一端(节点A)作为射频信号输入端，电感L1另一端(节点B)作为射频信号输出端；电容C2、电感L2一端均连接于电容C1和电感L1的交点、另一端分别通过开关M1、M2接地，开关M1、M2受控于另外的控制电路。所述开关M1、M2可采用CMOS开关器件或普通开关。

本实用新型的工作原理为：如图，电容C1与电感L1谐振于工作频率f0；电容C2与电感L2也谐振于工作频率f0。当射频信号需要从节点A传输到节点B时(相当于要求节点A到节点B的开关导通)，控制开关M1、M2导通，由于C1、L1谐振于工作频率f0，因而节点A、B间的阻抗很低；又由于C2、L2也谐振于工作频率f0，因而通过谐振网络C2、L2泄露到地的信号很小。从而频率为f0射频信号就可以以较小的衰减通过节点A、B，这相当于节点A、B之间是一个插入损耗很小导通开关。需要指出的是，由于节点A到节点B的通路上为电容与电感，且图3中的开关M1、M2需要的过功率能力很低，因而整个射频开关电路不存在过功率能力不够的问题。

当要阻止射频信号从节点A传输到节点B时(相当于要求节点A到节点B的开关关断)，通过控制使开关M1、M2任意断开一个，这样节点A到节点B的网络将由C1、C2、L1或C1、L1、L2组成，由于电容C2(或电感L2)的加入，节点A到节点B间的网络将不再谐振于工作频率f0，这样它对工作频率f0上的射频信号呈现出一个高阻抗，从而阻止频率为f0的射频信号通过，相当于起到一个关断开关的作用。

图3为本实用新型第二实施例电路图。该实施例与图2所示实施例不同之处在于，组成谐振网络一的两器件位置不同，这个实施例中电容C1开放端作为射频开关电路的信号输出端，而电感L1的开放端作为射频开关电路的信号输入端。其工作原理同图2，在此不再赘述。

图4为本实用新型第三实施例电路图。该实施例与图2所示实施例不同之处在于，省去了谐振网络二中电感L2下的开关M2。其工作原理为：当射频信号需要从节点A传输到节点B时(相当于要求节点A到节点B的开关导通)，控制开关M1导通，由于C1、L1谐振于工作频率f0，因而节点A、B间的阻抗很低；又由于C2、L2也谐振于工作频率f0，因而通过谐振网络C2、L2泄露到地的信号很小。从而频率为f0射频信号就可以以较小的衰减通过节点A、B，这相当于节点A、B之间是一个插入损耗很小导通开关。

当要阻止射频信号从节点A传输到节点B时(相当于要求节点A到节点B的开关关断)，通过控制使开关M1断开，这样节点A到节点B的网络将由C1、L1、L2组成，由于电感L2的加入，节点A到节点B间的网络将不再谐振于工作频率f0，这样它对工作频率f0上的射频信号呈现出一个高阻抗，从而阻止频率为f0的射频信号通过，相当于起到一个关断开关的作用。

图5为本实用新型第四实施例电路图。该实施例与图2所示实施例不同之处在于，省去了谐振网络二中电容C2下的开关。其工作原理同图4，在此不再赘述。

需要说明的是，以上仅为本实用新型较优选的实施例，需说明的是，在未脱离本实用新型构思前提下对其所做的任何微小变化及等同替换，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (3)

1.一种射频开关电路，包括串联的电容C1和电感L1组成的谐振网络一及电容C2、电感L2组成的谐振网络二，其特征在于：所述电容C2和电感L2均有一端连接于电容C1和电感L1的交点，电容C2、电感L2的另一端中至少有一端通过一开关器件接地。

2.根据权利要求1所述的射频开关电路，其特征在于：所述开关器件可控端与控制电路连接。

3.根据权利要求2所述的射频开关电路，其特征在于：所述开关器件采用CMOS开关管。

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