CN215268268U - 一种开关驱动外置的射频开关 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种开关驱动外置的射频开关，包括射频开关链路模块和外置驱动模块；所述射频开关链路模块通过将插脚插入外置驱动模块，实现开关的驱动；所述射频开关链路模块为PCB板，所述PCB板包括顶层、中间层和底层，所述顶层内置收发开关微带链路；所述中间层内置二极管控制信号走线；所述底层为信号接地层。本实用新型通过将开关驱动部分外置，实现大功率的射频收发的控制，能够实现高速切换的负高压驱动切换电路，适用于相对带宽较宽的收发信号的切换，损耗低，减少了射频开关的体积，并优化了射频走线；同时，收发通道隔离，消除了发射信号对接收通道的影响。

Description

一种开关驱动外置的射频开关

技术领域

本实用新型涉及射频开关领域，尤其涉及一种开关驱动外置的射频开关。

背景技术

射频表示可以辐射到空间的电磁频率，频率范围从300kHz～300GHz之间。射频就是射频电流，简称RF，它是一种高频交流变化电磁波的简称。每秒变化小于1000次的交流电称为低频电流，大于10000次的称为高频电流，而射频就是这样一种高频电流。射频（300K-300G）是高频（大于10K）的较高频段，微波频段（300M-300G）又是射频的较高频段。

射频开关又称微波开关，用于实现射频信号切换的功能；一个RF（射频）和微波开关是一个设备来路由高频通过传输路径的信号。随着第五代移动通信技术(5G)的到来，移动通信的通信频段在不断增加的同时，通信频率的范围也越来越大，在射频前端系统中，不仅对多频多模的功率放大器提出更高的要求，提高射频开关电路的性能也成为一大挑战。射频开关电路能根据实际需求在天线（ANT）到发射通路（TX）或者接收通路（RX）之间进行工作模式切换，为了保证射频开关电路在工作过程中的信号传输质量，对射频开关电路所覆盖频段范围内的隔离度、插损和谐波抑制等性能提出了很高的要求。

传统的大功率射频收发开关，工作频段较窄，耐功率高的模块体积较大，且相对带宽较宽的开关带内平坦度较差。

在专利CN200820106472.5中公开了一种收发切换用大功率射频开关模块，利用电子电路代替传统的继电器电路，在满足大功率使用的情况下、开关次数不受限制，不会存在切换多次后产生老化的现象，大大提高了系统的可靠性，延长了使用寿命；但是该射频开关模块无法实现高速切换的负高压驱动切换电路，且损耗较高。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供相对带宽较宽、较低的插入损耗、较高隔离度、耐100W（CW）功率的T/R开关组件，提供一种开关驱动外置的射频开关。

本实用新型的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种开关驱动外置的射频开关，包括射频开关链路模块和外置驱动模块；所述射频开关链路模块通过将插脚插入外置驱动模块，实现开关的驱动。

进一步的，所述射频开关链路模块为PCB板，所述PCB板包括顶层、中间层和底层，所述顶层内置收发开关微带链路；所述中间层内置二极管控制信号走线；所述底层为信号接地层。

进一步的，所述收发开关微带链路包括公共端、发射端和接收端；所述公共端通过电感L1接地；所述公共端至发射端之间依次连接二极管D3负极、D2正极、D1负极和电容C2，二级管D2和D3之间通过电感L5连接驱动端1，二级管D1和D2之间通过电感L2接地；所述公共端至接收端之间依次连接二极管D4负极、D5正极、D6负极和电容C5，所述二极管D4与D5之间通过电感L6连接驱动端2，二级管D5和D6之间通过电感L3接地；所述驱动端1通过电容C3接地；所述驱动端2通过电容C4接地；所述电容C2与二极管D1之间通过电感L4连接发射控制端，发射控制端与电感L4之间通过电容C1接地；所述电容C5和二级管D6之间通过电感L7连接接收控制端，接收控制端与电感L7之间通过电容C6接地。

进一步的，所述公共端、发射端、接收端、驱动端1和驱动端2均为插脚，所述发射端、接收端、驱动端1和驱动端2插脚均设置于PCB板的长边侧端，与PCB板平面平行；所述公共端插脚设置于PCB板另一长边侧端，与PCB板平面平行。

进一步的，所述发射端与接收端分别位于PCB板的两端，用以消除发射信号对接收通道的影响。

进一步的，所述外置驱动模块采用功率集成驱动器，通过将连接于驱动器输出端out1和out2的控制线与射频开关链路模块的驱动端1和驱动端2插脚相连，实现射频开关的控制。

本实用新型的有益效果：

1）可以承受大功率的一分二开关；

2）能够实现高速切换的负高压驱动切换电路；

3）相对带宽较宽，较高的增益平坦度；

4）在有限的体积下集成耐100W（CW）功率的收发开关。

附图说明

图1是本实用新型的结构原理框图。

图2是本实用新型的射频开关链路模块原理图。

图3是本实用新型的外置驱动模块电路原理图。

图4是本实用新型的射频开关链路模块外形结构图。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例1，如图1所示，一种开关驱动外置的射频开关，包括射频开关链路模块和外置驱动模块；所述射频开关链路模块通过将插脚插入外置驱动模块，实现开关的驱动。

其中，所述射频开关链路模块为PCB板，所述PCB板包括顶层、中间层和底层，所述顶层内置收发开关微带链路；所述中间层内置二极管控制信号走线；所述底层为信号接地层。

其中，如图2所示，所述收发开关微带链路包括公共端、发射端和接收端；所述公共端通过电感L1接地；所述公共端至发射端之间依次连接二极管D3负极、D2正极、D1负极和电容C2，二级管D2和D3之间通过电感L5连接驱动端1，二级管D1和D2之间通过电感L2接地；所述公共端至接收端之间依次连接二极管D4负极、D5正极、D6负极和电容C5，所述二极管D4与D5之间通过电感L6连接驱动端2，二级管D5和D6之间通过电感L3接地；所述驱动端1通过电容C3接地；所述驱动端2通过电容C4接地；所述电容C2与二极管D1之间通过电感L4连接发射控制端，发射控制端与电感L4之间通过电容C1接地；所述电容C5和二级管D6之间通过电感L7连接接收控制端，接收控制端与电感L7之间通过电容C6接地。

如图3所示，所述外置驱动模块采用功率集成驱动器SWH214A，通过将连接于驱动器输出端out1和out2的控制线与射频开关链路模块的驱动端1和驱动端2插脚相连，实现射频开关的控制，其中，外置驱动模块上的两根控制线C1A和C1B与驱动端1和2连接。

其中，如图4所示，所述公共端、发射端、接收端、驱动端1和驱动端2均为插脚，所述发射端、接收端、驱动端1和驱动端2插脚均设置于PCB板的长边侧端，与PCB板平面平行；所述公共端插脚设置于PCB板另一长边侧端，与PCB板平面平行。

其中，所述发射端与接收端分别位于PCB板的两端，用以消除发射信号对接收通道的影响。

其中，二极管为PIN二极管。

实施例2，一种开关驱动外置的射频开关，包括射频开关链路模块和外置驱动模块；所述射频开关链路模块通过将插脚插入外置驱动模块，实现开关的驱动。

其中，所述射频开关链路模块为PCB板，所述PCB板包括顶层、中间层和底层，所述顶层内置收发开关微带链路；所述中间层内置二极管控制信号走线；所述底层为信号接地层。

其中，如图2所示，所述收发开关微带链路包括公共端、发射端和接收端；所述公共端通过电感L1接地；所述公共端至发射端之间依次连接二极管D3负极、D2正极、D1负极和电容C2，二级管D2和D3之间通过电感L5连接驱动端1，二级管D1和D2之间通过电感L2接地；所述公共端至接收端之间依次连接二极管D4负极、D5正极、D6负极和电容C5，所述二极管D4与D5之间通过电感L6连接驱动端2，二级管D5和D6之间通过电感L3接地；所述驱动端1通过电容C3接地；所述驱动端2通过电容C4接地；所述电容C2与二极管D1之间通过电感L4连接发射控制端，发射控制端与电感L4之间通过电容C1接地；所述电容C5和二级管D6之间通过电感L7连接接收控制端，接收控制端与电感L7之间通过电容C6接地。

如图3所示，所述外置驱动模块采用功率集成驱动器SWH214A，通过将连接于驱动器输出端out1和out2的控制线与射频开关链路模块的驱动端1和驱动端2插脚相连，实现射频开关的控制，其中，外置驱动模块上的两根控制线C1A和C1B与驱动端2和1连接。

此时，当C1A接驱动端1，C1B接驱动端2，驱动端控制信号SW_T/R为低电平时，射频开关公共端与接收端导通，射频开关公共端与发射端关断。相反，驱动端控制信号SW_T/R为高电平时，射频开关公共端与发射端导通，射频开关公共端与接收端关断。

在公共端处考虑到大功率通过时，所承受的热量过大，可选用特质散热良好的陶瓷基片为材料以保证散热。

本实用新型收发两路均可承受100W（CW）功率，且两路收发信号可随意调换，开关隔离度≥50dBc。开关驱动外置，尽可能减少射频开关的体积，优化射频走线。

本实用新型由射频开关链路部分和开关驱动部分构成：

其中，射频开关链路部分是由PIN二极管搭建的一分二开关链路。收发两支路通过开关将天线传回的信号接收并放大，同时将发射信号通过开关送至天线。

开关切至接收端时，公共端与接收端导通，接收通道建立，公共端与发射端断开。同时，开关切至发射时，公共端与发射端导通，发射通道建立，公共端与接收端断开，此时开关提供一定的通道隔离，即收发通道隔离，以此消除发射信号对接收通道的影响。

本实用新型现在--40℃~+50℃的工作温度范围中实现了如下技术指标：

1.工作频率：0.8GHz～2GHz；

2.输入输出电压驻波比：≤ 1.5:1；

3.带内平坦度：≤± 0.3dB；

4.带内插入损耗：≤ 1 dB；

5.收发隔离度：≥ 50dBc；

6.开关时间：≤ 2 us。

本实用新型通过将开关驱动部分外置，实现大功率的射频收发的控制，能够实现高速切换的负高压驱动切换电路，适用于相对带宽较宽的收发信号的切换，损耗低，减少了射频开关的体积，并优化了射频走线，同时，收发通道隔离，消除了发射信号对接收通道的影响。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护的范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种开关驱动外置的射频开关，其特征在于，包括射频开关链路模块和外置驱动模块；所述射频开关链路模块通过将插脚插入外置驱动模块，实现开关的驱动。

2.根据权利要求1所述的一种开关驱动外置的射频开关，其特征在于，所述射频开关链路模块为PCB板，所述PCB板包括顶层、中间层和底层，所述顶层内置收发开关微带链路；所述中间层内置二极管控制信号走线；所述底层为信号接地层。

3.根据权利要求2所述的一种开关驱动外置的射频开关，其特征在于，所述收发开关微带链路包括公共端、发射端和接收端；所述公共端通过电感L1接地；所述公共端至发射端之间依次连接二极管D3负极、D2正极、D1负极和电容C2，二极管D2和D3之间通过电感L5连接驱动端1，二极管D1和D2之间通过电感L2接地；所述公共端至接收端之间依次连接二极管D4负极、D5正极、D6负极和电容C5，所述二极管D4与D5之间通过电感L6连接驱动端2，二极管D5和D6之间通过电感L3接地；所述驱动端1通过电容C3接地；所述驱动端2通过电容C4接地；所述电容C2与二极管D1之间通过电感L4连接发射控制端，发射控制端与电感L4之间通过电容C1接地；所述电容C5和二极管D6之间通过电感L7连接接收控制端，接收控制端与电感L7之间通过电容C6接地。

4.根据权利要求3所述的一种开关驱动外置的射频开关，其特征在于，所述公共端、发射端、接收端、驱动端1和驱动端2均为插脚，所述发射端、接收端、驱动端1和驱动端2插脚均设置于PCB板的长边侧端，与PCB板平面平行；所述公共端插脚设置于PCB板另一长边侧端，与PCB板平面平行。

5.根据权利要求3所述的一种开关驱动外置的射频开关，其特征在于，所述发射端与接收端分别位于PCB板的两端。

6.根据权利要求1所述的一种开关驱动外置的射频开关，其特征在于，所述外置驱动模块采用功率集成驱动器，通过将连接于驱动器输出端out1和out2的控制线与射频开关链路模块的驱动端1和驱动端2插脚相连，实现射频开关的控制。

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