CN216625707U - 大功率多通道射频开关 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了大功率多通道射频开关，包括：多个开关；所述大功率多通道射频开关的公共RFC端口至各个端口呈树状，公共RFC端口作为树根，从公共RFC端口到各端口作为树干，从树根至树干多个开关被分为n级，且每级有多个开关；第n级的每个开关的一端连接上级开关，另一端连接对应的端口；各个端口至地GND之间分别连接一个开关作为树枝。本实用新型提供的开关电路，在大功率传输情况下，通过增加开关中FET的面积解决开关ON时承受的大电流问题，同时减小信号端看出去的旁路等效电容，减小高频时通路RFC‑端口的插入损耗。
Description
技术领域
本实用新型属于射频开关技术领域，具体涉及大功率多通道射频开关。
背景技术
射频开关芯片，通常使用串并结构权衡其插入损耗与隔离度等要求，当端口RFC-端口P1导通时，其结构如图1所示：RFC-P1路串联开关打开，P1并联开关关闭；RFC-P2路串联开关关闭，P2并联开关打开。此时P1处并联开关与P2处串联开关均承受电压，RFC-P1串联开关承受电流。
串并结构实现的单刀N掷开关SPNT的结构如图2所示，当RFC-Pn传输功率较大时，Pn处并联到地的开关需要承受大电压，RFC-Pn之间的开关既会承受大电压（开关OFF）又要承受大电流（开关ON）。
RFC-P1导通时的等效电路如图3所示，根据FET开关基本特性，ON状态等效成电阻，OFF状态等效成电容。在节点X上会存在由SW2_s …SWn_s组成的等效电容，并联在X的等效电容值随着FET面积、Pn数目增大而增大，电容值较大时对于交流信号呈现低阻抗，信号会穿过等效电容，进而出现明显的功率泄漏，在开关面积较大且通道数较多时会严重影响RFC-P1的插入损耗。
发明内容
本实用新型旨在针对目前RFC-Pn之间的开关既会承受大电压（开关OFF）又要承受大电流（开关ON）的技术问题，增加开关中FET的层叠数量来解决开关OFF时承受的大电压问题，增加开关中FET的面积来解决开关ON时承受的大电流问题。
为实现上述技术目的，本实用新型提供大功率多通道射频开关，包括多个开关；所述大功率多通道射频开关的公共RFC端口至各个端口呈树状，公共RFC端口作为树根，从公共RFC端口到各端口作为树干，从树根至树干多个开关被分为n级，且每级有多个开关；
第n级的每个开关的一端连接上级开关，另一端连接对应的端口；
各个端口至地GND之间分别连接一个开关作为树枝。
以上技术方案额定进一步改进：公共RFC端口连接第一级的2个开关，第二级至第n-1级的每个开关连接2个下一级开关。
以上技术方案的进一步改进：所述开关采用场效应管开关。
以上技术方案的进一步改进：从树根至树干分为3级开关，其中第一级包括两个开关，第一级的每个开关连接第二级的两个开关，第二级的每个开关分别连接2个第三级开关，第三级的每个开关分别连接对应的端口。
以上技术方案的进一步改进：所有场效应管开关的晶体管面积保持一致。
以上技术方案的进一步改进：同级的传输线路长度相同。
本实用新型所取得有益技术效果：本实用新型提供的开关电路通过增加开关中FET的面积来解决开关ON时承受的大电流问题；减小信号端看出去的旁路等效电容，同时减小信号端看出去的旁路等效电容，减小高频时通路RFC-端口的插入损耗；相比较串并结构，本申请在高频对于插入损耗的优化明显。
附图说明
图1为现有技术中串并联结构开关电路；
图2为现有多通道SPNT开关结构图；
图3为现有RFC-P1状态等效结构图；
图4为实施例提供的大功率多通道射频开关结构示意图；
图5为实施例提供的大功率多通道射频开关等效结构图；
图6为实施例提供的大功率多通道射频开关与现有技术的插入损耗仿真结果对比。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明。
本申请在串并结构的基础上，采用了树状结构。
以单刀8掷开关SP8T为例。
实施例1：大功率多通道射频开关，能够降低通道的插入损耗，如图4所示，具体分析如下包括：
公共端口RFC-端口Pn之间采用树状连接形式，RFC处为树根，Pn到地GND处为树枝。
从树根公共端口RFC至端口Pn之间的树干分为3级开关，其中第一级包括两个开关SW1_1、SW1_2，第一级的每个开关连接第二级的两个开关，第二级的每个开关分别连接2个第三级开关，第三级的每个开关分别连接对应的端口。
为保证RFC-Pn间承受大电流，SW1,SW2,SW3三级开关的晶体管面积需保持一致，SW1与SW2的FET层叠数量远小于SW3，如公共RFC端口连接第一级的2个开关，第二级至第n-1级的每个开关连接2个下一级开关，以减小串联开关SW1、SW2导通时带来额外插入损耗。
考虑树枝处开关与串并结构存在相同的承电压与承电流问题，因此SW3与经典串并结构开关的面积数量保持一致，即图4中SW3_1~ SW3_8与端口P1~P8与现有技术图2中的SW1_s~SWn_s与端口P1~Pn的连接方式和数量相同；图4中端口P1~P8连接到地GND的开关数量与连接方式与图2中现有端口P1~Pn连接到地GND的开关数量与连接方式相同。
当ANT-P1状态时，开关等效状态如图5所示，RFC-P1间直线串联的开关ON，即SW1_1，SW2_1，SW3_1，等效成电阻。其它开关均OFF等效成电容。
SW3的电容两两并联然后与SW2串联，电容并联，电容值增大，串联电容值减小，因此信号从节点Y往SW2_2看进去的容性相比较SW3_3与SW3-4并联所表现的电容值小，往SW2_2的泄漏的信号也随之减小，同理信号往SW1_2看过去的电容也远比SW3_5、SW3_6、SW3_7、SW3_8并联表现的电容值小，从而达到降低信号泄漏的效果。
通过以上对本申请的工作机理分析，按照本申请所述，在电磁仿真软件中得到如下图6仿真结果。可以看出，因本申请减小信号端看出去的旁路等效电容，相比较串并结构，本申请在高频对于插入损耗的优化明显。
本实用新型提供的开关电路，在大功率传输情况下，通过增加开关中FET的面积解决开关ON时承受的大电流问题，同时减小信号端看出去的旁路等效电容，减小高频时通路RFC-端口的插入损耗。
以上对本实用新型及其实施方式进行了描述，这种描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。
Claims (6)
1.大功率多通道射频开关，其特征在于，包括多个开关；所述大功率多通道射频开关的公共RFC端口至各个端口呈树状，公共RFC端口作为树根，从公共RFC端口到各端口作为树干，从树根至树干多个开关被分为n级，且每级有多个开关；
第n级的每个开关的一端连接上级开关，另一端连接对应的端口；
各个端口至地GND之间分别连接一个开关作为树枝。
2.根据权利要求1所述的大功率多通道射频开关，其特征在于，公共RFC端口连接第一级的2个开关，第二级至第n-1级的每个开关连接2个下一级开关。
3.根据权利要求1所述的大功率多通道射频开关，其特征在于，所述开关采用场效应管开关。
4.根据权利要求1所述的大功率多通道射频开关，其特征在于，从树根至树干分为3级开关，其中第一级包括两个开关，第一级的每个开关连接第二级的两个开关，第二级的每个开关分别连接2个第三级开关，第三级的每个开关分别连接对应的端口。
5.根据权利要求3所述的大功率多通道射频开关，其特征在于，
所有场效应管开关的晶体管面积保持一致。
6.根据权利要求1所述的大功率多通道射频开关，其特征在于，同级的传输线路长度相同。
Priority Applications (1)
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| CN202122891811.3U CN216625707U (zh) | 2021-11-24 | 2021-11-24 | 大功率多通道射频开关 |
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| CN202122891811.3U CN216625707U (zh) | 2021-11-24 | 2021-11-24 | 大功率多通道射频开关 |
Publications (1)
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| CN216625707U true CN216625707U (zh) | 2022-05-27 |
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Family Applications (1)
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| CN202122891811.3U Active CN216625707U (zh) | 2021-11-24 | 2021-11-24 | 大功率多通道射频开关 |
Country Status (1)
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2021
- 2021-11-24 CN CN202122891811.3U patent/CN216625707U/zh active Active
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