CN217985017U - 微波固态开关中抑制视频泄漏的滤波电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种微波固态开关中抑制视频泄漏的滤波电路，包括：两个滤波单元，两个滤波单元均设在微带线上，微带线上输送有射频信号，微带线上具有微波固态开关组件，两个滤波单元分别位于微波固态开关组件的两侧，两个滤波单元用于减小微波固态开关组件产生的视频泄露信号。本实用新型通过将两个滤波单元分别设置在微波固态开关的两侧，从而滤除射频信号上数百兆赫兹的视频泄漏干扰，并让射频信号无损通过。

Description

微波固态开关中抑制视频泄漏的滤波电路

技术领域

本实用新型属于滤波电路技术领域，具体涉及一种微波固态开关中抑制视频泄漏的滤波电路。

背景技术

射频和微波开关可在多个传输路径内高效地切换和发送信号，在所有的射频前端设计中，开关技术起着关键的作用。现代无线通讯常常需要设计宽带多频带射频前端以支持不同频段和不同标准，这也导致了对前端中宽带多频段射频元部件的大量需求。这些宽带多频段射频元部件包括天线、滤波器、放大器还有开关等，其中尤以宽带开关吸引了更多关注，因为宽带开关可以帮助减少或组合射频部件的使用及重复使用珍贵的电路空间，从而减少宽带前端的尺寸和降低前端成本。

随着人类无线通讯向电磁频谱的高端不断迁移，射频、微波和毫米波开关在高频测试仪器和测试系统中得到了越来越多的应用。由众多开关智能组成的开关矩阵可以指挥射频信号游走于多个测试仪器和被测件之间，使得多个测试任务可以在同一测试系统中完成，从而减少很多不必要的频繁系统断开和重链接，这也使得量产环境下的自动化测试成为可能。

而在众多高频开关中，固态PIN开关由于其高可靠性、无限使用寿命、轻量小型化耐冲击、纳秒级开关速度等优异特性，正在微波/毫米波通信系统、开关矩阵组件及高频半导体电子生产测试环境等中得到越来越大量的使用。

然而，固态PIN开关由其驱动脉冲信号引入的视频泄漏却常常对周边电路和系统集成带来很大困扰，有时甚至会限制它的使用范围。视频泄漏可被理解为没有射频信号存在时，在开关射频端口上显现的寄生信号。这些信号来自开关驱动器产生的波形，特别是来自PIN二极管高速开关要求的前沿电压尖峰，顾名思义，它们的频谱一般都在1GHz以内的数十到数百MHz范围。视频泄漏的幅度决定于开关设计和开关驱动器，当视频泄漏有较高幅度时，就有可能损坏敏感器件，例如使用低功率开关(-100dBmON/OFF)和仪器的卫星收发机。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

为此，本实用新型提出一种微波固态开关中抑制视频泄漏的滤波电路，该微波固态开关中抑制视频泄漏的滤波电路具有能够对微波固态开关中的视频泄漏进行有效抑制的优点。

根据本实用新型实施例的微波固态开关中抑制视频泄漏的滤波电路，包括：两个滤波单元，两个所述滤波单元均设在微带线上，所述微带线上输送有射频信号，所述微带线上具有微波固态开关组件，两个所述滤波单元分别位于所述微波固态开关组件的两侧，两个所述滤波单元用于减小所述微波固态开关组件产生的视频泄露信号。

根据本实用新型一个实施例，所述微带线上具有开缝，所述滤波单元包括：第一电容、第二电容和第一电感，所述第一电容的一端与所述开缝的一侧相连，所述第一电容的另一端与所述第二电容的一端相连，所述第二电容的另一端与所述开缝的另一侧相连，所述第一电感的一端与所述第一电容的另一端相连，所述第一电感的另一端接地。

根据本实用新型一个实施例，所述微带线上具有开缝，所述滤波单元包括：第一电容、第二电容、第三电容、第一电感和第二电感，所述第一电容的一端与所述开缝的一侧相连，所述第一电容的另一端与所述第二电容的一端相连，所述第二电容的另一端与所述第三电容的一端相连，所述第三电容的另一端与所述开缝的另一侧相连，所述第一电感的一端与所述第一电容的另一端相连，所述第一电感的另一端接地，所述第二电感的一端与所述第二电容的另一端相连，所述第二电感的另一端接地。

根据本实用新型一个实施例，所述微波固态开关组件包括PIN开关和TTL驱动电路，所述PIN开关接入所述微带线中，以控制所述微带线上射频信号的开闭，所述TTL驱动电路与所述PIN开关相连，以将控制信号转换为偏置电流，通过偏置电流改变所述PIN开关的阻抗。

根据本实用新型一个实施例，所述第一电容和所述第二电容均为单层电容。

根据本实用新型一个实施例，所述第一电容、所述第二电容和所述第三电容均为单层电容。

根据本实用新型一个实施例，所述第一电感为第一长金线。

根据本实用新型一个实施例，所述第一电感为第一长金线，所述第二电感为第二长金线。

本实用新型的有益效果是，本实用新型通过设置第一电容、第二电容和第一电感进行单级滤波或设置第一电容、第二电容、第三电容、第一电感和第二电感进而两级滤波，亦或是通过设置多个电容和多个电感进行多级滤波，从而滤除数百兆赫兹的视频泄漏干扰，并让射频信号无损通过；本实用新型无需额外设置任何滤波抑制部件，而仅是在开关内部电路中安装几个单层电容块和几根金线，即可实现对开关视频泄漏的抑制。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型的微波固态开关中抑制视频泄漏的滤波电路的结构示意图；

图2是对比例中滤波单元的结构示意图；

图3是实施例1中滤波单元的结构示意图；

图4是实施例2中滤波单元的结构示意图；

图5是实施例1插入在射频信号的传输路径之后的结构示意图；

图6是实施例2插入在射频信号的传输路径之后的结构示意图；

图7是对比例的频率响应曲线；

图8是实施例1的频率响应曲线；

图9是实施例2的频率响应曲线；

图10是实施例1中第一电容第二电容12均为3.3pF、第一电感为12.1nH时的频率响应曲线；

附图标记：

PIN开关1、TTL驱动电路2、微带线3、微带块31、滤波单元4、隔直电容5、第一电容11、第二电容12、第一金线13、第一长金线14、第三电容15、第二金线16、第二长金线17、第一电感21、第二电感22。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面参考附图具体描述本实用新型实施例的微波固态开关中抑制视频泄漏的滤波电路。

如图1至图10所示，根据本实用新型实施例的微波固态开关中抑制视频泄漏的滤波电路，包括：两个滤波单元4，两个滤波单元4均设在微带线3上，微带线3上输送有射频信号，微带线3上具有微波固态开关组件，两个滤波单元4分别位于微波固态开关组件的两侧，两个滤波单元4用于减小微波固态开关组件产生的视频泄露信号。进一步地，微波固态开关组件包括PIN开关1和TTL驱动电路2，PIN开关1接入微带线3中，以控制微带线3上射频信号的开闭，TTL驱动电路2与PIN开关1相连，以将控制信号转换为偏置电流，通过偏置电流改变PIN开关1的阻抗。也就是说，外部的控制信号通过TTL驱动电路2后转换为偏置电流，将偏置电流加在PIN开关1上，通过改变PIN开关1的阻抗实现对射频信号的开或关。总之，滤波单元4的作用是阻断微波固态开关组件的偏置电压/电流影响到外围电路，同时也阻断任何外围电压对微波固态开关组件工作的影响。

对比例

如图2所示，滤波单元4由一个隔直电容5构成，图7是采用对比例的方案的频率响应曲线，从图7中可以看出在200MHz的视频泄露衰减为10dB。

实施例1

如图3所示，微带线3上具有开缝，滤波单元4包括：第一电容11、第二电容12和第一电感21，第一电容11的一端与开缝的一侧相连，第一电容11的另一端与第二电容12的一端相连，第二电容12的另一端与开缝的另一侧相连，第一电感21的一端与第一电容11的另一端相连，第一电感21的另一端接地。进一步地，第一电容11和第二电容12均为单层电容。

如图5所示，实施例1还公开了一种插入方法，将的微波固态开关中抑制视频泄漏的滤波电路插入在射频信号的传输路径上，插入方法包括以下步骤，步骤一：断开微带线3，使微带线3上形成开缝；步骤二：利用导电胶将第一电容11安装在开缝一侧的微带线3上，利用导电胶将第二电容12安装在开缝另一侧的微带线3上；步骤三：将第一金线13的一端键合在第一电容11的顶部，将第一金线13的另一端键合在第二电容12的顶部，第一金线13的数量至少为一个；步骤四：将第一长金线14的一端键合在第一电容11的顶部，将第一长金线14的另一端接地，并使第一长金线14拱起，此时第一长金线14在微波毫米波的极高频等效为第一电感21。

优选地，通过改变第一长金线14的长度或改变第一长金线14拱起的变形程度或改变第一长金线14的直径或采用多个第一长金线14并接的方式，来微调等效的第一电感21的电感量。

也就是说，在微带线3断开处，第一电容11和第二电容12通过导电胶分别固定在断开的微带线3两侧，通过第一金线13将第一电容11和第二电容12连接起来，同时通过第一长金线14接地，而第一长金线14可以等效为第一电感21，在实际应用时，不同的TTL控制脉冲激发的视频干扰频率也会变化，可相应调整第一电容11和第二电容12的电容值，调整第一电感21的电感值，以达到最佳的抑制效果。

图8是采用实施例1的方案的频率响应曲线，从图8中可以看出在200MHz的视频泄露衰减为30dB。当第一电容11和第二电容12均为3.3pF，第一电感21为12.1nH时，频率响应曲线如图10所示，从图10可以看出，可以滤除600MHz以下的视频泄漏，并在200MHz处产生约30dB的抑制。

实施例2

如图4所示，微带线3上具有开缝，滤波单元4包括：第一电容11、第二电容12、第三电容15、第一电感21和第二电感22，第一电容11的一端与开缝的一侧相连，第一电容11的另一端与第二电容12的一端相连，第二电容12的另一端与第三电容15的一端相连，第三电容15的另一端与开缝的另一侧相连，第一电感21的一端与第一电容11的另一端相连，第一电感21的另一端接地，第二电感22的一端与第二电容12的另一端相连，第二电感22的另一端接地。进一步地，第一电容11、第二电容12和第三电容15均为单层电容。

如图6所示，实施例2还公开了一种插入方法，将的微波固态开关中抑制视频泄漏的滤波电路插入在射频信号的传输路径上，插入方法包括以下步骤，步骤一：断开微带线3，使微带线3上形成两个开缝，在两个开缝之间形成一微带块31；步骤二：利用导电胶将第一电容11安装在一开缝一侧的微带线3上，利用导电胶将第二电容12和第三电容15安装在微带块31上；步骤三：将第一金线13的一端键合在第一电容11的顶部，将第一金线13的另一端键合在第二电容12的顶部，第一金线13的数量至少为一个；步骤四：将第一长金线14的一端键合在第一电容11的顶部，将第一长金线14的另一端接地，并使第一长金线14拱起，此时第一长金线14在微波毫米波的极高频等效为第一电感21；步骤五：将第二金线16的一端键合在第三电容15的顶部，将第二金线16的另一端键合在另一开缝一侧的微带线3上，第二金线16的数量至少为一个；步骤六：将第二长金线17的一端键合在微带块31上，将第二长金线17的另一端接地，并使第二长金线17拱起，此时第二长金线17在微波毫米波的极高频等效为第二电感22。

进一步地，通过改变第一长金线14的长度或改变第一长金线14拱起的变形程度或改变第一长金线14的直径或采用多个第一长金线14并接的方式，来微调等效的第一电感21的电感量；通过改变第二长金线17的长度或改变第二长金线17拱起的变形程度或改变第二长金线17的直径或采用多个第二长金线17并接的方式，来微调等效的第二电感22的电感量。

也就是说，在微带线3断开两处后，微带线3分为左右两段和中间的微带块31，第一电容11通过导电胶固定在左段微带线3上，第二电容12和第三电容15均通过导电胶固定在微带块31上，通过第一金线13将第一电容11和第二电容12连接起来，同时通过第一长金线14将第一电容11接地，而第一长金线14可以等效为第一电感21，通过第二金线16将第三电容15和右段微带线3连接起来，通过第二长金线17将微带块31接地，而第二长金线17可以等效为第二电感22。在实际应用时，不同的TTL控制脉冲激发的视频干扰频率也会变化，可相应调整第一电容11、第二电容12和第三电容15的电容值，调整第一电感21和第二电感22的电感值，以达到最佳的抑制效果。

图9是采用实施例2的方案的频率响应曲线，从图9中可以看出在200MHz的视频泄露衰减接近50dB。满足了大多数场合下对开关视频泄漏的抑制要求。

综上，本申请实施例1对于200MHz的视频泄漏的衰减由对比例的10dB提高到了近30dB，本申请实施例2对于200MHz的视频泄漏的衰减由对比例的10dB提高到了近50dB。

本实用新型通过设置第一电容11、第二电容12和第一电感21进行单级滤波或设置第一电容11、第二电容12、第三电容15、第一电感21和第二电感22进而两级滤波，亦或是通过设置多个电容和多个电感进行多级滤波，从而滤除数百兆赫兹的视频泄漏干扰，并让射频信号无损通过；本实用新型无需额外设置任何滤波抑制部件，而仅是在开关内部电路中通过导电胶安装几个单层电容块并键合几根金线，利用拱起的金线等效为电感，即可实现对开关视频泄漏的抑制，插入过程简单有效。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种微波固态开关中抑制视频泄漏的滤波电路，其特征在于，包括：

两个滤波单元，两个所述滤波单元均设在微带线上，所述微带线上输送有射频信号，所述微带线上具有微波固态开关组件，两个所述滤波单元分别位于所述微波固态开关组件的两侧，两个所述滤波单元用于减小所述微波固态开关组件产生的视频泄露信号。

2.根据权利要求1所述的微波固态开关中抑制视频泄漏的滤波电路，其特征在于，所述微带线上具有开缝，所述滤波单元包括：第一电容、第二电容和第一电感，所述第一电容的一端与所述开缝的一侧相连，所述第一电容的另一端与所述第二电容的一端相连，所述第二电容的另一端与所述开缝的另一侧相连，所述第一电感的一端与所述第一电容的另一端相连，所述第一电感的另一端接地。

3.根据权利要求1所述的微波固态开关中抑制视频泄漏的滤波电路，其特征在于，所述微带线上具有开缝，所述滤波单元包括：第一电容、第二电容、第三电容、第一电感和第二电感，所述第一电容的一端与所述开缝的一侧相连，所述第一电容的另一端与所述第二电容的一端相连，所述第二电容的另一端与所述第三电容的一端相连，所述第三电容的另一端与所述开缝的另一侧相连，所述第一电感的一端与所述第一电容的另一端相连，所述第一电感的另一端接地，所述第二电感的一端与所述第二电容的另一端相连，所述第二电感的另一端接地。

4.根据权利要求1所述的微波固态开关中抑制视频泄漏的滤波电路，其特征在于，所述微波固态开关组件包括PIN开关和TTL驱动电路，所述PIN开关接入所述微带线中，以控制所述微带线上射频信号的开闭，所述TTL驱动电路与所述PIN开关相连，以将控制信号转换为偏置电流，通过偏置电流改变所述PIN开关的阻抗。

5.根据权利要求2所述的微波固态开关中抑制视频泄漏的滤波电路，其特征在于，所述第一电容和所述第二电容均为单层电容。

6.根据权利要求3所述的微波固态开关中抑制视频泄漏的滤波电路，其特征在于，所述第一电容、所述第二电容和所述第三电容均为单层电容。

7.根据权利要求2所述的微波固态开关中抑制视频泄漏的滤波电路，其特征在于，所述第一电感为第一长金线。

8.根据权利要求3所述的微波固态开关中抑制视频泄漏的滤波电路，其特征在于，所述第一电感为第一长金线，所述第二电感为第二长金线。

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