本发明涉及射频开关,具体为一种低插损高隔离收发开关。
背景技术:
1、收发组件也称发射和接收模块/收发模块,几乎应用于所有的电子系统中。无论是军用雷达系统、卫星通信系统还是地面上常见的无线通信系统,收发组件都是其最基础的构成,也是影响系统性能的主要部分。现如今,为节省成本、减少电路体积和冗余设计,通常采用环形器或收发开关使接收通道和发射通道共用一副天线。环形器具有插损小,使用方便且无需电源供电的优点,但其体积一般较大,且不利于宽带应用;射频收发开关可根据需要控制天线与发射通道或接收通道的连接,且具有插损低,隔离度大,频带宽等特性,因而具有明显优势被广泛采用。
2、而随着现代无线通信系统的发展,对射频收发切换开关的插损、隔离度、开关速度、功率容量等方面有了更高的要求。因此,现在亟需一种低插损、高隔离度的收发开关。
技术实现思路
1、本发明所解决的技术问题在于当下的无线通信系统亟需一种低插损、高隔离度的收发开关。
2、本发明提供的基础方案:一种低插损高隔离收发开关,包括射频电路和驱动电路,所述射频电路包括收发开关、接收开关、负载以及用于信号传输的天线支路、发射支路、中转支路、吸收支路和接收支路;收发开关和接收开关为单刀双掷开关;
3、天线的输入端通过天线支路与收发开关的公共端连接,收发开关的活动端分别连接发射支路和中转支路的一端;接收开关的活动端分别连接中转支路的另一端以及吸收支路,接收开关的公共端与接收支路的一端连接;吸收支路连接负载的一端,负载的另一端接地;
4、所述发射支路和中转支路沿收发开关活动端分别连接单级pin二极管正极、偏置电路第一端以及隔直电容,所述吸收支路和中转支路沿接收开关活动端分别连接单级pin二极管正极、偏置电路第一端以及隔直电容;
5、偏置电路包括扼流电感和旁路电容,扼流电感的第一端作为偏置电路的第一端,旁路电容的第一端接地,扼流电感的第二端和旁路电容的第二端共接作为偏置电路的第二端和驱动电路输出端电连接。
6、进一步,所述天线支路沿收发开关公共端依次连接第一偏置电路和第一隔直电容c1,第一偏置电路包括第五扼流电感l5,第五扼流电感l5的第一端作为第一偏置电路的第一端与天线支路电连接,第五扼流电感l5的第二端作为第一偏置电路的第二端接地;
7、所述接收支路沿接收开关公共端依次连接第六偏置电路、第六隔直电容c6和收信机,第六偏置电路包括第六扼流电感l6,第六扼流电感l6的第一端作为第六偏置电路的第一端与接收支路电连接,第六扼流电感l6的第二端作为第六偏置电路的第二端接地。
8、进一步,所述驱动电路包括第一mosfet三极管q1、第二mosfet三极管q2、稳压二极管d1、第一控制电平k_in1、第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4和第五电阻r5;
9、第一电阻r1的第一端与第一控制电平k_in1电连接,第一电阻r1的第二端与第一mosfet三极管q1的栅极电连接,第一mosfet三极管q1的栅极与第二电阻r2的第一端电连接,第一mosfet三极管q1的源极分别与电源负极以及r2的第二端电连接;
10、第二mosfet三极管q2的栅极与第一mosfet三极管q1的漏极、稳压二极管d1的负极以及第三电阻r3的第一端电连接;第二mosfet三极管q2的漏极与第四电阻r4的第一端电连接,第三电阻r3的第二端与第四电阻r4的第二端以及电源正极电连接;第二mosfet三极管q2的源极与稳压二极管d1的正极以及第五电阻r5的第一端电连接,第五电阻r5的第二端作为驱动电路的输出端与射频电路电连接。
11、进一步,所述发射支路的与发信机电连接。
12、进一步,所述负载包括负载电阻、陶瓷片、铜板以及铜箔焊片,所述负载电阻封装于陶瓷片内,陶瓷片固定在铜板表面,铜板设有若干固定螺孔,负载电阻通过铜箔焊片引出与吸收支路电连接。
13、进一步,所述天线支路、发射支路、中转支路、吸收支路以及接收支路均采用微带线传输结构。
14、进一步,所述天线支路、发射支路、中转支路、吸收支路以及接收支路之间均采用金属腔体进行隔离。
15、本发明的原理及优点在于:本发明通过在射频电路接收通道增加了中转支路、接收开关、负载和吸收支路,降低了发信机对收信机的影响,提高了收发隔离度且未改变发射通道,实现了在保持发射通道插损最低情况下,降低了发信机对收信机的影响,而发射通道采用单级pin二极管串联,则使得发射通道插损较低。在驱动电路中采用了两级mosfet三极管,相较于传统开关驱动电路的单级mosfet三极管,高压建立时间较快,本发明的高压建立时间更快,能够有效提升射频pin二极管的导通和截止速度。
1.一种低插损高隔离收发开关,包括射频电路和驱动电路,其特征在于:所述射频电路包括收发开关、接收开关、负载以及用于信号传输的天线支路、发射支路、中转支路、吸收支路和接收支路;收发开关和接收开关为单刀双掷开关;
2.根据权利要求1所述的一种低插损高隔离收发开关,其特征在于:所述天线支路沿收发开关公共端依次连接第一偏置电路和第一隔直电容c1,第一偏置电路包括第五扼流电感l5,第五扼流电感l5的第一端作为第一偏置电路的第一端与天线支路电连接,第五扼流电感l5的第二端作为第一偏置电路的第二端接地;
3.根据权利要求2所述的一种低插损高隔离收发开关,其特征在于:所述驱动电路包括第一mosfet三极管q1、第二mosfet三极管q2、稳压二极管d1、第一控制电平k_in1、第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4和第五电阻r5;
4.根据权利要求3所述的一种低插损高隔离收发开关,其特征在于:所述发射支路的与发信机电连接。
5.根据权利要求4所述的一种低插损高隔离收发开关,其特征在于:所述负载包括负载电阻、陶瓷片、铜板以及铜箔焊片,所述负载电阻封装于陶瓷片内,陶瓷片固定在铜板表面,铜板设有若干固定螺孔,负载电阻通过铜箔焊片引出与吸收支路电连接。
6.根据权利要求5所述的一种低插损高隔离收发开关,其特征在于:所述天线支路、发射支路、中转支路、吸收支路以及接收支路均采用微带线传输结构。
7.根据权利要求6所述的一种低插损高隔离收发开关,其特征在于:所述天线支路、发射支路、中转支路、吸收支路以及接收支路之间均采用金属腔体进行隔离。