一种吸收式射频开关的制作方法

本发明属于电子领域，尤其涉及一种吸收式射频开关。

背景技术：

请参阅图1，现有技术的吸收式单刀单掷射频开关包括输入端口51和输出端口52，输出端口52接有负载53。当开关置于“开”状态时，RF信号可以自输入端口51至输出端口52以最小开关损耗传送。当开关置于“关”状态时，由于输出端口52具有吸收性，在输出端口52的RF信号可有效地被负载53所吸收。换句话说，无论开关是在“开”还是“关”的状态，输出端口52具有良好的回波损耗。回波损耗对于许多天线的应用是至关重要的，当开关处于“关”状态时，与其它RF系统耦合的能量就可以有效的被吸收从而减少与相邻RF系统之间的互耦。然而，现有技术的吸收式单刀单掷射频开关隔离度较低。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种吸收式射频开关，旨在解决现有技术的吸收式射频开关隔离度较低的问题。

本发明提供了一种吸收式射频开关，所述吸收式射频开关包括第一RF传输线，分别位于第一RF传输线两端的输入端口和输出端口，依次连接的第一PIN二极管、RF短路结构、第一滤波器和第一直流偏置电压，其中，第一PIN二极管接输入端口，所述吸收式射频开关还包括依次连接的第二PIN二极管、第二RF传输线、RF负载、第三RF传输线和第二直流偏置电压，其中，第二PIN二极管接输出端口，从而形成吸收式单刀单掷射频开关。

进一步地，所述第三RF传输线和第二直流偏置电压之间连接有第二滤波器。

进一步地，所述吸收式单刀单掷射频开关是通过印刷电路来实现的，所述第一RF传输线和RF短路结构之间具有缝隙，第一PIN二极管位于缝隙上方，焊接于第一RF传输线和RF短路结构之间；第一RF传输线和第二RF传输线之间具有缝隙，第二PIN二极管位于缝隙上方，焊接于第一RF传输线和第二RF传输线之间；第二RF传输线和第三RF传输线之间具有缝隙，RF负载位于缝隙上方，焊接于第二RF传输线和第三RF传输线之间；RF短路结构和第一滤波器之间通过高阻抗传输线连接，第一直流偏置电压的一端接在高阻抗传输线和第一滤波器之间，第二直流偏置电压的一端接在第三RF传输线和第二滤波器之间。

进一步地，所述RF短路结构和第一滤波器呈扇形，所述高阻抗传输线和第三RF传输线以类似于高斯曲线的方式弯曲。

进一步地，所述吸收式射频开关包括两个所述吸收式单刀单掷射频开关，其中，两个吸收式单刀单掷射频开关的输入端口通过传输线合并成一个输入端口，从而形成吸收式单刀双掷射频开关。

进一步地，所述吸收式单刀双掷射频开关在合并后的输入端口依次接第一PIN二极管、RF短路结构、高阻抗传输线和第一滤波器，高阻抗传输线和第一滤波器之间接第一直流偏置电压的一端。

进一步地，所述吸收式射频开关包括两个所述吸收式单刀双掷射频开关，其中，两个吸收式单刀双掷射频开关的输入端口通过传输线合并成一个输入端口，从而形成吸收式单刀四掷射频开关。

进一步地，所述吸收式单刀四掷射频开关在合并后的输入端口依次接第一PIN二极管、RF短路结构、高阻抗传输线和第一滤波器，高阻抗传输线和第一滤波器之间接第一直流偏置电压的一端。

进一步地，所述吸收式射频开关包括四个所述吸收式单刀四掷射频开关，其中，每两个吸收式单刀四掷射频开关的输入端口通过传输线合并成一个输入端口，从而形成吸收式单刀八掷射频开关，两个吸收式单刀八掷射频开关的输入端口通过传输线合并成一个输入端口，从而形成吸收式单刀十六掷射频开关。

进一步地，在每个所述吸收式单刀八掷射频开关的合并后的输入端口依次接第一PIN二极管、RF短路结构、高阻抗传输线和第一滤波器，高阻抗传输线和第一滤波器之间接第一直流偏置电压的一端。

在本发明中，由于吸收式射频开关包括RF短路结构和第一滤波器，因此最小化第一直流偏置电压的RF溢出，从而提高了吸收式射频开关的隔离度和开关的速度；由于吸收式射频开关包括第二滤波器，因此可以最小化漏进第二直流偏置电压的射频干扰带来的耦合到其它开关端口的能量；由于RF短路结构和第一滤波器呈扇形，所述高阻抗传输线和第三RF传输线以类似于高斯曲线的方式弯曲，因此使得设计自由度相对降低，而且占用空间小，有利于工程师调整参数以找到最佳的性能点；又由于所述吸收式单刀双掷射频开关在合并后的输入端口依次接第一PIN二极管、RF短路结构、高阻抗传输线和第一滤波器，高阻抗传输线和第一滤波器之间接第一直流偏置电压的一端，因此能获得更高的隔离度。

附图说明

图1是现有技术的吸收式单刀单掷射频开关的示意图。

图2是本发明实施例一提供的吸收式单刀单掷射频开关的电路原理图。

图3是本发明实施例一提供的吸收式单刀单掷射频开关的印刷电路示意图。

图4是本发明实施例二提供的吸收式单刀双掷射频开关的印刷电路示意图。

图5是本发明实施例二提供的2.6GHz的吸收式单刀双掷射频开关的两个输出端口之间隔离度示意图。

图6是本发明实施例三提供的吸收式单刀四掷射频开关的印刷电路示意图。

图7是本发明实施例四提供的吸收式单刀十六掷射频开关的印刷电路示意图。

图8至图11是本发明实施例四提供的吸收式单刀十六掷射频开关的性能图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

实施例一：

请参阅图2，本发明实施例一提供的吸收式射频开关，具体为吸收式单刀单掷射频开关包括第一RF传输线23，分别位于第一RF传输线23两端的输入端口21和输出端口22，依次连接的第一PIN二极管24、RF短路结构25、第一滤波器26和第一直流偏置电压27，其中，第一PIN二极管24接输入端口21；吸收式单刀单掷射频开关还包括依次连接的第二PIN二极管28、第二RF传输线29、RF负载30、第三RF传输线31、第二滤波器32和第二直流偏置电压33，其中，第二PIN二极管28接输出端口22。

RF短路结构25对于吸收式射频开关获得“关”状态而言是非常必要的。当开关需要阻断射频信号时,RF短路结构25所产生的短路效应使得射频信号产生反向位全反射效应,进而反射信号与发射信号抵消产生”关”状态。第一滤波器26用于最小化第一直流偏置电压27的RF溢出，从而提高了吸收式射频开关的隔离度和开关的速度。第二PIN二极管28作为RF负载30的门限，当第二PIN二极管28开启时，RF能量可以匹配进入第二RF传输线29(一般为50欧姆传输线)，然后由RF负载30吸收。第二滤波器32可以最小化漏进第二直流偏置电压33的射频干扰带来的耦合到其它开关端口的能量，第二滤波器32是在工作RF频率上的抑制频带的滤波器。

在本发明实施例一中，吸收式单刀单掷射频开关也可以省略第二滤波器32，第三RF传输线31和第二直流偏置电压33直接连接。

请参阅图3，是本发明实施例一提供的吸收式单刀单掷射频开关的印刷电路示意图。本发明实施例一提供的吸收式单刀单掷射频开关是通过印刷电路来实现的。

第一RF传输线23和RF短路结构25之间具有缝隙，第一PIN二极管24位于缝隙上方，焊接于第一RF传输线23和RF短路结构25之间；第一RF传输线23和第二RF传输线29之间具有缝隙，第二PIN二极管28位于缝隙上方，焊接于第一RF传输线23和第二RF传输线29之间；第二RF传输线29和第三RF传输线31之间具有缝隙，RF负载30位于缝隙上方，焊接于第二RF传输线29和第三RF传输线31之间；RF短路结构25和第一滤波器26之间通过高阻抗传输线256连接。第一直流偏置电压27的一端接在高阻抗传输线256和第一滤波器26之间。第二直流偏置电压33的一端接在第三RF传输线31和第二滤波器32之间。

RF短路结构25和第一滤波器26呈扇形，高阻抗传输线256和第三RF传输线31以类似于高斯曲线的方式弯曲。高阻抗传输线256相当于四分之一波长的传输线，第三RF传输线31相当于一个波长的传输线，采用这些形状使得设计自由度相对降低，而且占用空间小，有利于工程师调整参数以找到最佳的性能点。通过调整RF短路结构25、第一滤波器26、高阻抗传输线256和第一直流偏置电压27的相对位置关系和各自的形状大小可使开关的印刷电路面积减小，使开关在狭小的印刷电路面积范围内形成滤波器特性。

实施例二：

请参阅图4，本发明实施例二提供的吸收式单刀双掷射频开关包括两个本发明实施例一提供的吸收式单刀单掷射频开关，其中，两个吸收式单刀单掷射频开关的输入端口通过传输线41合并成一个输入端口42。

在本发明实施例二中，为了获得更高的隔离度，可在合并后的输入端口42依次接第一PIN二极管43、RF短路结构44、高阻抗传输线45和第一滤波器46，高阻抗传输线45和第一滤波器46之间接第一直流偏置电压47的一端。

本发明实施例二提供的2.6GHz的吸收式单刀双掷射频开关的两个输出端口之间隔离度示意图如图5所示，两个输出端口之间的隔离度可很容易地达到30dB以上。

实施例三：

请参阅图6，本发明实施例三提供的吸收式单刀四掷射频开关包括两个本发明实施例二提供的吸收式单刀双掷射频开关，其中，两个吸收式单刀双掷射频开关的输入端口通过传输线61合并成一个输入端口62。

在本发明实施例三中，为了获得更高的隔离度，可在合并后的输入端口62依次接第一PIN二极管63、RF短路结构64、高阻抗传输线65和第一滤波器66，高阻抗传输线65和第一滤波器66之间接第一直流偏置电压67的一端。

实施例四：

请参阅图7，本发明实施例四提供的吸收式单刀十六掷射频开关包括四个本发明实施例三提供的吸收式单刀四掷射频开关，其中，每两个吸收式单刀四掷射频开关的输入端口通过传输线合并成一个输入端口，形成吸收式单刀八掷射频开关。在本发明实施例四中，为了获得更高的隔离度，可在吸收式单刀八掷射频开关的合并后的输入端口依次接第一PIN二极管、RF短路结构、高阻抗传输线和第一滤波器，高阻抗传输线和第一滤波器之间接第一直流偏置电压的一端。两个吸收式单刀八掷射频开关的输入端口通过传输线合并成一个输入端口，形成吸收式单刀十六掷射频开关。

图8至图11是本发明实施例四提供的吸收式单刀十六掷射频开关的性能图。

在本发明实施例中，由于吸收式射频开关包括RF短路结构和第一滤波器，因此最小化第一直流偏置电压的RF溢出，从而提高了吸收式射频开关的隔离度和开关的速度；由于吸收式射频开关包括第二滤波器，因此可以最小化漏进第二直流偏置电压的射频干扰带来的耦合到其它开关端口的能量；由于RF短路结构和第一滤波器呈扇形，所述高阻抗传输线和第三RF传输线以类似于高斯曲线的方式弯曲，因此使得设计自由度相对降低，而且占用空间小，有利于工程师调整参数以找到最佳的性能点；又由于所述吸收式单刀双掷射频开关在合并后的输入端口依次接第一PIN二极管、RF短路结构、高阻抗传输线和第一滤波器，高阻抗传输线和第一滤波器之间接第一直流偏置电压的一端，因此能获得更高的隔离度。

通过本发明实施例的方案，可以使大单刀多掷SPNT开关获得小型结构。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。