本發(fā)明涉及一種微波開(kāi)關(guān)雙工電路，具體涉及一種低視頻饋通泄露的寬帶微波開(kāi)關(guān)雙工電路。

背景技術(shù)：

微波測(cè)試儀器的工作帶寬越來(lái)越寬，因?yàn)槭褂迷捪拗萍案叩筒ǘ涡盘?hào)的處理的方式不同。在大多數(shù)情況下，寬帶微波測(cè)試儀器的發(fā)射通道分高低波段分別進(jìn)行信號(hào)的產(chǎn)生和處理。在信號(hào)的接收通道，也需要將寬帶的微波輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換分配到高低不同波段的通道分波段進(jìn)行分析處理?，F(xiàn)在，微波毫米波測(cè)試儀器的最低工作頻率越來(lái)越低，一般測(cè)試儀器的最低工作頻率到幾千赫茲(khz)。這樣，寬帶微波測(cè)試儀器的發(fā)射和接收通道中需要實(shí)現(xiàn)一種電路，這種電路能將包含到幾千赫茲(khz)低頻的低波段信號(hào)和微波頻段的高波段信號(hào)轉(zhuǎn)換合成到一個(gè)通路中發(fā)射輸出，反之，需要將包含幾千赫茲(khz)的低頻的寬帶的接收信號(hào)轉(zhuǎn)換分配到高低頻率不同波段的通道分別進(jìn)行分析處理。同時(shí)因?yàn)閮x器測(cè)試速度要求，要求這種電路具有較快的切換速度。

對(duì)于能將不同通道微波信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，主要有微波同軸機(jī)電開(kāi)關(guān)、微波電子開(kāi)關(guān)、微波開(kāi)關(guān)雙工電路等。

微波同軸機(jī)電開(kāi)關(guān)盡管插損、端口駐波、承受功率等都具有優(yōu)勢(shì)，但是其開(kāi)關(guān)速度慢、使用壽命有限是不可克服的缺點(diǎn)，由于現(xiàn)在快速測(cè)試的需求，微波同軸機(jī)電開(kāi)關(guān)在測(cè)試儀器中使用越來(lái)越少。

微波電子開(kāi)關(guān)主要包括pin二極管開(kāi)關(guān)和fet開(kāi)關(guān)。其中pin二極管開(kāi)關(guān)因?yàn)閜in二極管的固有特性，低頻存在截止頻率的限制，限制其在低頻段的使用。fet開(kāi)關(guān)盡管不存在截止頻率的限制，但是fet開(kāi)關(guān)存在低頻信號(hào)傳輸時(shí)，輸入功率壓縮點(diǎn)降低的問(wèn)題，頻率越低輸入功率壓縮點(diǎn)越低，這樣也限制其在低頻的使用。因?yàn)橐陨显?，?dāng)轉(zhuǎn)換通路中工作頻段有低于1mhz-10mhz的低頻信號(hào)時(shí)，限制了微波電子開(kāi)關(guān)的使用。

微波開(kāi)關(guān)雙工電路適用于高低波段不同頻率波段信號(hào)的轉(zhuǎn)換，一般微波開(kāi)關(guān)雙工電路采用電感電容元件實(shí)現(xiàn)雙工電路，因?yàn)槭褂迷南拗?，特別是高波段小容值電容限制，當(dāng)高低波段的分段點(diǎn)頻率較高時(shí)非常難以實(shí)現(xiàn)。同時(shí)，因?yàn)殡p工電路的分段點(diǎn)由電容和電感確定，電容和電感的精度誤差，會(huì)造成微波開(kāi)關(guān)雙工器分段點(diǎn)偏移，實(shí)現(xiàn)一致性較差。同時(shí)微波開(kāi)關(guān)雙工電路需要使用開(kāi)關(guān)控制元件來(lái)實(shí)現(xiàn)高隔離，一般使用pin二極管，微波開(kāi)關(guān)雙工電路中pin二極管開(kāi)關(guān)的通斷需要提供正負(fù)電壓變換的直流偏置。在開(kāi)關(guān)變換狀態(tài)，偏置電壓快速階躍變化會(huì)產(chǎn)生低頻的視頻饋通信號(hào)(一般會(huì)根據(jù)驅(qū)動(dòng)速度產(chǎn)生直流到幾百mhz的信號(hào)譜)。因?yàn)槲⒉ㄩ_(kāi)關(guān)雙工器一般需要工作到低頻率甚至到直流(dc)，產(chǎn)生的視頻饋通干擾在開(kāi)關(guān)雙工電路的工作頻率內(nèi)，會(huì)干擾正常傳輸?shù)男盘?hào)，特別是在需要快速捷變的儀器設(shè)備中，對(duì)后續(xù)的信號(hào)正常使用和處理產(chǎn)生非常大影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供了一種低視頻饋通泄露的寬帶微波開(kāi)關(guān)雙工電路，解決了現(xiàn)有技術(shù)在開(kāi)關(guān)變換狀態(tài)，偏置電壓快速階躍變化會(huì)產(chǎn)生低頻的視頻饋通信號(hào)，對(duì)信號(hào)的正常傳輸造成干擾的技術(shù)問(wèn)題。

本發(fā)明的低視頻饋通泄露的寬帶微波開(kāi)關(guān)雙工電路，包括高波段端口、高波段偏置電路、低波段端口、低波段偏置電路和公共端口，所述高波段偏置電路設(shè)置在所述高波段端口與所述公共端口之間，所述低波段偏置電路設(shè)置在所述低波段端口與所述公共端口之間；

所述高波段偏置電路包括與所述高波段端口串聯(lián)的第一隔直電容、第一pin二極管，以及與所述高波段端口并聯(lián)的高波段偏置，高波段偏置通過(guò)第一限流電阻和扼流電感連接在所述第一隔直電容和所述第一pin二極管之間；

所述低波段偏置電路包括與所述低波段端口串聯(lián)的低波段耦合電感，以及與低波段端口并聯(lián)的多個(gè)低波段pin二極管，所述低波段耦合電感的另一端連接公共端口，所述低波段pin二極管分別通過(guò)低波段隔直電容接地，并通過(guò)第二限流電阻連接低波段偏置。

作為優(yōu)選，所述第一限流電阻和第二限流電阻的阻值相同。高低波段的偏置控制，偏置電壓絕對(duì)值相同，極性相反，能在微波通路上抵消驅(qū)動(dòng)控制產(chǎn)生的影響，降低視頻饋通泄露。

作為優(yōu)選，所述低波段pin二極管包括第二pin二極管和第三pin二極管，所述第二pin二極管通過(guò)第二隔直電容接地，所述第三pin二極管通過(guò)第三隔直電容接地。為了提高低波段的隔離度，可以增加并聯(lián)的低波段pin二極管的數(shù)量。

作為優(yōu)選，所述低波段耦合電感采用微帶電路實(shí)現(xiàn)。微帶電路的耦合電感工作頻率能夠非常高，可以提高開(kāi)關(guān)雙工電路的工作頻率。

作為優(yōu)選，所述扼流電感采用加電的金絲實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)較小的電感值，以適應(yīng)高波段偏置電路較高的工作頻率。

作為優(yōu)選，所述第一隔直電容采用梁式引線電容，適于裝配。

作為優(yōu)選，所述低波段隔直電容采用平板電容，接地端通過(guò)微帶電路過(guò)孔接地。

作為優(yōu)選，所述第一限流電阻和第二限流電阻采用薄膜電阻實(shí)現(xiàn)。

本發(fā)明的低視頻饋通泄露的寬帶微波開(kāi)關(guān)雙工電路，能夠?qū)崿F(xiàn)包含極低頻率的寬帶信號(hào)的高低波段轉(zhuǎn)換合成或轉(zhuǎn)換分配，工作頻率達(dá)到dc-50ghz，具有較快的切換速度，高低波段頻率分段點(diǎn)能夠在較高頻段點(diǎn)實(shí)現(xiàn)，頻率分段點(diǎn)可以根據(jù)微帶耦合電感設(shè)計(jì)不同，選擇5ghz-20ghz頻段內(nèi)的任一頻率。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的低視頻饋通泄露的寬帶微波開(kāi)關(guān)雙工電路具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1)較高頻率的高低波段分段點(diǎn)實(shí)現(xiàn)：高波段pin二極管采用串聯(lián)結(jié)構(gòu)，避免高頻率分段點(diǎn)時(shí)小容值電容難實(shí)現(xiàn)的限制，實(shí)現(xiàn)較高頻率的分段點(diǎn)頻率。

2)電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，控制編制少：高低波段pin二極管采用串并聯(lián)結(jié)構(gòu)，一個(gè)偏置通路實(shí)現(xiàn)高低波段二級(jí)管的全控制，電路簡(jiǎn)單，控制偏置少。

3)具有較低的視頻饋通泄露：開(kāi)關(guān)雙工電路的pin二極管控制采用正負(fù)平衡加電方式，大大降低了開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)控制產(chǎn)生的視頻饋通泄露，減少視頻饋通對(duì)信號(hào)傳輸通路信號(hào)的影響。

4)寬頻帶，低插損：低波段耦合電感采用微帶匹配設(shè)計(jì)，工作頻率高；高波段采用微帶匹配設(shè)計(jì)，降低串聯(lián)pin二極管產(chǎn)生的寄生參數(shù)，降低插損，提高工作頻率。

5)生產(chǎn)一致性好：決定分段點(diǎn)頻率的低波段耦合電感采用微帶電路實(shí)現(xiàn)，加工精度高，生產(chǎn)一致性；高波段不使用小容值電容實(shí)現(xiàn)雙工電路，消除電容精度對(duì)雙工電路一致性的影響。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的低視頻饋通泄露的寬帶微波開(kāi)關(guān)雙工電路原理圖；

圖2為簡(jiǎn)化的微波開(kāi)關(guān)雙工電路原理圖；

圖3為dc-50ghz微波開(kāi)關(guān)雙工電路(6ghz分段點(diǎn))的裝配結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

實(shí)施例1：

如圖1所示，本實(shí)施例的低視頻饋通泄露的寬帶微波開(kāi)關(guān)雙工電路，包括高波段端口1、高波段偏置電路、低波段端口2、低波段偏置電路和公共端口3，所述高波段偏置電路設(shè)置在所述高波段端口1與所述公共端口3之間，所述低波段偏置電路設(shè)置在所述低波段端口2與所述公共端口3之間；

所述高波段偏置電路包括與所述高波段端口1串聯(lián)的第一隔直電容c1、第一pin二極管d1，以及與所述高波段端口1并聯(lián)的高波段偏置4，高波段偏置4通過(guò)第一限流電阻r1和扼流電感l(wèi)1連接在所述第一隔直電容c1和所述第一pin二極管d1之間；

所述低波段偏置電路包括與所述低波段端口2串聯(lián)的低波段耦合電感l(wèi)2，以及與低波段端口2并聯(lián)的第二pin二極管d2和第三pin二極管d3，為了提高低波段的隔離度，可以增加并聯(lián)的低波段pin二極管的數(shù)量。所述低波段耦合電感l(wèi)2的另一端連接公共端口3，所述第二pin二極管d2和第三pin二極管d3分別通過(guò)第二隔直電容c2和第三隔直電容c3接地，并通過(guò)第二限流電阻r2連接低波段偏置5。既能保證射頻接地，也能加入低波段偏置電壓。

進(jìn)一步的，本實(shí)施例中的第一限流電阻r1和第二限流電阻r2的阻值相同。高低波段的偏置控制，偏置電壓絕對(duì)值相同，極性相反，能在微波通路上抵消驅(qū)動(dòng)控制產(chǎn)生的影響，降低視頻饋通泄露。

進(jìn)一步的，本實(shí)施例中的低波段耦合電感l(wèi)2采用微帶電路實(shí)現(xiàn)。微帶電路的耦合電感工作頻率能夠非常高，可以提高開(kāi)關(guān)雙工電路的工作頻率。

進(jìn)一步的，本實(shí)施例中的扼流電感l(wèi)1采用加電的金絲實(shí)現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)較小的電感值，以適應(yīng)高波段偏置電路較高的工作頻率。

實(shí)施例2：

如圖1所示，本實(shí)施例的低視頻饋通泄露的寬帶微波開(kāi)關(guān)雙工電路的具體工作狀態(tài)為：當(dāng)高波段偏置4加正電壓，低波段偏置5加相同的負(fù)電壓時(shí)，高波段偏置電路串聯(lián)的pin二極管和低波段偏置電路并聯(lián)的pin二極管全部導(dǎo)通，這樣高波段端口1實(shí)現(xiàn)直通，低波段端口2實(shí)現(xiàn)隔離。同時(shí)，因?yàn)閮蓚€(gè)控制端的電壓相同，低波段端口2到公共端口3的通路上電位保持在零電位。當(dāng)高波段偏置4加負(fù)電壓，低波段偏置5加相同正電壓，高波段偏置電路串聯(lián)的pin二極管和低波段偏置電路并聯(lián)的pin二極管全部截止，這樣高波段端口1實(shí)現(xiàn)隔離，低波段端口2實(shí)現(xiàn)直通。同時(shí)因?yàn)榇⒙?lián)的pin二級(jí)管全部處于截止?fàn)顟B(tài)，低波段端口2到公共端口3的通路上電位也保持在零電位。在開(kāi)關(guān)的驅(qū)動(dòng)狀態(tài)，低波段端口2到公共端口3的通路上電位都保持在零電位，所以，可以極大降低開(kāi)關(guān)驅(qū)動(dòng)產(chǎn)生的視頻饋通，且低波段端口2到公共端口3的通路上可以不使用隔直電容，使開(kāi)關(guān)雙工電路工作到dc。

實(shí)施例3：

如圖2所示，本實(shí)施例為簡(jiǎn)化的微波開(kāi)關(guān)雙工電路原理圖。pin二極管還采取串并聯(lián)形式，但低波段偏置電路中并聯(lián)的pin二極管直接接地，這樣也可以也實(shí)現(xiàn)一種比較簡(jiǎn)單的微波開(kāi)關(guān)雙工電路。

具體工作原理為：當(dāng)開(kāi)關(guān)雙工電路加偏置電壓時(shí)，低波段端口2和公共端口3通路存在直流電壓，通路上需要添加隔直電容，同時(shí)驅(qū)動(dòng)電壓的快速變化，會(huì)在通路上產(chǎn)生視頻饋通泄露。圖2的電路只通過(guò)高波段偏置電路的一個(gè)加電偏置端就能控制微波開(kāi)關(guān)雙工電路，驅(qū)動(dòng)簡(jiǎn)單，這種電路適用于對(duì)視頻饋通泄露的影響不要求或最低工作頻率相對(duì)較高時(shí)的使用。

實(shí)施例4：

如圖3所示，本實(shí)施公開(kāi)了低視頻饋通泄露的寬帶微波開(kāi)關(guān)雙工電路的一種具體實(shí)施方式，即dc-50ghz微波開(kāi)關(guān)雙工電路(6ghz分段點(diǎn))的裝配結(jié)構(gòu)圖，其中第一pin二極管d1、第二pin二極管d2、第三pin二極管d3均采用梁式引線的pin二極管管芯，高波段的第一隔直電容c1采用梁式引線電容，低波段的第二隔直電容c2、第三隔直電容c3采用平板電容，接地端通過(guò)微帶電路過(guò)孔接地，高低波段的第一限流電阻r1和第二限流電阻r2均采用薄膜電阻實(shí)現(xiàn)。第一隔直電容c1和第一pin二極管d1間的電路為仿真設(shè)計(jì)的匹配電路，主要作用為抵消串聯(lián)的第一pin二極管d1的影響，降低插入損耗，提高工作頻率。低波段微帶耦合電感l(wèi)2決定了高低波段的分段點(diǎn)，圖3中高低波段的分段點(diǎn)為6ghz。當(dāng)微帶耦合電感l(wèi)2變化時(shí)，能夠改變高低波段的分段點(diǎn)。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本申請(qǐng)?jiān)淼那疤嵯?，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)視為包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。