本發(fā)明涉及電子設備領域，特別是涉及一種射頻開關電路和射頻鏈路。

背景技術：

LTE(長期演進，Long Term Evolution)是一個數(shù)據(jù)網(wǎng)絡，為了給用戶提供更高的速率，需要更高的SNR(信噪比，signal-to-noise ratio)。Relay基站(中繼站，Relay Node)通過減少終端與Relay之間的距離以提高SNR，這樣既可以提高容量，又可以改善覆蓋。基于所使用的頻譜來劃分，Relay可以分為帶內(nèi)(in-band)和帶外(out-of-band)這兩種情況。

現(xiàn)有技術在帶內(nèi)Relay基站單板設計中，射頻開關電路多采用TDD功放收發(fā)開關，其收發(fā)隔離度低，可靠性較差。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種射頻開關電路和射頻鏈路，用以解決現(xiàn)有技術在帶內(nèi)Relay基站單板設計中，射頻開關電路多采用TDD功放收發(fā)開關，其收發(fā)隔離度低，可靠性較差的問題。

為解決上述技術問題，一方面，本發(fā)明提供一種射頻開關電路，包括：兩個PIN二極管串并聯(lián)電路和兩個隔離電路，每個所述PIN二極管串并聯(lián)電路和一個所述隔離電路組成一邊射頻開關電路，以得到兩邊對稱的射頻開關電路；其中，所述PIN二極管串并聯(lián)電路包括：兩組PIN二極管，每組PIN二極管以并聯(lián)的兩路PIN二極管組成，所述兩組PIN二極管串聯(lián)連接，以作為電路的開關；所述隔離電路，包括兩路由PIN二極管組成的支路，為一個處于工作狀 態(tài)的PIN二極管串并聯(lián)電路提供反偏電壓，為另一個處于非工作狀態(tài)的PIN二極管串并聯(lián)電路提供正偏電壓，以進行隔離。

進一步，每個所述PIN二極管串并聯(lián)電路包括：兩組PIN二極管，每組PIN二極管包括：兩路并聯(lián)著相同個數(shù)的PIN二極管；

其中，第一組PIN二極管中的兩路二極管的陽極均連接至射頻輸入端，所述第一組PIN二極管中的兩路二極管的陰極均連接至第二組PIN二極管中的兩路二極管的陰極，所述第二組PIN二極管中的兩路二極管的陽極連接至Uu口或Un口；

所述第一組PIN二極管中的兩路二極管的陰極還連接至第一電感的一端，所述第一電感的另一端連接至接地的第一電容的一端，還連接至由兩個電阻并聯(lián)而成的電阻組，所述電阻組的另一端連接至控制電路的一個輸出端，以接收一路控制信號；

所述第二組PIN二極管中的兩路二極管的陰極還連接至第二電感的一端，所述第二電感的另一端連接至接地的第二電容的一端，還連接至所述電阻組。

進一步，所述每組PIN二極管包括兩個并聯(lián)的PIN二極管。

進一步，所述隔離電路包括：由兩個PIN二極管、四個電容和四個電阻組成的兩路隔離支路，兩個隔離支路組成的電路并聯(lián)，每個支路由一個PIN二極管、兩個電容和一個電阻組成；其中，每個支路的PIN二極管的陽極連接至所述PIN二極管串并聯(lián)電路中的所述第二組PIN二極管中的兩路二極管的陽極，所述每個支路的PIN二極管的陰極連接至接地的第三電容的一端，還連接至第一電阻的一端，所述第一電阻的另一端連接至接地的第四電容的一端，還連接至第二電阻的一端，所述第二電阻的另一端連接至所述控制電路的另一個輸出端，以接收另一路控制信號。

進一步，還包括：由三個磁珠、三個濾波裝置和三個電阻組成的三路供電電路；其中，每一路供電電路包括依次連接的磁珠、濾波裝置和電阻，所述每一路供電電路的磁珠連接至供電電源；三路供電電路中的一路供電電路的電阻 連接至所述兩邊對稱的射頻開關電路的對稱位置，其余兩路供電電路分別連接至所述PIN二極管串并聯(lián)電路中的所述第二組PIN二極管中的兩路二極管的陽極和所述隔離電路中的PIN二極管的陽極連接。

進一步，還包括：所述控制電路，其中，所述控制電路與所述第一組PIN二極管中的所述電阻組連接的一路控制信號的輸出端與第三電阻的一端連接，所述第三電阻的另一端與第一PNP型三極管的基極連接，所述第一PNP型三極管的發(fā)射極和第四電阻的一端連接，所述第四電阻的另一端和一對并聯(lián)的電阻組連接，所述電阻組的另一端連接至所述射頻輸入端，所述所述第四電阻的另一端還和接地的第五電容連接；所述第一PNP型三極管的集電極和所述控制電路的另一個輸出端連接；

所述控制電路的另一個輸出端還和與第五電阻的一端連接，所述第五電阻的另一端與第二PNP型三極管的基極連接，所述第二PNP型三極管的發(fā)射極和第六電阻的一端連接，所述第六電阻的另一端和所述第四電阻的另一端連接；所述第二PNP型三極管的集電極和所述第三電阻的一端連接；

所述第一PNP型三極管的集電極還和所述控制電路的另一個輸出端連接；所述第一PNP型三極管的基極連接至第一MOS管的漏極，所述第一MOS管的漏極通過第一肖特基二極管與源極連接，所述源極還接地連接，所述第一MOS管的柵極與第七電阻的一端連接，所述第七電阻的另一端與供電電源和轉換器的AN端連接；

所述第二PNP型三極管的基極連接至第二MOS管的漏極，所述第二MOS管的漏極通過第二肖特基二極管與源極連接，所述源極還接地連接，所述第二MOS管的柵極與第八電阻的一端連接，所述第八電阻的另一端與供電電源和所述轉換器的YOUT端連接；所述轉換器的VCC端與接地的第六電容連接，還通過磁珠連接至供電電源，所述轉換器的GND端接地連接。

另一方面，本發(fā)明還提供一種射頻鏈路，包括：上述任一項所述的射頻開關電路；所述射頻開關電路的輸入端連接至環(huán)形器的一個端口，所述射頻開關 電路另一端連接至Un口或Uu口。

本發(fā)明使用兩個PIN二極管串并聯(lián)電路作為開關，其中，每個PIN二極管串并聯(lián)電路中包括兩組PIN二極管，每組PIN二極管以并聯(lián)的兩路PIN二極管組成，且兩組PIN二極管串聯(lián)連接，兩個PIN二極管串并聯(lián)電路形成了對稱的射頻開關電路，插損較小，可靠性和隔離度都較高，解決了現(xiàn)有技術在帶內(nèi)Relay基站單板設計中，射頻開關電路多采用TDD功放收發(fā)開關，其收發(fā)隔離度低，可靠性較差的問題。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例中射頻開關電路的結構示意圖；

圖2是本發(fā)明實施例中射頻開關電路中隔離電路的結構示意圖；

圖3是本發(fā)明優(yōu)選實施例中Relay開關在射頻鏈路中的位置；

圖4是本發(fā)明優(yōu)選實施例中Relay開關的電路結構示意圖；

圖5是本發(fā)明優(yōu)選實施例中Relay開關的驅動電路的電路結構示意圖。

具體實施方式

為了解決現(xiàn)有技術在帶內(nèi)Relay基站單板設計中，射頻開關電路多采用TDD功放收發(fā)開關，其收發(fā)隔離度低，可靠性較差的問題，本發(fā)明提供了一種射頻開關電路和射頻鏈路，以下結合附圖以及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不限定本發(fā)明。

本發(fā)明實施例提供一種射頻開關電路，該電路的結構示意如圖1所示，包括：

兩個PIN二極管串并聯(lián)電路(圖中為11和12)和兩個隔離電路(圖中為21和22)，每個PIN二極管串并聯(lián)電路和一個隔離電路組成一邊射頻開關電路，以得到兩邊對稱的射頻開關電路；其中，PIN二極管串并聯(lián)電路包括：兩組PIN 二極管，每組PIN二極管以并聯(lián)的兩路PIN二極管組成，兩組PIN二極管串聯(lián)連接，以作為電路的開關；隔離電路，包括兩路由PIN二極管組成的支路，為一個處于工作狀態(tài)的PIN二極管串并聯(lián)電路提供反偏電壓，為另一個處于非工作狀態(tài)的PIN二極管串并聯(lián)電路提供正偏電壓，以進行隔離。

本發(fā)明實施例使用兩個PIN二極管串并聯(lián)電路作為開關，其中，每個PIN二極管串并聯(lián)電路中包括兩組PIN二極管，每組PIN二極管以并聯(lián)的兩路PIN二極管組成，且兩組PIN二極管串聯(lián)連接，兩個PIN二極管串并聯(lián)電路形成了對稱的射頻開關電路，插損較小，可靠性和隔離度都較高，解決了現(xiàn)有技術在帶內(nèi)Relay基站單板設計中，射頻開關電路多采用TDD功放收發(fā)開關，其收發(fā)隔離度低，可靠性較差的問題。

在實現(xiàn)時，每個PIN二極管串并聯(lián)電路包括：兩組PIN二極管，每組PIN二極管包括：兩路并聯(lián)著相同個數(shù)的PIN二極管(根據(jù)需求設置，例如每路兩個或四個PIN二極管)；其中，第一組PIN二極管中的兩路二極管的陽極均連接至射頻輸入端，第一組PIN二極管中的兩路二極管的陰極均連接至第二組PIN二極管中的兩路二極管的陰極，第二組PIN二極管中的兩路二極管的陽極連接至Uu口或Un口；第一組PIN二極管中的兩路二極管的陰極還連接至第一電感的一端，第一電感的另一端連接至接地的第一電容的一端，還連接至由兩個電阻并聯(lián)而成的電阻組，電阻組的另一端連接至控制電路的一個輸出端，以接收一路控制信號；第二組PIN二極管中的兩路二極管的陰極還連接至第二電感的一端，第二電感的另一端連接至接地的第二電容的一端，還連接至電阻組。

隔離電路由兩個PIN二極管、四個電容和四個電阻組成的兩路隔離支路，兩個隔離支路組成的電路并聯(lián)，每個支路由一個PIN二極管、兩個電容和一個電阻組成，其結構示意可以如圖2所示；其中，每個支路的PIN二極管的陽極連接至PIN二極管串并聯(lián)電路中的第二組PIN二極管中的兩路二極管的陽極，每個支路的PIN二極管的陰極連接至接地的第三電容的一端，還連接至第一電 阻的一端，第一電阻的另一端連接至接地的第四電容的一端，還連接至第二電阻的一端，第二電阻的另一端連接至控制電路的另一個輸出端，以接收另一路控制信號。

上述裝置還包括：由三個磁珠、三個濾波裝置和三個電阻組成的三路供電電路；其中，每一路供電電路包括依次連接的磁珠、濾波裝置和電阻，每一路供電電路的磁珠連接至供電電源；三路供電電路中的一路供電電路的電阻連接至兩邊對稱的射頻開關電路的對稱位置，其余兩路供電電路分別連接至PIN二極管串并聯(lián)電路中的第二組PIN二極管中的兩路二極管的陽極和隔離電路中的PIN二極管的陽極連接。

優(yōu)選的，上述裝置還包括控制電路，其中，控制電路與第一組PIN二極管中的電阻組連接的一路控制信號的輸出端與第三電阻的一端連接，第三電阻的另一端與第一PNP型三極管的基極連接，第一PNP型三極管的發(fā)射極和第四電阻的一端連接，第四電阻的另一端和一對并聯(lián)的電阻組連接，電阻組的另一端連接至射頻輸入端，第四電阻的另一端還和接地的第五電容連接；第一PNP型三極管的集電極和控制電路的另一個輸出端連接；控制電路的另一個輸出端還和與第五電阻的一端連接，第五電阻的另一端與第二PNP型三極管的基極連接，第二PNP型三極管的發(fā)射極和第六電阻的一端連接，第六電阻的另一端和第四電阻的另一端連接；第二PNP型三極管的集電極和第三電阻的一端連接。

上述第一PNP型三極管的集電極還和控制電路的另一個輸出端連接；第一PNP型三極管的基極連接至第一MOS管的漏極，第一MOS管的漏極通過第一肖特基二極管與源極連接，源極還接地連接，第一MOS管的柵極與第七電阻的一端連接，第七電阻的另一端與供電電源和轉換器的AN端連接；第二PNP型三極管的基極連接至第二MOS管的漏極，第二MOS管的漏極通過第二肖特基二極管與源極連接，源極還接地連接，第二MOS管的柵極與第八電阻的一端連接，第八電阻的另一端與供電電源和轉換器的YOUT端連接。

上述轉換器的VCC端與接地的第六電容連接，還通過磁珠連接至供電電源，轉換器的GND端接地連接。

本發(fā)明實施例還提供一種射頻鏈路，其包括：上述任一項的射頻開關電路；其中，射頻開關電路的輸入端連接至環(huán)形器的一個端口，射頻開關電路另一端連接至Un口或Uu口。

優(yōu)選實施例

本發(fā)明實施例針對帶內(nèi)Relay基站單板設計實現(xiàn)階段在功放(PA)輸出部分增加的一種對稱型、高隔離度、高可靠性的射頻開關。

本實施例提供的射頻開關與TDD功放收發(fā)開關不同，Relay開關(射頻電路開關)是一種對稱開關，應用在功放環(huán)形器2口與連接器之間的對稱射頻開關，低插損、高隔離度、且射頻信號長時間通過開關，可靠性要求更高，Un/Uu口隔離度要求50db以上，在射頻鏈路中的位置如圖3所示。上述射頻開關電路的結構組成包括開關驅動電路(控制電路)、PIN二極管串并聯(lián)電路和隔離電路，其電路結構如圖4所示；其工作原理是，當功放切換到Uu口時，Un處于隔離狀態(tài)，當切換到Un口時，Uu口處于隔離，兩個端口承受的功率、插損以及隔離度保持一致，兩個端口在正常使用狀態(tài)下，根據(jù)高層軟件控制實現(xiàn)實時切換。

下面，基于圖4說明對上述射頻開關電路進行詳細說明。

從圖4中可以看出，左右兩側完全是對稱的電路圖，下面，以左側部分的電路為例進行說明，左側虛線框1包圍的為隔離電路，虛線框2包圍的為PIN二極管串并聯(lián)電路；驅動電路不屬于開關本身的一部分，因此，并未在圖4中示出，將在圖5中對驅動電路進行說明。

在圖4中，PIN二極管串并聯(lián)電路包括：兩組PIN二極管，每組PIN二極管為并聯(lián)著一個PIN二極管的二極管組；其中，第一組PIN二極管中的兩路二極管的陽極均連接至射頻輸入端，第一組PIN二極管中的兩路二極管的陰極均連接至第二組PIN二極管中的兩路二極管的陰極，第二組PIN二極管中的兩路 二極管的陽極連接至Un口(右側部分電路連接至Uu口)；第一組PIN二極管中的兩路二極管的陰極還連接至第一電感的一端，第一電感的另一端連接至接地的第一電容的一端，還連接至由兩個電阻并聯(lián)而成的電阻組，電阻組的另一端連接至控制電路的一個輸出端，以接收一路控制信號；第二組PIN二極管中的兩路二極管的陰極還連接至第二電感的一端，第二電感的另一端連接至接地的第二電容的一端，還連接至電阻組。

隔離電路由兩個PIN二極管、四個電容和四個電阻組成的兩路隔離支路，兩個隔離支路組成的電路并聯(lián)，每個支路由一個PIN二極管、兩個電容和一個電阻組成，每個支路的PIN二極管的陽極連接至PIN二極管串并聯(lián)電路中的第二組PIN二極管中的兩路二極管的陽極，每個支路的PIN二極管的陰極連接至接地的第三電容的一端，還連接至第一電阻的一端，第一電阻的另一端連接至接地的第四電容的一端，還連接至第二電阻的一端，第二電阻的另一端連接至控制電路的另一個輸出端，以接收另一路控制信號。

如圖5所示，驅動電路與上述第一組PIN二極管中的電阻組連接的一路控制信號的輸出端與第三電阻的一端連接，第三電阻的另一端與第一PNP型三極管的基極連接，第一PNP型三極管的發(fā)射極和第四電阻的一端連接，第四電阻的另一端和一對并聯(lián)的電阻組連接，電阻組的另一端連接至射頻輸入端，第四電阻的另一端還和接地的第五電容連接；第一PNP型三極管的集電極和控制電路的另一個輸出端連接；控制電路的另一個輸出端還和與第五電阻的一端連接，第五電阻的另一端與第二PNP型三極管的基極連接，第二PNP型三極管的發(fā)射極和第六電阻的一端連接，第六電阻的另一端和第四電阻的另一端連接；第二PNP型三極管的集電極和第三電阻的一端連接；上述第一PNP型三極管的集電極還和控制電路的另一個輸出端連接；第一PNP型三極管的基極連接至第一MOS管的漏極，第一MOS管的漏極通過第一肖特基二極管與源極連接，源極還接地連接，第一MOS管的柵極與第七電阻的一端連接，第七電阻的另一端與供電電源和轉換器的AN端連接；第二PNP型三極管的基極 連接至第二MOS管的漏極，第二MOS管的漏極通過第二肖特基二極管與源極連接，源極還接地連接，第二MOS管的柵極與第八電阻的一端連接，第八電阻的另一端與供電電源和轉換器的YOUT端連接；上述轉換器的VCC端與接地的第六電容連接，還通過磁珠連接至供電電源，轉換器的GND端接地連接。

在本發(fā)明上述實施例中，為適應功放板小型化的趨勢，開關使用PIN二極管來實現(xiàn)，與集成開關模塊相比，PIN二極管散熱相對較差，為了保證二極管的散熱以及提高功放效率，降低二極管的插損是一個很關鍵的問題，所以使用兩個二極管并聯(lián)來組成串聯(lián)開關，并且所選用的塑封PIN二極管插損較低，從而實現(xiàn)更低的阻抗。

為了保證開關的隔離度，在Uu和Un支路，均采用了兩組并聯(lián)的PIN二極管串聯(lián)組成的形式，同時鏈路上的插損也得到改善。且在鏈路上增加兩個對地正偏二極管，當Uu口導通時，Un端的并聯(lián)二極管對地導通，提高隔離度。同樣，Un口導通時，Uu口并聯(lián)二極管對地導通。為了保證開關的速度，并減小驅動電路的功耗，設計了驅動電路。驅動電路用雙極晶體管替代了上拉電阻，基極由另一側的電位控制。

采用本實施例提供的射頻開關，具有以下優(yōu)勢：(1)可以根據(jù)不同功率，隔離度等需求，選擇不同的電路形式，滿足定制化需求，通過改變并聯(lián)的電感、電容型號，適應不同頻段的要求；(2)本實施例的開關與其他集成開關器件相比，能夠做到更小的插損和更高的隔離度，開關低插損可以有效地提高功放效率，高隔離度可以保證Uu口與Un口更好的隔離；(3)與集成器件相比，具有成本低的優(yōu)點?？偝杀驹?.5元，相比廠家提供的開關芯片，可降低85％的成本；(4)本實施例使用塑封的二極管，與現(xiàn)成的集成開關模塊相比，具有低成本，焊接工藝簡單的優(yōu)點，并且使用普通的PCB板材和SMT加工工藝，適用于批量生產(chǎn)；(5)設計了相應的具有功耗小優(yōu)點的驅動電路，并保證了開關的切換速度。

盡管為示例目的，已經(jīng)公開了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，本領域的技術人員將意識到各種改進、增加和取代也是可能的，因此，本發(fā)明的范圍應當不限于上述實施例。