專利名稱：一種實現(xiàn)td_scdma大功率高隔離射頻開關的電路的制作方法
技術領域：
本實用新型是一種用于實現(xiàn)TD-SCDMA系統(tǒng)中功率放大器-低噪放一體 化模塊中的大功率高隔離度射頻單刀雙擲開關的電路。同時也適用于 2000MHz左右頻段使用射頻開關的領域。
背景技術：
眾所周知，目前的TD-SCDMA系統(tǒng)是一個時分雙工(TDD)的系統(tǒng)。就 目前TD-SCDMA射頻拉遠系統(tǒng)中的射頻功率放大器-低噪放一體化模塊應用 來講，下行功率放大鏈路的輸出以及上行接收鏈路的輸入共用 一個射頻接 口并與天線相連。上行鏈路和下行鏈路是通過一個環(huán)行器和一個射頻單刀 雙擲開關來進行隔離。為了保證一體化模塊能夠長期穩(wěn)定的工作，對此射 頻單刀雙擲開關主要有以下幾個方面的要求 一、在下行時隙，在天線口 開路的情況下，會有大功率信號發(fā)射到射頻開關上，因此，此開關必須具 有承受大的峰值功率以及連續(xù)波功率的能力。二、為了保證在天線口開路 時，反射回的大功率不至于損壞低噪放，此開關必須具有高的隔離度。三、 為了保證在上行時隙減小上行鏈路的噪聲系數(shù)，此開關必須具有低的插入 損耗。四、為了保證上下行的正常切換，此開關必須具有高的開關速度。 五、由于TD-SCDMA射頻拉遠單元中使用的一體化模塊數(shù)量十分巨大，此開
關應該具有易生產(chǎn)性和低的成本。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的是為了使得此射頻開關的各項指標能夠滿足指標要 求，使得功率放大器-低噪放一體化模塊更安全、穩(wěn)定的工作，同時也降低 一體化模塊的成本，而提供一種實現(xiàn)TD_SCDMA大功率高隔離射頻開關的電 路。
本實用新型的技術方案為一種實現(xiàn)TD-SCDMA大功率高隔離射頻開關 的電路，此開關的爿〉共端與環(huán)行器的一端相連，另外的兩端， 一端與耦合
器相連， 一端與低噪聲放大器的輸入相連，在射頻開關的兩個支路，分別 并聯(lián)兩級PIN二極管，其中，耦合器的輸出端與大功率負載相連，其耦合 端做反向功率^f企測。在發(fā)射時隙，開關打向負載一端，而在接收時隙，開 關打向低噪放輸入一測。
TD_SCDMA大功率高隔離射頻開關的電路射頻通道的搭建，在兩個射頻 通道分別采用兩個對稱PIN 二極管級聯(lián)的電路拓樸。
PIN 二;f及管驅動電路的實現(xiàn)采用兩個P溝道的MOS管、 一個非門以
及兩個電阻，將-12V各通過一個大的電阻串接在兩個M0S管的漏極上，兩 個MOS管的源極接+5V， 一個MOS管的柵極直接與TTL控制電平相連，TTL 控制電平經(jīng)過非門以后與另 一個MOS管的柵極相連。
采用兩級并聯(lián)的PIN二極管來搭建射頻通路，給PIN二極管以適當?shù)?偏置就能使得信號在上下行鏈路之間切換。本開關所采用的PIN管必須具 有大的反向擊穿電壓、小的正向偏置電阻、小的反向偏置電容、小的串聯(lián) 電感以及快的轉換時間。
本實用新型的原理是利用二極管正偏時等效為一個小的串聯(lián)電阻， 而反偏時等效為一個小的串聯(lián)電容的原理，將二極管進行適當?shù)慕M合以及 加以適當?shù)钠?，就可以實現(xiàn)射頻信號的切換。
TD-SCDMA射頻拉遠單元中 一體化模塊中射頻開關的具體工作機理如 下在發(fā)射時隙，讓發(fā)射支路的兩個二極管處于反偏狀態(tài)，它們可以等效 為小的電容。而接收支路的兩個二極管處于正偏狀態(tài)，等效為小的電阻，此 時，發(fā)射支路的二極管對于射頻開路，接收支路的二極管對于射頻短路。 射頻信號由公共端進入射頻開關后，從發(fā)射端輸出，由于信號被接收支路 的二極管反射，沒有信號從接收端輸出；同理，在接收時隙，發(fā)射支路的 二極管處于正偏狀態(tài)，等效為小的電阻。接收支路的二極管處于反偏狀態(tài)， 等效為小的電容，此時，信號從接收端輸出，而沒有信號從發(fā)射端輸出；
由于射頻開關并非是理想器件，在下行時隙總會有信號泄露到RX端， 在上行時隙也總會有信號泄露到TX端，因此開關選用兩級二極管級聯(lián)，以 增強隔離度。
射頻開關的偏置電路要盡可能選取Q值較大的射頻軛流圈，以最大限 度的減小偏置電路對射頻信號的影響。
該射頻開關的優(yōu)點主要表現(xiàn)在以下幾個方面
(一) 同時滿足了高隔離度，高功率容量以及低的插入損耗指標；
(二) 使用的二極管的封裝是普通的塑封，價格非常便宜并且易于焊 接生產(chǎn)。相比于功率承受能力大的同軸型封裝的PIN管具有價格優(yōu)勢，而 相對于寄生參數(shù)小的PIN管管芯，需要金絲鍵合工藝，又具有易于焊接以 及生產(chǎn)的優(yōu)勢。
(三) 此種形式的射頻開關的隔離度以及功率容量都優(yōu)于目前市場上 用于TD-SCDMA系統(tǒng)的射頻開關芯片，它滿足TD-SCDMA射頻拉遠單元中功 率放大器-低噪放一體化模塊的指標要求，在公司現(xiàn)有的生產(chǎn)條件下，能實 現(xiàn)批量生產(chǎn)。


圖1為大功率射頻開關在TD-SCDMA射頻拉遠單元功率放大器-低噪放 一體化模塊中的應用原理圖。
圖2為大功率射頻開關的電路原理圖。
圖3為大功率射頻開關驅動電路原理圖
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步描述。
一種實現(xiàn)TD—SCDMA大功率高隔離射頻開關的電路，此開關的公共端與 環(huán)行器的一端相連，另外的兩端， 一端與耦合器相連， 一端與低噪聲放大 器的輸入相連，在射頻開關的兩個支路，分別并聯(lián)兩級PIN二極管，其中， 耦合器的輸出端與大功率負載相連，其耦合端做反向功率檢測。在發(fā)射時 隙，開關打向負載一端，而在接收時隙，開關打向低噪放輸入一測。
PIN 二極管驅動電路的實現(xiàn)采用兩個P溝道的M0S管、 一個非門以 及兩個電阻，將-12V各通過一個大的電阻串接在兩個M0S管的漏極上，兩 個MOS管的源極接+5V， 一個MOS管的柵極直接與TTL控制電平相連，TTL 控制電平經(jīng)過非門以后與另 一個MOS管的柵極相連。
大功率射頻開關在TD-SCDMA射頻拉遠單元功率放大器-低噪放一體化 模塊中的應用原理圖如圖1所示，在下行時隙，功率放大器PA有大功率的 信號輸出，射頻開關SPDT此時打向TX端。如果天線口 ( Antenna )開路， 此時會有大功率的信號反射到TX端，并被負載所吸收，由于開關具有高的 隔離度，此時RX端只有很小的信號輸出，這樣不會損壞低噪放LNA。在上 行時隙，射頻開關SPDT打向RX端，信號由天線口 ( Antenna )輸入，從RX 端輸出，經(jīng)由低噪聲放大器放大輸出。
大功率射頻開關的電路原理圖如圖2所示，在下行時隙，偏置A(BiasA) 處為-12V，偏置B (BiasB)處為+5V, 二極管D1、 D2處于反偏狀態(tài)，等效 為小的電容。二極管D3、 D4處于正偏狀態(tài)，等效為小的電阻，此時，Dl、 D2對于射頻開路，而D3、 D4對于射頻短路，射頻信號由天線口 Antenna 進入后，從TX端輸出，由于信號被D3、 D4反射，沒有信號從RX輸出；在 接收時隙，BiasA處為+5V， BiasB處為-12V, 二極管Dl、 D2處于正偏狀態(tài)， 等效為小的電阻。二極管D3、 D4處于反偏狀態(tài)，等效為小的電容，此時， Dl、 D2對于射頻短3各，而D3、 D4對于射頻開路，射頻信號由天線口 Antenna 進入后，從RX端輸出，由于信號被D1、 D2反射，沒有信號從TX輸出；
大功率射頻開關驅動電路原理圖如圖3所示，Q1， Q2為P溝道的MOS管， 控制電壓(Vcontrol )為TTL電平，用于開關上下行切換的控制，BiasA 與BiasB與開關的直流偏置電if各相連。當Vcontrol為^f氐電平時，Ql導通， Q2截止，BiasA為+5V， BiasB為-12V。當Vcontrol為高電平時，Q2導通, Ql截止,BiasA為-12V， BiasB為+5V。由此可見，通過一個TTL控制信號 就可以實現(xiàn)射頻開關上下行的切換。
權利要求1、一種實現(xiàn)TD_SCDMA大功率高隔離射頻開關的電路，其特征在于此開關的公共端與環(huán)行器的一端相連，另外的兩端，一端與耦合器相連，一端與低噪聲放大器的輸入相連，在射頻開關的兩個支路，分別并聯(lián)兩級PIN二極管，其中，耦合器的輸出端與大功率負載相連，其耦合端做反向功率檢測端。
2、 根據(jù)權利要求1所述的實現(xiàn)TD-SCDMA大功率高隔離射頻開關的電 路，其特征在于TD-SCDMA大功率高隔離射頻開關的電路射頻通道的搭建， 在兩個射頻通道分別采用兩個對稱PIN 二極管級聯(lián)的電路拓樸。
3、 根據(jù)權利要求1所述的實現(xiàn)TD-SCDMA大功率高隔離射頻開關的電 路，其特征在于PIN二極管驅動電路的實現(xiàn)釆用兩個P溝道的M0S管、 一個非門以及兩個電阻，將-12V各通過一個大的電阻串接在兩個M0S管的 漏極上，兩個M0S管的源極接+5V， 一個MOS管的柵極直接與TTL控制電平 相連，TTL控制電平經(jīng)過非門以后與另 一個MOS管的柵極相連。
專利摘要本實用新型涉及一種實現(xiàn)TD_SCDMA大功率高隔離射頻開關的電路，此開關的公共端與環(huán)行器的一端相連，另外的兩端，一端與耦合器相連，一端與低噪聲放大器的輸入相連，在射頻開關的兩個支路，分別并聯(lián)兩級PIN二極管，其中，耦合器的輸出端與大功率負載相連，其耦合端做反向功率檢測端，這樣盡可能多的增加了開關的隔離度以及功率容量；采用兩個P溝道的MOS管、一個非門以及兩個電阻實現(xiàn)了驅動電路，拓撲簡單，通過一個TTL控制信號就實現(xiàn)了射頻開關信號的快速切換。本實用新型的射頻開關滿足高功率容量、高隔離度以及低插入損耗指標，并且易于生產(chǎn)且成本低廉，可以用于TD_SCDMA系統(tǒng)以及其它系統(tǒng)的射頻模塊中。
文檔編號H04B7/005GK201057642SQ200720084988
公開日2008年5月7日 申請日期2007年5月31日 優(yōu)先權日2007年5月31日
發(fā)明者泉 俞, 雪 張, 峰 王 申請人:武漢虹信通信技術有限責任公司