一种用于处理3Hz‑86GHz频段的射频信号的开关双工电路的制作方法

本发明涉及频谱分析技术领域，具体涉及一种用于处理3Hz-86GHz频段的射频信号的开关双工电路。

背景技术：

随着毫米波雷达、制导、通信等系统的发展，对工作频率覆盖毫米频段的高性能宽带毫米波频谱分析仪提出了迫切的需求，主要用于各种微波毫米波通信设备和元器件研发生产过程中进行测试、评估。要求一台频谱分析仪能够覆盖的频率范围足够宽，在满足各种通信装备测试需求的情况下尽量减少测试仪器的数量，降低测试成本，缩短测试时间且方便维护。

目前由于技术条件的限制，无法实现3Hz～86GHz超宽频率信号频率直接测量。需将3Hz～86GHz频率信号分为几个频段分别进行频谱参数测量。由于半导体器件技术水平的限制，直接实现Hz或kHz频率信号开关电路存在损耗较大的问题。

如图1所示，现有67GHz频谱分析仪采用67GHz开关双工电路将3Hz～67GHz超宽带信号分为3Hz～4GHz、4GHz～50GHz、50GHz～67GHz三个频段分别进行处理。67GHz开关双工电路存在4GHz以上频率传输损耗大，且4GHz频率以下传输电路与4GHz频率以上传输电路间隔离度低的问题。

在现有3Hz～67GHz开关双工电路中，当3Hz～4GHz信号输入时，通过控制电压1(Vcc1)和2(Vcc2)，使开关3(SP1T)和二极管4(V1)不导通，因此该段信号则由感值较小的电感7(L1)直接输出，实现3Hz～4GHz射频信号的低损耗传输；当4GHz～67GHz信号输入时，通过控制电压1(Vcc1)和2(Vcc2)，使开关3(SP1T)和二极管4(V1)导通，再经由开关5(SP2T)实现4GHz～50GHz和50GHz～67GHz的两路传输。

67GHz开关双工电路中，虽然通过控制开关3(SP1T)不导通的方式增加了信号3Hz～4GHz经由4GHz～67GHz信号传输通路传输的隔离度，但开关3(SP1T)的使用却增大了4GHz～67GHz信号的传输损耗；由图1可知，虽然电感7(L1)和对地电容6(C1)形成低通滤波效应，然而感值较小的电感7(L1)却不能对4GHz～67GHz信号的传输起到很好的隔离效果，导致4GHz～67GHz信号传输通路与3Hz～4GHz信号传输通路间隔离度差，造成频谱分析仪在分析信号时出现假响应。综上所述，3Hz～67GHz开关双工电路具有损耗大、隔离度低、结构复杂和成本高等缺点。

技术实现要素：

本发明的目的是针对上述不足，提出了一种降低4GHz以上射频信号的传输损耗、提高4GHz以上信号传输通路与4GHz以下信号传输通路间隔离度的用于处理3Hz-86GHz频段的射频信号的开关双工电路。

本发明具体采用如下技术方案：

一种用于处理3Hz～86GHz频段的射频信号的开关双工电路，包括信号输入端，所述信号输入端上并联有主传输通路和低频信号传输通路，主传输通路上串联有第一电容和单刀四掷开关，低频信号传输通路上串联有第一电感和第二电感，第一电感和第二电感之间设有第一对地电容和第二对地电容。

优选地，所述低频信号传输通路处理3Hz～10MHz频段的低频信号。

优选地，所述主传输通路处理10MHz～86GHz频段的射频信号。

优选地，所述第一电感与第二电感的数值单位最小量级为uH。

优选地，所述单刀四掷开关分离出四路信号通道，分别为：3Hz～4GHz信号通道、4GHz～50GHz信号通道、50GHz～72GHz信号通道和72GHz～86GHz信号通道。

优选地，所述第一对地电容与第二对地电容相对于地并联。

本发明具有的有益效果是：该发明减少了开关器件的使用，显著改善了信号的传输损耗；增加了专门处理3Hz～10MHz低频信号的低频信号传输通路，提高了4GHz以上信号传输通路与4GHz以下信号传输通路间的隔离度，解决了现有频谱测试分析仪灵敏度差和存在假响应的问题。

附图说明

图1为67GHz开关双工电路示意图；

图2为该用于处理3Hz-86GHz频段的射频信号的开关双工电路示意图。

其中，1为第一控制电压，2为第二控制电压，3为第一开关，4为第二极管，5为第二开关，6为对地电容，7为电感，8为信号输入端，9为主传输通路，10为低频信号传输通路，11为第一电容，12为单刀四掷开关，13为第一电感，14为第二电感，15为第一对地电容，16为第二对地电容。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的具体实施方式做进一步说明：

如图2所示，一种用于处理3Hz～86GHz频段的射频信号的开关双工电路，包括信号输入端8，信号输入端8输入3Hz～86GHz频段的射频信号，信号输入端8上并联有主传输通路9和低频信号传输通路10，主传输通路9上串联有第一电容11和单刀四掷开关12，低频信号传输通路10上串联有第一电感13和第二电感14，第一电感13和第二电感14之间设有第一对地电容15和第二对地电容16，第一对地电容15与第二对地电容16相对于地并联，整个电路在设有单刀四掷开关所在的通路上减少了一级开关，明显的降低了信号传输的损耗。低频信号传输通路10由感值大的第一电感13、第二电感14、第一对地电容15和第二对地电容16组成，该低频信号传输通路由于具有低通滤波的效果且第一电感和13第二电感14为大电感(数值单位最小量级为uH)，故对10MHz以上频率尤其是高于4GHz的频率具有很好的隔离效果。

其中，低频信号传输通路10处理3Hz～10MHz频段的低频信号，主传输通路处理10MHz～86GHz频段的射频信号。

单刀四掷开关12分离出四路信号通道，分别为：3Hz～4GHz信号通道、4GHz～50GHz信号通道、50GHz～72GHz信号通道和72GHz～86GHz信号通道。

当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。