一种DC-40GHz宽带PIN单刀三掷开关的制作方法

本实用新型涉及pin开关技术领域，具体为一种dc-40ghz宽带pin单刀三掷开关。

背景技术：

传统的pin开关电路，采用gaaspin工艺制作，传统gaas工艺开关插损更大，用并联和串联的方式可以构成一个简单的单刀三掷开关，串联开关具有在宽带范围内传输低损耗的优势，但隔离度较差，而并联开关主要用于较大隔离度的应用中，现有的pin单刀三掷开关，难以在在带宽和隔离度之间做出折衷，隔离度和插入损耗难以均衡，而且功率的承受能力有限，直流偏置的功率需求大。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种dc-40ghz宽带pin单刀三掷开关，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种dc-40ghz宽带pin单刀三掷开关，包括：

射频输入公共信号端，所述射频输入公共信号端和串联二极管连接，用于向电路输入rf射频信号，

三个射频输出信号端，所述射频输出信号端分别和串联二极管及并联二极管连接，用于接收输出的rf射频信号；

串联二极管和并联二极管，串联二极管和并联二极管用于将射频输入公共信号端发出的rf射频信号并导通至射频输出信号端或导通至地；以及；

直流偏置，所述直流偏与串联二极管和并联二极管连接，用于控制其导通或截止。

所述串联二极管和并联二极管均设置有三组。

优选的，所述串联二极管和并联二极管均设置有三组。

优选的，所述串联二极管为两个pin二极管串联，并联二极管为三个pin二极管并联。

优选的，所述直流偏置设置有三组,分别控制三组串联二极管和并联二极管。

优选的，所述直流偏置的输出连接有进行扼流和滤波的电感、电容。

优选的，所述射频输入公共信号端连接有进行匹配滤波的电阻、电容和电感。

优选的，所述直流偏置的输出为+5v和-5v的偏置电压，提供10ma驱动电流。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

提供一种输入/输出端50欧匹配，频率范围覆盖dc-40ghz，-5v/+5v控制的pin单刀三掷开关，采用gaaspin工艺设计，合理选择了开关的拓扑结构和pin二极管的尺寸、工作状态，优化了匹配电路。

该电路包含串联二极管和并联到地二极管，并通过增加二极管个数，提高了产品的隔离度和功率容量，为了减小产品的插入损耗，优化了二极管尺寸，产品在整个工作频率范围内具有优良的开关特性和端口驻波特性。

本实用新型电路与传统的开关相比，明显降低了插入插损，提高了功率容量。

附图说明

图1为本实用新型的电路装配示意图；

图2为本实用新型电路简略结构图；

图3为本实用新型电路的插入损耗测试图；

图4为本实用新型的电路的隔离度测试图；

图5为本实用新型电路的输入反射系数测试图；

图6为本实用新型电路的输出反射系数测试图；

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-2，一种dc-40ghz宽带pin单刀三掷开关，in(j1)为射频输入公共信号端，out1(j2)、out2(j3)、out3(j3)为射频输出信号端，j1，j2，j3，j4需加装隔直电容，串联二极管和并联二极管由+5v/-5v控制，提供10ma驱动电流。j2偏置在-5v(10ma),j3、j4偏置在+5v(10ma)时，j1提供相对到地，串联二极管d1导通，并联二极管d2截止，射频端j2-j1呈现导通低插损状态，串联二极管d3，d5截止，并联二极管d4，d6导通到地，射频端j3-j1，j4-j1呈现断开高隔离度状态，同理，当j3偏置在-5v(10ma)，j2、j4偏置在+5v(10ma)时，射频端j3-j1呈现导通低插损状态，射频端j2-j1，j4-j1呈现断开高隔离度状态；当j4偏置在-5v(10ma)，j2、j3偏置在+5v时，射频端j4-j1呈现导通低插损状态，射频端j2-j1，j3-j1呈现断开高隔离度状态。

以下结合图1对本实用新型作进一步的说明：

1、选择开关的拓扑结构要求在带宽和隔离度之间做出折衷，串联开关具有在宽带范围内传输低损耗的优势，但隔离度较差，而并联开关主要用于较大隔离度的应用中，本实用新型选用串联和并联结合的结构。

2、串联二极管个数和尺寸对开关插入损耗，功率容量，频带影响比较大，为此需要优化折衷。此设计采用多管串联的形式，选用了两个pin二极管串联，保证了低插入损耗和高功率容量。

3、并联二极管个数和尺寸对隔离度影响较大，此设计采用多管并联的形式，选用了三个pin二极管并联，保证了低插入损耗和高隔离度。

4、为节省开关功率，多管串联和多管并联二极管采用同一个偏置。

具体的，以下结合图1-2对本实用新型作进一步的说明：

1、本实施例，有三路分别为j1-j2,j1-j3,j1-j4，三路都有串联二极管和并联二极管，串联二极管d1、d3、d5均表示两个pin二极管的串联结构，并联二极管d2、d4、d6均表示三个pin二极管的并联结构，保证了低插入损耗、高隔离度和高功率容量。

2、电感l2、l3、l5串联在直流偏置电路中，起到电源滤波扼流的作用，对直流成分进行平滑整流，减小波纹电压。

3、电容c2、c3、c5为滤波电容，c2、c3、c5一端接地，一端分别和直流偏置dc1、dc2、dc3连接，起到低通滤波的作用。

4、电阻r1一端接地，电感l1和电阻r1串联，电容c1和电阻r1并联，共同形成一个低通滤波器，起到匹配滤波的作用。

根据图1-2的电路结构，适当优化匹配后，设计的dc-40ghz宽带pin单刀三掷开关的实际测试结果参见图3-6

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

技术特征：

1.一种dc-40ghz宽带pin单刀三掷开关，其特征在于，包括：

射频输入公共信号端，所述射频输入公共信号端和串联二极管连接，用于向电路输入rf射频信号；

三个射频输出信号端，所述射频输出信号端分别和串联二极管及并联二极管连接，用于接收输出的rf射频信号；

串联二极管和并联二极管，串联二极管和并联二极管用于将射频输入公共信号端发出的rf射频信号并导通至射频输出信号端或导通至地；以及

直流偏置，所述直流偏与串联二极管和并联二极管连接，用于控制其导通或截止。

2.根据权利要求1所述的一种dc-40ghz宽带pin单刀三掷开关，其特征在于：所述串联二极管和并联二极管均设置有三组。

3.根据权利要求2所述的一种dc-40ghz宽带pin单刀三掷开关，其特征在于：所述串联二极管为两个pin二极管串联，并联二极管为三个pin二极管并联。

4.根据权利要求2所述的一种dc-40ghz宽带pin单刀三掷开关，其特征在于：所述直流偏置设置有三组,分别控制三组串联二极管和并联二极管。

5.根据权利要求4所述的一种dc-40ghz宽带pin单刀三掷开关，其特征在于：所述直流偏置的输出连接有进行扼流和滤波的电感、电容。

6.根据权利要求1所述的一种dc-40ghz宽带pin单刀三掷开关，其特征在于：所述射频输入公共信号端连接有进行匹配滤波的电阻、电容和电感。

7.根据权利要求1-6中任一项所述的一种dc-40ghz宽带pin单刀三掷开关，其特征在于：所述直流偏置的输出为+5v和-5v的偏置电压，提供10ma驱动电流。

技术总结
本实用新型公开了一种DC‑40GHz宽带PIN单刀三掷开关，包括射频输入公共信号端，所述射频输入公共信号端和串联二极管连接，用于向电路发射RF射频信号；三个射频输出信号端，所述射频输出信号端分别和串联二极管及并联二极管连接，用于接收输出的RF射频信号；串联二极管和并联二极管，串联二极管和并联二极管用于将射频输入公共信号端发出的RF射频信号并导通至射频输出信号端或导通至地；直流偏置，所述直流偏与串联二极管和并联二极管连接，用于控制其导通或截止，本实用新型能够实现单刀三掷的效果，选用串联和并联结合的结构，插入损耗低、功率容量和隔离度高，多管串联和多管并联二极管采用同一个直流偏置，节省开关的功率。

技术研发人员：胡译文;黄军恒
受保护的技术使用者：合肥芯谷微电子有限公司
技术研发日：2020.06.29
技术公布日：2021.01.05