本發(fā)明涉及電子設(shè)備領(lǐng)域，特別是涉及一種射頻開關(guān)電路和射頻鏈路。

背景技術(shù)：

LTE(長期演進(jìn)，Long Term Evolution)是一個(gè)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，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?；谒褂玫念l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(shù)在帶內(nèi)Relay基站單板設(shè)計(jì)中，射頻開關(guān)電路多采用TDD功放收發(fā)開關(guān)，其收發(fā)隔離度低，可靠性較差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

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

為解決上述技術(shù)問題，一方面，本發(fā)明提供一種射頻開關(guān)電路，包括：兩個(gè)PIN二極管串并聯(lián)電路和兩個(gè)隔離電路，每個(gè)所述PIN二極管串并聯(lián)電路和一個(gè)所述隔離電路組成一邊射頻開關(guān)電路，以得到兩邊對稱的射頻開關(guān)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(guān)；所述隔離電路，包括兩路由PIN二極管組成的支路，為一個(gè)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(gè)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(jìn)行隔離。

進(jìn)一步，每個(gè)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(gè)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(gè)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(gè)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(jìn)一步，所述每組PIN二極管包括兩個(gè)并聯(lián)的PIN二極管。

進(jìn)一步，所述隔離電路包括：由兩個(gè)PIN二極管、四個(gè)電容和四個(gè)電阻組成的兩路隔離支路，兩個(gè)隔離支路組成的電路并聯(lián)，每個(gè)支路由一個(gè)PIN二極管、兩個(gè)電容和一個(gè)電阻組成；其中，每個(gè)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(gè)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(gè)輸出端，以接收另一路控制信號。

進(jìn)一步，還包括：由三個(gè)磁珠、三個(gè)濾波裝置和三個(gè)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(guān)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(jìn)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(gè)輸出端連接；

所述控制電路的另一個(gè)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(gè)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(zhuǎn)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(zhuǎn)換器的YOUT端連接；所述轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(xiàng)所述的射頻開關(guān)電路；所述射頻開關(guān)電路的輸入端連接至環(huán)形器的一個(gè)端口，所述射頻開關(guān) 電路另一端連接至Un口或Uu口。

本發(fā)明使用兩個(gè)PIN二極管串并聯(lián)電路作為開關(guān)，其中，每個(gè)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(gè)PIN二極管串并聯(lián)電路形成了對稱的射頻開關(guān)電路，插損較小，可靠性和隔離度都較高，解決了現(xiàn)有技術(shù)在帶內(nèi)Relay基站單板設(shè)計(jì)中，射頻開關(guān)電路多采用TDD功放收發(fā)開關(guān)，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(shí)施例中射頻開關(guān)電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例中射頻開關(guān)電路中隔離電路的結(jié)構(gòu)示意圖；

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

圖4是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中Relay開關(guān)的電路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中Relay開關(guān)的驅(qū)動電路的電路結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了解決現(xiàn)有技術(shù)在帶內(nèi)Relay基站單板設(shè)計(jì)中，射頻開關(guān)電路多采用TDD功放收發(fā)開關(guān)，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(guān)電路和射頻鏈路，以下結(jié)合附圖以及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)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(shí)施例提供一種射頻開關(guān)電路，該電路的結(jié)構(gòu)示意如圖1所示，包括：

兩個(gè)PIN二極管串并聯(lián)電路(圖中為11和12)和兩個(gè)隔離電路(圖中為21和22)，每個(gè)PIN二極管串并聯(lián)電路和一個(gè)隔離電路組成一邊射頻開關(guān)電路，以得到兩邊對稱的射頻開關(guān)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(guān)；隔離電路，包括兩路由PIN二極管組成的支路，為一個(gè)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(gè)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(jìn)行隔離。

本發(fā)明實(shí)施例使用兩個(gè)PIN二極管串并聯(lián)電路作為開關(guān)，其中，每個(gè)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(gè)PIN二極管串并聯(lián)電路形成了對稱的射頻開關(guān)電路，插損較小，可靠性和隔離度都較高，解決了現(xiàn)有技術(shù)在帶內(nèi)Relay基站單板設(shè)計(jì)中，射頻開關(guān)電路多采用TDD功放收發(fā)開關(guān)，其收發(fā)隔離度低，可靠性較差的問題。

在實(shí)現(xiàn)時(shí)，每個(gè)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(gè)數(shù)的PIN二極管(根據(jù)需求設(shè)置，例如每路兩個(gè)或四個(gè)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(gè)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(gè)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(gè)PIN二極管、四個(gè)電容和四個(gè)電阻組成的兩路隔離支路，兩個(gè)隔離支路組成的電路并聯(lián)，每個(gè)支路由一個(gè)PIN二極管、兩個(gè)電容和一個(gè)電阻組成，其結(jié)構(gòu)示意可以如圖2所示；其中，每個(gè)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(gè)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(gè)輸出端，以接收另一路控制信號。

上述裝置還包括：由三個(gè)磁珠、三個(gè)濾波裝置和三個(gè)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(guān)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(gè)輸出端連接；控制電路的另一個(gè)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(gè)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(zhuǎn)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(zhuǎn)換器的YOUT端連接。

上述轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換器的GND端接地連接。

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

優(yōu)選實(shí)施例

本發(fā)明實(shí)施例針對帶內(nèi)Relay基站單板設(shè)計(jì)實(shí)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(guān)。

本實(shí)施例提供的射頻開關(guān)與TDD功放收發(fā)開關(guān)不同，Relay開關(guān)(射頻電路開關(guān))是一種對稱開關(guān)，應(yīng)用在功放環(huán)形器2口與連接器之間的對稱射頻開關(guān)，低插損、高隔離度、且射頻信號長時(shí)間通過開關(guān)，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(guān)電路的結(jié)構(gòu)組成包括開關(guān)驅(qū)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(jié)構(gòu)如圖4所示；其工作原理是，當(dāng)功放切換到Uu口時(shí)，Un處于隔離狀態(tài)，當(dāng)切換到Un口時(shí)，Uu口處于隔離，兩個(gè)端口承受的功率、插損以及隔離度保持一致，兩個(gè)端口在正常使用狀態(tài)下，根據(jù)高層軟件控制實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)切換。

下面，基于圖4說明對上述射頻開關(guān)電路進(jìn)行詳細(xì)說明。

從圖4中可以看出，左右兩側(cè)完全是對稱的電路圖，下面，以左側(cè)部分的電路為例進(jìn)行說明，左側(cè)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(qū)動電路不屬于開關(guān)本身的一部分，因此，并未在圖4中示出，將在圖5中對驅(qū)動電路進(jìn)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(gè)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(cè)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(gè)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(gè)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(gè)PIN二極管、四個(gè)電容和四個(gè)電阻組成的兩路隔離支路，兩個(gè)隔離支路組成的電路并聯(lián)，每個(gè)支路由一個(gè)PIN二極管、兩個(gè)電容和一個(gè)電阻組成，每個(gè)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(gè)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(gè)輸出端，以接收另一路控制信號。

如圖5所示，驅(qū)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(gè)輸出端連接；控制電路的另一個(gè)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(gè)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(zhuǎn)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(zhuǎn)換器的YOUT端連接；上述轉(zhuǎn)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(zhuǎn)換器的GND端接地連接。

在本發(fā)明上述實(shí)施例中，為適應(yīng)功放板小型化的趨勢，開關(guān)使用PIN二極管來實(shí)現(xiàn)，與集成開關(guān)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(gè)很關(guān)鍵的問題，所以使用兩個(gè)二極管并聯(lián)來組成串聯(lián)開關(guān)，并且所選用的塑封PIN二極管插損較低，從而實(shí)現(xiàn)更低的阻抗。

為了保證開關(guān)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(shí)鏈路上的插損也得到改善。且在鏈路上增加兩個(gè)對地正偏二極管，當(dāng)Uu口導(dǎo)通時(shí)，Un端的并聯(lián)二極管對地導(dǎo)通，提高隔離度。同樣，Un口導(dǎo)通時(shí)，Uu口并聯(lián)二極管對地導(dǎo)通。為了保證開關(guān)的速度，并減小驅(qū)動電路的功耗，設(shè)計(jì)了驅(qū)動電路。驅(qū)動電路用雙極晶體管替代了上拉電阻，基極由另一側(cè)的電位控制。

采用本實(shí)施例提供的射頻開關(guān)，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(yīng)不同頻段的要求；(2)本實(shí)施例的開關(guān)與其他集成開關(guān)器件相比，能夠做到更小的插損和更高的隔離度，開關(guān)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(diǎn)?？偝杀驹?.5元，相比廠家提供的開關(guān)芯片，可降低85％的成本；(4)本實(shí)施例使用塑封的二極管，與現(xiàn)成的集成開關(guān)模塊相比，具有低成本，焊接工藝簡單的優(yōu)點(diǎn)，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(shè)計(jì)了相應(yīng)的具有功耗小優(yōu)點(diǎn)的驅(qū)動電路，并保證了開關(guān)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(shí)施例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員將意識到各種改進(jìn)、增加和取代也是可能的，因此，本發(fā)明的范圍應(yīng)當(dāng)不限于上述實(shí)施例。