本發(fā)明涉及微波毫米波，具體涉及高隔離低損耗吸收式單刀四擲開關(guān)電路及電路優(yōu)化方法。

背景技術(shù)：

1、在現(xiàn)代通信領(lǐng)域以及電子測(cè)量領(lǐng)域中，吸收式單刀四擲開關(guān)有著廣泛的應(yīng)用。吸收式單刀四擲開關(guān)設(shè)計(jì)是一種用于射頻（rf）信號(hào)路徑切換的器件，其核心功能是將一個(gè)公共端口（單刀）切換到四個(gè)可選端口（四擲）中的一個(gè)，同時(shí)通過吸收式設(shè)計(jì)確保未選端口的信號(hào)被負(fù)載吸收而非反射，保證未選端口也有著良好匹配，從而提高系統(tǒng)性能。目前廣泛用于基站天線切換、多頻段選擇、信號(hào)冗余備份、多通道信號(hào)切換、波束形成網(wǎng)絡(luò)以及矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀（vna）的多端口校準(zhǔn)、自動(dòng)化測(cè)試設(shè)備（ate）。

2、隔離度表征開關(guān)在斷開狀態(tài)下，輸入端與輸出端之間的信號(hào)衰減程度，反映開關(guān)阻斷信號(hào)的能力。在高頻通系統(tǒng)（如雷達(dá)、通信）中防止信號(hào)泄漏，確保接收端不受干擾，對(duì)開關(guān)的隔離度有著較高的要求。插入損耗指的是開關(guān)在導(dǎo)通狀態(tài)下信號(hào)的衰減，插入損耗值越小越好，信號(hào)鏈中需最小化損耗以保持信噪比，如射頻前端或測(cè)試設(shè)備。隔離度針對(duì)斷開狀態(tài)，損耗針對(duì)導(dǎo)通狀態(tài)。隔離度和損耗共同決定了開關(guān)的信號(hào)處理能力。

3、吸收式設(shè)計(jì)主要將未選端口通過負(fù)載匹配。負(fù)載大小一般是50歐姆。通過匹配負(fù)載可以避免反射，降低駐波比（vswr）和信號(hào)干擾。一般情況下，可以通過增加支路上的并聯(lián)到地開關(guān)管數(shù)量來提高開關(guān)的隔離度，但是通常會(huì)增加開關(guān)的損耗。目前，吸收式單刀四擲開關(guān)在降低損耗的同時(shí)，隔離度會(huì)受到限制。如何進(jìn)一步提高開關(guān)的隔離度是亟需解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種高隔離低損耗吸收式單刀四擲開關(guān)電路，在開關(guān)并聯(lián)支路中引入到地的諧振電容,使得隔離度曲線在帶內(nèi)出現(xiàn)諧振點(diǎn)，大大提升了開關(guān)的隔離度性能，同時(shí)保證開關(guān)的損耗不會(huì)惡化。

2、為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本技術(shù)提供以下方案：

3、一方面，本發(fā)明提供一種高隔離低損耗吸收式單刀四擲開關(guān)電路，包括并聯(lián)在輸入端公共支路上且結(jié)構(gòu)相同的四條射頻通路，分別為：第一射頻通路、第二射頻通路、第三射頻通路、第四射頻通路，其中，第一射頻通路和第二射頻通路關(guān)于輸入端公共支路對(duì)稱設(shè)置、第三射頻通路和第四射頻通路關(guān)于輸入端公共支路對(duì)稱設(shè)置，第一射頻通路、第二射頻通路、第三射頻通路、第四射頻通路均包括三條串聯(lián)的開關(guān)并聯(lián)支路，且對(duì)于每個(gè)射頻通路，三條開關(guān)并聯(lián)支路中串聯(lián)在中間的開關(guān)并聯(lián)支路上串聯(lián)有到地的諧振電容。

4、在一些具體實(shí)施方案中，每個(gè)射頻通路還包括串聯(lián)的第一開關(guān)并聯(lián)支路、第二開關(guān)并聯(lián)支路和第三開關(guān)并聯(lián)支路以及與第三開關(guān)并聯(lián)支路串聯(lián)的輸出串聯(lián)開關(guān)，第一開關(guān)并聯(lián)支路和第二開關(guān)并聯(lián)支路之間串聯(lián)有第一微帶線，第二開關(guān)并聯(lián)支路和第三開關(guān)并聯(lián)支路之間串聯(lián)有第二微帶線，第一開關(guān)并聯(lián)支路并聯(lián)在輸入端公共支路上，第三開關(guān)并聯(lián)支路與輸出串聯(lián)開關(guān)之間串聯(lián)有第三微帶線。

5、在一些具體實(shí)施方案中，輸出串聯(lián)開關(guān)的源極串聯(lián)第四微帶線后作為射頻通路的輸出端口，輸出串聯(lián)開關(guān)的漏極與第三微帶線串聯(lián)，輸出串聯(lián)開關(guān)的源極和漏極之間并聯(lián)有吸收式電阻，輸出串聯(lián)開關(guān)的柵極連接?xùn)艠O電阻。

6、在一些具體實(shí)施方案中，第一開關(guān)并聯(lián)支路包括對(duì)稱設(shè)置且并聯(lián)在同一點(diǎn)的第一開關(guān)和第二開關(guān)，第一開關(guān)的源極并聯(lián)在輸入端公共支路上，第一開關(guān)的漏極與第二開關(guān)的漏極并聯(lián)在同一點(diǎn)，第一微帶線的一端并聯(lián)在第一開關(guān)的漏極與第二開關(guān)的漏極之間，第二開關(guān)的源極接地，第一開關(guān)和第二開關(guān)的柵極分別連接?xùn)艠O電阻。

7、在一些具體實(shí)施方案中，第二開關(guān)并聯(lián)支路包括對(duì)稱設(shè)置且漏極并聯(lián)在同一點(diǎn)的第一并聯(lián)到地開關(guān)和第二并聯(lián)到地開關(guān)，第一并聯(lián)到地開關(guān)和第二并聯(lián)開關(guān)的源極分別串聯(lián)有到地的諧振電容，第一并聯(lián)到地開關(guān)和第二并聯(lián)開關(guān)的柵極分別連接?xùn)艠O電阻，第二微帶線的一端以及第一微帶線的另一端并聯(lián)在第一并聯(lián)到地開關(guān)的漏極和第二并聯(lián)開關(guān)的漏極之間。

8、在一些具體實(shí)施方案中，第三開關(guān)并聯(lián)支路包括對(duì)稱設(shè)置且漏極并聯(lián)在同一點(diǎn)的第三并聯(lián)到地開關(guān)和第四并聯(lián)到地開關(guān)，第三并聯(lián)到地開關(guān)和第四并聯(lián)開關(guān)的源極接地，第三并聯(lián)到地開關(guān)和第四并聯(lián)開關(guān)的柵極分別連接?xùn)艠O電阻，第二微帶線的另一端以及第三微帶線的一端均并聯(lián)在第三并聯(lián)到地開關(guān)的漏極和第四并聯(lián)開關(guān)的漏極之間。

9、在一些具體實(shí)施方案中，輸入端公共支路上包括第五微帶線和第六微帶線，第五微帶線一端連接射頻輸入端、另一端并聯(lián)在第一射頻通路和第二射頻通路之間，第六微帶線一端并聯(lián)在第一射頻通路和第二射頻通路之間、另一端并聯(lián)在第三射頻通路和第四射頻通路之間。

10、在一些具體實(shí)施方案中，第六微帶線的長(zhǎng)度小于第五微帶線。

11、第二方面，本技術(shù)提供一種電路優(yōu)化方法，包括以下步驟：

12、s1、構(gòu)建吸收式單刀四擲開關(guān)電路的電路基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；

13、電路基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包括并聯(lián)在輸入端公共支路上且結(jié)構(gòu)相同的四條射頻通路，分別為：第一射頻通路、第二射頻通路、第三射頻通路、第四射頻通路，其中，第一射頻通路和第二射頻通路關(guān)于輸入端公共支路對(duì)稱設(shè)置、第三射頻通路和第四射頻通路關(guān)于輸入端公共支路對(duì)稱設(shè)置，第一射頻通路、第二射頻通路、第三射頻通路、第四射頻通路均包括三條串聯(lián)的開關(guān)并聯(lián)支路。

14、s2、分別在電路基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的三條開關(guān)并聯(lián)支路上均設(shè)置串聯(lián)到地的諧振電容，得到第一電路結(jié)構(gòu)；

15、對(duì)第一電路結(jié)構(gòu)在設(shè)定頻率范圍內(nèi)進(jìn)行仿真，并選擇第一射頻通路為測(cè)試通路，得到第一電路結(jié)構(gòu)的測(cè)試曲線；

16、s3、僅在電路基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的每條開關(guān)并聯(lián)支路上分別設(shè)置串聯(lián)到地的諧振電容，得到第二電路結(jié)構(gòu)、第三電路結(jié)構(gòu)和第四電路結(jié)構(gòu)；

17、分別對(duì)第二電路結(jié)構(gòu)、第三電路結(jié)構(gòu)和第四電路結(jié)構(gòu)在所述設(shè)定頻率范圍內(nèi)進(jìn)行仿真，并選擇第一射頻通路為測(cè)試通路，分別得到各個(gè)電路結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)的測(cè)試曲線；第三電路結(jié)構(gòu)的測(cè)試曲線和第四電路結(jié)構(gòu)的測(cè)試曲線；

18、s4、依次比較各個(gè)電路結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)的測(cè)試曲線，篩選出測(cè)試曲線最優(yōu)對(duì)應(yīng)的電路結(jié)構(gòu)，得到第一方面的一種高隔離低損耗吸收式單刀四擲開關(guān)電路。第一測(cè)試曲線、第二測(cè)試曲線、第三測(cè)試曲線和第四測(cè)試曲線；

19、在一些具體實(shí)施方案中，測(cè)試曲線包括隔離度曲線、插入損耗曲線和輸入輸出駐波曲線；最優(yōu)測(cè)試曲線的篩選為：從各電路結(jié)構(gòu)的輸入輸出駐波曲線中篩選出滿足預(yù)設(shè)閾值的曲線，接著分析各滿足預(yù)設(shè)閾值的電路結(jié)構(gòu)中各隔離度曲線的變化趨勢(shì)，當(dāng)變化趨勢(shì)滿足預(yù)設(shè)條件時(shí)，則繼續(xù)從滿足預(yù)設(shè)條件的電路結(jié)構(gòu)中篩選出插入損耗最小的測(cè)試曲線，得到隔離度曲線滿足預(yù)設(shè)條件且插入損耗最小時(shí)的測(cè)試曲線。

20、本發(fā)明具有的有益效果：

21、通過增加并聯(lián)開關(guān)的開關(guān)管數(shù)量，增加隔離度，并在開關(guān)并聯(lián)支路合適位置引入并聯(lián)到地的諧振電容,使得隔離度曲線在帶內(nèi)出現(xiàn)諧振點(diǎn)，大大提升了開關(guān)的隔離度性能，同時(shí)保證開關(guān)的損耗不會(huì)惡化。第一射頻通路、第二射頻通路、第三射頻通路、第四射頻通路的輸出端開關(guān)均與50歐姆電阻并聯(lián)，實(shí)現(xiàn)吸收式功能，通過切換不同控制電壓來實(shí)現(xiàn)開關(guān)通路切換。