本技术涉及天线电路领域,特别涉及一种射频开关电路、装置及终端。
背景技术:
1、射频开关是射频前端的重要组成部分之一,射频开关是无线通信系统中用于控制时分双工(time division duplex,tdd)切换的开关。随着现代无线通信系统的快速发展,移动通信、雷达及卫星等系统对收发开关的插入损耗、隔离度、功率容量、开关速度等有了更高的要求。为了提高隔离度,单刀双掷(single-pole double-throw switch,spdt)支路上通常需要设计一个并联支路,当该支路处于选通状态时,并联支路处于关闭状态。
2、而在有大功率信号输入时,该并联支路上存在着高压输入,通过堆叠开关器件的数量,使每一个开关器件分得的电压小于开关器件的击穿电压。但是由于开关器件到地寄生电容的影响,各个开关器件的分压不均匀,越靠近功率信号输入源的开关器件分压越大,因此,需要设计一种射频开关电路,来使每个开关器件均匀分压,从而提高的功率容限。
技术实现思路
1、本技术提供一种射频开关电路、装置及终端,通过在开关器件两端并联不同容值的第一电容,使得射频开关电路上的每一个开关器件分得的电压均小于开关器件的击穿电压,从而提高功率容限。
2、第一方面,本技术提供一种射频开关电路,包括至少一个射频信号通路,每个射频信号通路包括用于输入射频信号的信号输入端、用于输出射频信号的信号输出端以及设置在信号输入端和地之间或信号输出端和地之间的并联支路,其中:并联支路包括多个开关器件以及多个第一电容,多个开关器件的第一电极和第二电极依次连接,首个开关器件的第一电极连接信号输入端或信号输出端,尾个开关器件的第二电极接地;多个开关器件分为多个开关器件组,每个开关器件组中包括至少一个开关器件,每个开关器件组中的靠近信号输入端或信号输出端侧的开关器件的第一电极与信号输入端或信号输出端侧的开关器件的第二电极通过第一电容连接。
3、由于射频信号的射频电压摆幅较大,并联支路需要堆叠足够数量的开关器件,才能使每一个开关器件分压不超过击穿电压。并且,电路封装成芯片后,每一个开关器件的第一电极和第二电极与封装基板的地之间存在寄生电容。信号输入端或信号输出端到地线之间的电压将分配到整个回路上的每个开关器件上,每个开关器件会分担部分电压,若每个开关器件产生的寄生电容大致相同,则越靠近信号输入端或信号输出端的开关器件所承担的电压会越大。若想降低靠近射频信号的开关器件的阻抗,则相应的需要给靠近射频信号的开关器件并联更大容值的第一电容。通过在开关器件所存在的固有寄生电容的基础上并联一个第一电容,可以使得射频开关电路上的每一个开关器件分得的电压均小于开关器件的击穿电压,提升了每个开关器件上的压降的均匀性,进而提升了射频开关电路的耐压能力,避免了射频开关电路中开关器件承受电压不一致时容易损坏的问题。
4、为了避免每一个开关器件所承担的分压不均匀,导致射频开关电路损坏。一种实施方式中,每个开关器件组中包括一个开关器件,开关器件的源极与开关器件的漏极通过第一电容连接,从而使得每一个开关器件分得的电压均小于开关器件的击穿电压,从而避免射频开关电路损坏。
5、一种实施方式中,每个开关器件组包括至少两个开关器件,并联支路还包括多个第二电容,每个开关器件组中靠近信号输入端或信号输出端侧的开关器件的第一电极与第二电极通过第二电容连接。
6、由于靠近射频信号的开关器件需要并联更大容值的电容,因此,可以在每个开关器件组中靠近信号输入端或信号输出端侧的开关器件的第一电极与第二电极通过第二电容连接。采用上述结构,相当于在每个开关器件组中靠近射频信号的开关器件同时并联了第一电容以及第二电容,而每个开关器件组中的其他开关器件并联了第一电容。如此,即使需要并联容值较大的电容,本技术的提供的结构也可以通过第一电容叠加第二电容的方式来使得每个电容的容值减小,以节省电路版图面积。
7、一种实施方式中,每个开关器件组中包括第一开关器件以及第二开关器件,第一开关器件靠近信号输入端或信号输出端侧,第二开关器件远离信号输入端或信号输出端侧,第一开关器件的第一电极与第二开关器件的第二电极通过第一电容连接,第一开关器件的第一电极与第二电极通过第二电容连接。
8、采用此种结构,从靠近信号输入端或信号输出端的开关器件开始,每两个开关器件看作一个整体,在这两个开关器件上先并联一个第一电容,实现开关器件组的均压,在每个开关器件到地寄生电容相同的情况下,最大的第一电容的容值可减小一倍,很大程度上节省了版图面积。然后单独对开关器件组中靠近信号输入端或信号输出端的第一开关器件并联一个第二电容,实现开关器件组内第一开关器件和第二开关器件的均压,最终每一个开关器件的分压基本相等,提高射频开关电路的最大功率容限。
9、一种实施方式中,开关器件为n型mos晶体管或p型mos晶体管,射频信号通路用于接收外部的射频信号或者向外部发射射频信号。
10、一种实施方式中,射频开关电路还包括:第一选择信号输入端、第一选择信号输出端和公共信号输入/输出端,第一选择信号输入端用于向公共信号输入/输出端发送射频信号,公共信号输入/输出端用于将第一信号输入端输入的射频信号向外发送,还用于接收外部的射频信号并将接收的外部的射频信号传输至第一选择信号输出端;射频开关电路具体包括两个射频信号通路,一个射频信号通路设置在公共信号输入/输出端和第一选择信号输入端之间,另一个射频信号通路设置在公共信号输入/输出端和第一选择信号输出端之间。
11、射频开关电路为单刀双掷射频收发开关电路,当射频开关电路用于向外发射射频信号时,射频开关电路处于发射模式,射频信号由一发射机产生并经放大电路处理从第一选择信号输入端流入,经过公共信号输入/输出端发射出去;当射频开关电路用于从外部接收射频信号时,射频开关电路处于接收模式,射频信号从公共信号输入/输出端接收进来之后,流入到第一选择信号输出端,以传入接收机中。
12、一种实施方式中,射频开关电路通过公共信号输入/输出端向外发送射频信号时,设置在公共信号输入/输出端和第一选择信号输入端之间的射频信号通路的并联支路的开关器件关闭;射频开关电路通过公共信号输入/输出端接收外部的射频信号时,设置在公共信号输入/输出端和第一信号输出端之间的射频信号通路的并联支路的开关器件关闭。
13、在通过公共信号输入/输出端向外发送射频信号时,设置在公共信号输入/输出端和第一选择信号输入端之间的并联支路的开关器件关闭,从而让公共信号输入/输出端和第一选择信号输入端之间的电压落在该并联支路上,以使每个开关器件分担一部分电压。而在通过公共信号输入/输出端接收外部发送的射频信号时,设置在公共信号输入/输出端和第一选择信号输出端之间的并联支路的开关器件关闭,从而让公共信号输入/输出端和第一选择信号输出端之间的电压落在该并联支路上,使每个开关器件分担一部分电压。
14、第二方面,本技术提供一种射频开关装置,射频开关装置包括:如第一方面的射频开关电路、射频信号产生电路以及射频信号接收电路,射频信号产生电路用于向射频开关电路的射频信号通路提供射频信号,射频信号接收电路接收射频开关电路的射频信号通路发送的射频信号。
15、第三方面,本技术提供一种天线装置,包括基带模块、天线链路模块以及如第二方面的射频开关装置。
16、第四方面,本技术提供一种终端,包括第三方面的天线装置。
1.一种射频开关电路,其特征在于,包括至少一个射频信号通路,每个射频信号通路包括用于输入射频信号的信号输入端、用于输出射频信号的信号输出端以及设置在所述信号输入端和地之间或所述信号输出端和地之间的并联支路,其中:
2.根据权利要求1所述的射频开关电路,其特征在于,每个开关器件组包括至少两个开关器件,所述并联支路还包括多个第二电容,每个开关器件组中靠近所述信号输入端或所述信号输出端侧的开关器件的第一电极与第二电极通过所述第二电容连接。
3.根据权利要求2所述的射频开关电路,其特征在于,每个开关器件组中包括第一开关器件以及第二开关器件,所述第一开关器件靠近所述信号输入端或所述信号输出端侧,所述第二开关器件远离所述信号输入端或所述信号输出端侧,所述第一开关器件的第一电极与所述第二开关器件的第二电极通过所述第一电容连接,所述第一开关器件的第一电极与第二电极通过所述第二电容连接。
4.根据权利要求1-3任一所述的射频开关电路,其特征在于,所述开关器件为n型mos晶体管或p型mos晶体管。
5.根据权利要求1-4任一所述的射频开关电路,其特征在于,所述射频信号通路用于接收外部的射频信号或者向外部发射射频信号。
6.根据权利要求1-5任一所述的射频开关电路,其特征在于,所述射频开关电路还包括:第一选择信号输入端、第一选择信号输出端和公共信号输入/输出端,所述第一选择信号输入端用于向所述公共信号输入/输出端发送射频信号,所述公共信号输入/输出端用于将所述第一信号输入端输入的射频信号向外发送,还用于接收外部的射频信号并将接收的所述外部的射频信号传输至所述第一选择信号输出端;
7.根据权利要求6所述的射频开关电路,其特征在于,所述射频开关电路通过所述公共信号输入/输出端向外发送射频信号时,设置在所述公共信号输入/输出端和所述第一选择信号输入端之间的射频信号通路的并联支路的开关器件关闭;所述射频开关电路通过所述公共信号输入/输出端接收外部的射频信号时,设置在所述公共信号输入/输出端和第一信号输出端之间的射频信号通路的并联支路的开关器件关闭。
8.一种射频开关装置,其特征在于,所述射频开关装置包括:如权利要求1至7中任一项所述的射频开关电路、射频信号产生电路以及射频信号接收电路,所述射频信号产生电路用于向所述射频开关电路的射频信号通路提供射频信号,所述射频信号接收电路接收所述射频开关电路的射频信号通路发送的射频信号。
9.一种天线装置,其特征在于,包括基带模块、天线链路模块以及如权利要求8所述射频开关装置。
10.一种终端,其特征在于,包括如权利要求9所述的天线装置。