CN111564679B - 一种相位稳定的射频开关 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种相位稳定的射频开关，所述射频开关包括：第一定向耦合器、定向衰减器、第二定向耦合器、可调衰减器、可调移相器以及微波开关；所述第一定向耦合器的输入端与输入信号连接，所述第一定向耦合器的输出端与所述定向衰减器的输入端连接，所述第一定向耦合器的耦合端还与所述可调衰减器的输入端连接，所述定向衰减器输出端与所述第二定向耦合器的耦合端连接，所述可调衰减器的输出端与所述可调移相器的输入端连接，所述可调移相器的输出端与所述微波开关的输入端连接，所述微波开关的输出端与所述第二定向耦合器的输出端连接。本发明中的上述射频开关能够实现射频信号打开时相位稳定，并且具有隔离度高、切换速度快等特点。
Description
技术领域
本发明涉及射频开关领域，特别是涉及一种相位稳定的射频开关。
背景技术
射频开关是一种可控制射频信号传输路径通断的器件，具有响应速度快、隔离度高和插损低等特点，在雷达、通讯等领域有广泛的应用。
现有技术中，一般都只采用一个射频开关，来实现控制微波信号通道转换，但是，普通的射频开关在信号连接/切断的时候，通常只是对信号的能量进行控制，信号的相位在数秒内存在～10mrad的波动，这种波动会影响***的混频和信号的相干过程，从而导致***在相位波动的数秒时间内出现工作不稳定的状态，甚至出现***完全不工作的情况。因此，有必要提供一种相位稳定射频开关，实现相位的连续稳定。
发明内容
本发明的目的是提供一种相位连续稳定的射频开关，实现射频信号打开时相位稳定，并且具有隔离度高、切换速度快等特点。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种相位稳定的射频开关，所述射频开关包括：
第一定向耦合器、定向衰减器、第二定向耦合器、可调衰减器、可调移相器以及微波开关；
所述第一定向耦合器的输入端与输入信号连接，所述第一定向耦合器的输出端与所述定向衰减器的输入端连接，所述第一定向耦合器的耦合端与所述可调衰减器的输入端连接，所述定向衰减器输出端与所述第二定向耦合器的耦合端连接，所述可调衰减器的输出端与所述可调移相器的输入端连接，所述可调移相器的输出端与所述微波开关的输入端连接，所述微波开关的输出端与所述第二定向耦合器的输出端连接。
可选的，所述微波开关为PIN型。
可选的，所述定向衰减器为6dB定向衰减器。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明中的上述射频开关，通过设置第一定向耦合器、定向衰减器、第二定向耦合器、可调衰减器、可调移相器以及微波开关，200MHz信号经过第一定向耦合器分为两路，一路输出给6dB定向衰减器，另一路输出给可调移相器，通过可调移相器精确调整相位，可调衰减器调整幅度达到相位相消，实现射频信号打开时相位稳定，并且具有隔离度高、切换速度快等特点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例相位稳定的射频开关结构示意图；
图2为本发明实施例微波射频干涉开关的关断比示意图；
图3为本发明实施例射频干涉开关的相位瞬态效应示意图；
图4为本发明实施例射频干涉开关和商用微波开关的相位瞬态效应示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种相位连续稳定的射频开关，实现射频信号打开时相位稳定，并且具有隔离度高、切换速度快等特点。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明实施例相位稳定的射频开关结构示意图，如图1所示，所述射频开关包括：
第一定向耦合器1、定向衰减器2、第二定向耦合器3、可调衰减器4、可调移相器5以及微波开关6；
所述第一定向耦合器1的输入端与输入信号连接，所述第一定向耦合器1的输出端与所述定向衰减器2的输入端连接，所述第一定向耦合器1的耦合端还与所述可调衰减器4的输入端连接，所述定向衰减器2输出端与所述第二定向耦合器3的耦合端连接，所述可调衰减器4的输出端与所述可调移相器5的输入端连接，所述可调移相器5的输出端与所述微波开关6的输入端连接，所述微波开关6的输出端与所述第二定向耦合器3的输出端连接。
射频干涉开关的设计来源于光干涉仪，包括两个臂，一个臂包含PIN型的微波开关，另一个臂自由传播，如果干涉仪被精确调到相消状态，那么当开关打开时，干涉仪的输出信号被强烈的衰减，原子不会与传播在PIN型的微波开关的激励场相互作用，和原子交互的微波信号相位总是不受影响。200MHz信号经过第一定向耦合器分为两路，一路输出给6dB定向衰减器，另一路输出给可调移相器，通过可调移相器精确调整相位，可调衰减器调整幅度达到相位相消。衰减比可达到58dB，具体如图2所示。
如图3和图4所示，观察到引入射频干涉开关后，之前的波动范围消失，说明射频干涉开关没有引起相位的瞬态效应和不连续性。但在打开的一瞬间相位有一个指数的下降趋势，具体如图3所示，和计量院研制的微波干涉开关现象类似。经过改进，下降趋势现象消失，如图4所示，其中图4中的小图为干涉开关的相位波动放大后的结果。由于射频干涉开关涉及多个器件引入了额外的噪声，在五天的时间累积内相位波动达到10μrad。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (7)
1.一种相位稳定的射频开关，其特征在于，所述射频开关包括：
第一定向耦合器、定向衰减器、第二定向耦合器、可调衰减器、可调移相器以及微波开关；
所述定向衰减器为6dB定向衰减器；
通过所述可调移相器调整相位，所述可调衰减器调整幅度达到所述第一定向耦合器的耦合端和所述第一定向耦合器的输出端相位相消；
所述第一定向耦合器的输入端与输入信号连接，所述第一定向耦合器的输出端与所述定向衰减器的输入端连接，所述第一定向耦合器的耦合端还与所述可调衰减器的输入端连接，所述定向衰减器输出端与所述第二定向耦合器的耦合端连接，所述可调衰减器的输出端与所述可调移相器的输入端连接，所述可调移相器的输出端与所述微波开关的输入端连接，所述微波开关的输出端与所述第二定向耦合器的输出端连接。
2.根据权利要求1所述的相位稳定的射频开关，其特征在于，所述微波开关为PIN型。
3.根据权利要求1所述的相位稳定的射频开关，其特征在于，所述第一定向耦合器的隔离度大于等于25dB，耦合度为10dB，插损小于0.9dB。
4.根据权利要求1所述的相位稳定的射频开关，其特征在于，所述第二定向耦合器的隔离度大于等于25dB，耦合度为10dB，插损小于0.9dB。
5.根据权利要求1所述的相位稳定的射频开关，其特征在于，所述可调衰减器的可调范围为0～10dB。
6.根据权利要求1所述的相位稳定的射频开关，其特征在于，所述可调移相器的参数为直流电频率DC-18GHz，相位最大可调范围540度。
7.根据权利要求1所述的相位稳定的射频开关，其特征在于，所述微波开关的插损小于等于1dB，隔离度大于等于50dB。
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