[发明专利]用于向RF开关提供偏置的控制单元

说明书

技术领域

本发明涉及一种针对高功率RF开关的偏置（bias）控制电路，并且更特别地涉及一种用于向诸如PIN二极管RF开关之类的高功率RF开关提供正向或反向偏置的控制电路。

背景技术

在各种RF系统（tract）和应用中，存在调节在系统的各种地点处的RF信号的需求。调节RF信号的方式中的一个是通过使用RF开关模块，该RF开关模块可以是机械开关、机电开关或者最近开发的和正在普遍使用的开关——诸如PIN二极管、晶体管等的基于固态技术的开关。

例如，当多个RF放大器用于输入RF功率组合器时，需要调整和优化RF功率组合器的输出功率以获得期望的输出RF信号。输出RF功率的调整和/或优化的一个方式是通过控制从RF功率放大器馈入RF功率组合器的RF信号。例如，如果存在降低RF功率组合器的RF输出的功率的需求，则可以阻止RF功率放大器中的一个或多个向RF功率组合器提供输入。替代地，例如，如果存在增加RF功率组合器的RF输出的功率的需求，则可能需要开启RF功率放大器中的一个或多个以用于向RF功率组合器提供输入。为了实现对RF功率放大器的该控制，即为了控制RF功率放大器使得仅来自期望的RF放大器的RF信号被馈入RF功率组合器中，将给定的RF放大器连接到RF功率组合器的每个传输线被装备RF开关或RF开关模块，通常位于RF功率组合器的RF功率输入的每个处。每个RF开关模块通过其切换动作而允许或不允许给定的RF功率放大器向RF功率组合器提供其RF信号。通常每个RF开关模块由单独的控制单元控制。控制单元诱导（induce）切换动作，即“接通”或“断开”RF开关。控制单元由单独的电连接器连接到RF开关模块。到控制单元的用以诱导RF开关模块的信息可能来自外部系统，诸如中央控制系统。

特别地，诸如高功率RF放大器/发生器系统之类的高功率RF应用可包括多个RF功率放大器，每个具有其单独的RF开关模块，并且每个RF开关模块具有与RF开关模块连接的其控制单元。因此在给定的RF应用中可能需要许多切换动作。此外，诸如基于PIN二极管的RF开关之类的基于固态技术的RF开关可以将RF信号切换到高达若干千瓦，然而为了精确和高效的切换，这样的RF开关需要高达1000伏特及以上作为反向偏置电压，并且需要1安培及更多作为正向偏置电流。因此，对RF开关而言存在具有利用合适的偏置应用的精确切换动作的需求，并且这在常规的控制单元中缺乏。

发明目的

本技术的目的是提出一种具有偏置控制电路的控制单元，用于RF开关模块的有效切换动作，特别用于高功率RF应用。

上面的目的由根据权利要求1的用于向RF开关模块提供反向或正向偏置信号的控制单元以及根据本技术的权利要求15的用于从这样的控制单元向RF开关模块提供反向或正向偏置信号的方法来实现。

根据本公开的一个方面，提出一种用于向RF开关模块提供反向或正向偏置信号的控制单元。该控制单元包括反向偏置源、正向偏置源、内部开关和本地控制模块。反向偏置源被适配成在反向偏置源的第一输出处提供反向偏置信号。正向偏置源被适配成在正向偏置源的第二输出处提供正向偏置信号。内部开关至少包括第一输入、第二输入和输出。内部开关的第一输入被适配成从反向偏置源的第一输出接收反向偏置信号。内部开关的第二输入被适配成从正向偏置源的第二输出接收正向偏置信号。内部开关的输出被配置成连接到RF开关模块，以将或者反向偏置信号或者正向偏置信号传输到RF开关模块。内部开关被配置成通过切换动作控制反向偏置信号和正向偏置信号朝着RF开关模块的传输。本地控制模块电连接到内部开关以控制内部开关的切换动作。本地控制模块进一步电连接到反向偏置源以控制在反向偏置源的第一输出处的反向偏置信号的提供。因此对内部开关进行切换以向RF开关模块提供正向或反向偏置被精确且准确地控制。

在控制单元的一个实施例中，本地控制模块被配置成与外部系统通信并从外部系统接收输入信号。输入信号被适配成诱导本地控制模块向反向偏置源提供第一控制信号以控制在反向偏置源的第一输出处的反向偏置信号的提供，和/或输入信号诱导本地控制模块向内部开关提供第二控制信号以控制内部开关的切换动作。因此来自外部地点或代理的指令可用于控制内部开关向RF开关模块提供正向或反向偏置。

在控制单元的另一个实施例中，本地控制模块与反向偏置源通信，以确定在反向偏置源的第一输出处提供反向偏置信号时反向偏置源的运行。因此在本地控制模块处接收反向偏置源的适当运行或故障运行的反馈。