[发明专利]一种实现高隔离及无驻波变化的射频开关装置

说明书

本发明涉及射频器件领域，公开了一种实现高隔离及无驻波变化的射频开关装置。即一方面通过在射频输入支路和射频输出支路中分别布置射频调制模块和射频解调模块，可以对射频信号进行光电调制及解调，将射频信号的传输转换为光信号的传输，另一方面通过在射频输入支路与射频输出支路之间布置光开关，可以对中间已调光信号进行通断控制，进而实现对传输射频信号进行间接地通断控制或路径切换目的。由于可对已调光信号实现完全的光隔断，使开关可具有极高的隔离度，同时由于输入射频信号在开关切换过程中始终属于同一工作状态，负载没有任何变化，可使输入端口的回波信号一直保持稳定，确保输入射频信号的相位不会受开关通断的影响。

技术领域

本发明属于射频器件领域，具体涉及一种实现高隔离及无驻波变化的射频开关装置。

背景技术

射频开关又称微波开关，用于起到控制微波信号通道转换作用，其实质是一个路由高频信号通断的微波传输设备，因此被广泛用于微波测试系统中，以及用于仪器和待测设备之间的信号路由，以及用于载波电话切换、有线电视信号切换或有线电视信号开关等领域。现有的射频开关主要分为机械继电器开关以及固态开关两大类，前者基于电磁感应理论，主要依靠机械接触作为开关机构，后者基于半导体技术的电子开关器件(例如场效应管或二极管)，除了没有移动部件之外，其功能类似于机械继电器开关，因此这两类开关的本质都是对射频传输路径进行路径隔离，以实现对射频信号的通断和换路。

由于射频信号可以空间辐射传播，传统射频开关的隔离度(作为射频开关的重要指标之一，其表示在有用端口检测到的无用信号的衰减程度，隔离在高频率下变得更加重要，因为高隔离度减少了其他通道信号的影响，保持了测量信号的完整性，降低了系统测量的不确定性。例如，开关矩阵可能需要将一路信号分配到频谱分析仪以进行-70dBm的测量，并同时分配另一个+20dBm的信号，在这种情况下，高隔离度的开关将保持低功率信号的测量完整性)无法有效提高。而且更为重要的是，由于开关通断导致负载阻抗的变化会使射频信号的驻波比(即影响回波损失，在微波频率下，网元的材料属性和尺寸在决定分布式效应引起的阻抗匹配或不匹配方面起着重要的作用，具有出色的回波损失性能的射频开关确保了应用网络的最佳功率传输)发生变化，从而对原路径的射频信号造成相位扰动，这一影响在常规应用中影响不大，但是在对高精度相位操控应用中则会有十分明显的不利影响，例如原子钟和量子计算机等，因此为了克服前述问题，有必要提供一种具有高隔离度且在开关通断时无驻波变化干扰的新型开关结构。

发明内容

为了解决现有射频开关隔离度难以提高以及在开关通断时会使射频信号的驻波比发生变化等问题，本发明目的在于提供一种实现高隔离及无驻波变化的射频开关装置，可以满足原子钟、雷达以及量子计算机等对信号隔离度和相位有精确控制需求的应用场景。

本发明所采用的技术方案为：

一种实现高隔离及无驻波变化的射频开关装置，包括光源模块、射频输入支路、射频输出支路和光开关，其中，所述射频输入支路包括串联的射频输入端口和射频调制模块，所述射频调制模块还连接所述光源模块，所述射频输出支路包括串联的射频解调模块和射频输出端口，所述光开关串联在所述射频调制模块与所述射频解调模块之间；

所述射频调制模块用于将来自所述射频输入端口的射频信号调制到来自所述光源模块的光载波信号上，并将得到的已调光信号导入所述光开关；

所述光开关用于根据输入的开关控制信号导通/断开处于所述射频输入支路与所述射频输出支路之间的已调光信号传播路径；

所述射频解调模块用于对来自所述光开关的已调光信号进行解调，将加载于光载波信号上的射频信号解调出来，并传送至所述射频输出端口输出。

优化的，还包括连接所述光开关的控制模块，其中，所述控制模块用于生成所述开关控制信号。