5G通信基站大功率射频开关设计

朱 艳

（中通服咨询设计研究院有限公司，江苏 南京 210019）

0 引 言

大功率射频开关体积小且成本低，被广泛应用于射频毫米波通信系统，以控制信号的导通和断开。随着5G技术在全球范围内受到关注，将5G技术推广到射频通信领域是目前的研究热点[1]。毫米波通信和波束成形等都是5G通信中的关键技术，而天线是这些技术应用中的关键器件，射频开关则是天线的重要电子元器件之一，可以快速控制信号通断。有开关存在的天线能使得可重构的多波段相控阵实现几微秒的动态重构，可以用于对工作频率差别要求较大的情况。传统的PIN开关无法满足工作过程中驱动电压的控制要求，因此本文设计一种5G通信基站大功率射频开关来弥补传统开关性能不足的问题。

1 基站大功率射频开关设计

1.1 开关整体电路结构

本文的目标是设计一种应用在5G通信基站中的大功率射频开关，能够很好的平衡各项性能指标，为了保证开关的质量，需要在0.13 μm部分耗尽绝缘衬底上硅工艺下实现，并期望SPDT射频开关单元在0.9 GHz时，插入损耗小于0.5 dB，在1.9 GHz的情况下，测试度的隔离结果能够大于20 dB[2]。根据上述要求，设计的开关整体结构如图1所示。

图1虚线框中是模拟模块，其作用为产生射频开关工作过程中需要的正压或负压，通过带隙提供电压，通过电平转换LS实现-2～+2.5 V电压的转换。图中的LDO属于模块外围电路的辅助，16selectl逻辑选择单元用于实现16选1的功能，并设计电荷泵、低压差线性稳压器、外围辅助电路带隙基准源、振荡器以及上电复位在开关整体电路中的位置与结构。……