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射頻開關在射頻前端電路中扮演著至關重要的角色，是射頻信號與天線之間不可或缺的橋梁。一個SPxT（單刀多擲）開關在常規(guī)應用中，通常只有一個RF端口導通將射頻信號與天線相連。然而，射頻開關的靈活性遠不止于此，在某些特定的應用場景中，也可以讓兩條甚至更多通路同時導通。

以B1+B3+B7的載波聚合（CA）組合（如下圖）為例，開關雙開模式相比單開模式在設計上能夠節(jié)省至少一顆Diplexer（分頻器）的使用，不僅降低了硬件成本，還簡化了系統(tǒng)架構，從而有可能提升信號傳輸的效率和質量，減少失真和衰減。艾為電子推出的AW13508TQNR、 AW13510TQNR、 AW13512TQNR等系列產(chǎn)品均支持雙開多開功能。

圖1 B1+B3+B7 CA組合設計示意圖

開關雙開應用注意點

將一路射頻信號分成兩路射頻信號的措施有：二功分、 Diplexer、Dual Saw、Duplexer，嚴格來說，雙工器不是將信號一分為二。

二功分的原理

能量是守恒的，對于任何一個3端口器件來說，1端口輸入的能量等于2端口和3端口輸出的能量以及器件自身消耗掉的能量之和。假設器件是無耗的，那1端口輸入的能量等于2端口和3端口輸出的能量之和。通過設計使兩路輸出相等，那么每路輸出都對應輸入能量的一半，即3dB插損，這就是二功分的原理。

對于射頻應用，尤其是接收鏈路設計來說，3dB插損是不可接受的。那是不是意味著開關雙開不適合實際應用？并不是，雖然能量是守恒的，但前提是同一頻率的能量是守恒的。把不同頻率的能量從不同的輸出端口輸出，這就實現(xiàn)了射頻前端電路中所謂的分路，如Diplexer和Dual Saw。所以開關雙開應用的關鍵在于賦予兩個輸出端口的頻率選擇特性，如Diplexer和Dual Saw一樣，不同端口輸出不同頻率的能量。

Diplexer和Duplexer的區(qū)別

Diplexer用于區(qū)分兩個跨度較大的頻率，兩個頻率距離越遠越好設計，兩個輸出端口就是兩個Filter，可以是低通，高通和帶通。Duplexer用于區(qū)分同一FDD頻段的Tx和Rx，Tx和Rx的頻率間隔很小。如下右圖，可以把Duplexer認為是一個環(huán)形器，即端口1的信號被傳輸?shù)蕉丝?，端口2的信號被傳輸?shù)蕉丝?，端口1和3則是隔離狀態(tài)。

圖2 Diplexer和Duplexer示意圖

開關雙開應用舉例

分析開關雙開的應用場景，主要是觀察開關雙開后加上匹配網(wǎng)絡的頻率選擇特性。以B1+B3+B7載波聚合（CA）組合為例，B1+B3的頻率在1710-2170MHz之間，B7的頻率在2500-2690MHz之間。為了簡化分析，沒有將B1+B3的Quadruplexer（四工器）以及B7的Duplexer添加到仿真鏈路中。參考Diplexer的設計，兩個輸出端口分別設計一個低通和一個高通濾波器。

圖3 B1+B3+B7 CA組合設計示意圖

- 具體步驟 -

1、設計LC Diplexer

最簡單的方式就是在低通和高通通路上分別加一個LC諧振，如下圖所示。

圖4 LC Diplexer示意圖

2、將LC Diplexer在仿真軟件上進行建模及仿真

3、將設計好的LC Diplexer的低通和高通支路分別加在開關雙開后的兩個RF Port上。

此處仿真采用的是AW13508TQNR ANT-RF1和ANT-RF2同時導通的SNP文件。

圖5 AW13508TQNR雙開示意圖

4、對增加AW13508TQNR雙開SNP的模型進行仿真

這一步即使沒有對LC diplexer設計好的值進行修改，直接仿真下來的結果也不錯，這主要得益于AW13508TQNR開關優(yōu)秀的回損。

開關雙開后如果沒有加低通和高通濾波器，此時開關類似于一個二功分，插損在3dB以上，對于實際應用來說是不可接受的。所以開關雙開應用的關鍵在于賦予兩個輸出端口的頻率選擇特性。

5、對匹配網(wǎng)絡進行微調優(yōu)化性能

注：本文只是簡單展示頻率選擇特性，在實際應用中，對于主集來說，B1+B3的Quadruplexer和B7的Duplexer本身就包含了頻率選擇特性，匹配網(wǎng)絡只需調到50歐姆即可。對于分集來說，可以通過此設計來節(jié)約一個SAW。

總結

開關雙開的應用本質通過賦予輸出端口頻率選擇特性，將不同頻率的能量分開。如上文舉例AW13508TQNR RF1和RF2雙開時在RF2后面接低通濾波器，RF1后面接高通濾波器。在分配能量的時候，低頻能量大部分通往RF2口，高頻能量大部分通往RF1口，從而實現(xiàn)雙開應用。

艾為電子推出的AW13508TQNR、AW13510TQNR、AW13512TQNR等射頻開關均支持雙開功能。以AW13508TQNR為例，各端口控制邏輯如下圖所示，每條通路的通斷均有獨立的寄存器比特位控制，通過寄存器屏蔽寫功能可以實現(xiàn)不同通路的通斷互不影響，因此可以實現(xiàn)雙開功能。