CN105428772B - 用于定向耦合器模块的系统和方法 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种用于定向耦合器模块的系统和方法。根据一个实施例，电路包括第一定向耦合器，该第一定向耦合器包括第一输入端口、第一传输端口、第一隔离端口以及第一耦合端口，其中第一定向耦合器设置在第一衬底上。电路还包括第一方向选择开关，该第一方向选择开关具有与第一隔离端口耦合的第一开关输入端口、与第一耦合端口耦合的第二开关输入端口、以及第一开关输出端口，其中第一方向选择开关连同定向耦合器设置在第一衬底上。

Description

用于定向耦合器模块的系统和方法

本申请要求于2014年9月12号提交的美国临时专利申请的NO.62/049,763，标题为“System and Method for a directional Coupler Module”的优先权，其全部内容将以参考的方式并入本文。

技术领域

本申请大体涉及电子器件，更具体地涉及一种用于定向耦合器模块的系统和方法。

背景技术

定向耦合器，是可以检测在特定方向传输的功率的电子器件，其广泛用于各种射频(RF)电路。例如，定向耦合器可以用于雷达系统，以通过将入射波与反射波分离对反射波进行检测，或者用于对传输线路中的阻抗失配进行测量的电路。从功能上讲，定向耦合器具有正向传输路径和耦合传输路径。正向传输路径通常损耗较低，耦合传输路径耦合沿特定方向传输的部分传输功率。有许多不同类型的耦合器结构，包括电磁耦合器和磁耦合器。这些耦合器类型中的每种类型可以根据操作频率和操作环境使用不同拓扑结构和材料进行实施。

定向耦合器的一种常见应用是检测便携射频(RF)器件诸如蜂窝电话或便携计算设备中的反射和传输功率。传输功率的测量可以用在控制回路中对功率放大器的输出进行调节，而反射功率的测量与传输功率的测量的结合可以用来对可调节天线匹配网络进行调节。由于便携射频器件在能够利用多标准在多个频率上运行方面变得日益复杂，因此射频终端的拓扑结构已变得更加复杂。例如，多标准射频器件通常具有多个传输和接收路径，上述路径经由多开关网络、匹配网络、功率检测器等与一根或多根天线耦合。相应地，此类便携射频器件的布局和结构通常占用相当数量的印刷电路板(PCB)空间。

发明内容

根据一个实施例，一种电路包括第一定向耦合器，该第一定向耦合器包括第一输入端口，第一传输端口，第一隔离端口以及第一耦合端口，其中，第一定向耦合器设置在第一衬底上。电路还包括第一方向选择开关，其具有与第一隔离端口耦合的第一开关输入端口，与第一耦合端口耦合的第二开关输入端口，以及第一开关输出端口，其中第一方向选择开关连同定向耦合器设置在第一衬底上。

附图说明

为了更全面地理解本申请以及其优势，现在将结合附图参考下面的描述，在附图中：

图1a-1d示出了实施例定向耦合器系统；

图2示出了具有终端电阻器的实施例定向耦合器；

图3a-3b示出了利用多个定向耦合器的实施例定向耦合器系统；

图4a-c示出了利用多个定向耦合器和换向开关的实施例定向耦合器系统；

图5示出了实施例定向耦合器的原理图；

图6a-6c示出了利用实施例定向耦合器系统的射频系统；

图7a-7c示出了实施例可选择阻抗电路；

图8a-8d示出了实施例可调节衰减器电路；

图9a-9d示出了利用实施例定向耦合器系统的另外的射频系统；以及

图10示出了实施例方法的框图。

不同附图中的对应数字和符号通常指相应的部件，除非另有说明。附图是为了清楚地图示优选实施例的相关方面而绘制，且没有必要依照比例绘制。为了更清楚地图示某些实施例，指示相同结构、材料或程序步骤的变形例的字母可以遵循附图图号。

具体实施方式

下面将详细的对当前的优选实施例的制造和使用进行讨论。但是应当理解，本发明提供多个可适用的创造性构思，其可以在广泛的特定背景中实现。讨论的具体实施例仅对制造和使用本发明的具体方式进行说明，而不对本发明的范围加以限制。

将在特定背景下关于优选实施例、用于定向耦合器的系统和方法对本发明进行描述，该用于定向耦合器的系统和方法可以例如在在射频电路中使用以对入射和反射功率进行测量。本发明的实施例也可以用于包括其他电路的其他系统和应用，其包括具有可选择信号路径的定向耦合器和射频系统的电路。此外，实施例可以针对实现射频测量的系统，其包括但不限于测量和/或调谐阻抗失配的器件、时域反射计(TDR)、用于与可调谐天线匹配电路一起使用的检测器件、以及可调谐滤波器。

在本发明的一个实施例中，定向耦合器模块包括设置在与方向选择开关相同的衬底上的定向耦合器电路。定向耦合器包括输入端口和传输端口，以及隔离端口，在隔离端口上耦合从传输端口传输到输入端口的信号，以及耦合端口，在耦合端口上耦合从输入端口传输到传输端口的信号。方向选择开关设置成选择性地将隔离端口和耦合端口中的一个路由至输出端口。

可以在例如用于蜂窝手机的RF前端系统和前端多芯片模块中使用实施例的定向耦合系统，并且各种实施例利用射频开关将单个或多个定向耦合器的输出组合为单一输出。这样的定向耦合器系统，例如，可以具体用在用于蜂窝手机的可重构射频前端中。在一些实施例中，利用定向耦合器、射频开关以及衰减器的定向耦合器系统可以用在射频前端系统中以对从PA传输到天线的功率，以及由于系统中各种端口处的阻抗失配所导致的从天线反射回PA的功率进行感测。

图1a示出了根据本发明的实施例的定向耦合器系统100。如图所示，定向耦合器系统100包括定向耦合器102、以及与定向耦合器102的隔离和耦合端口耦合的方向选择开关104。根据各种实施例，定向耦合器102可以使用本领域中已知的定向耦合器电路进行实施。例如，定向耦合器102可以利用基于变压器的定向耦合器、带状线定向耦合器、或本领域中熟知的其他类型的定向耦合器。在一些实施例中，可以使用2014年1月14日提交的美国专利申请No.14/155,130，标题为“System and Method for a directional coupler”所公开的定向耦合器，该专利申请以全文引用的方式并入本文。方向选择开关104可以使用本领域中已知的射频开关电路和系统实施。

在一个实施例中，方向选择开关104用来选择定向耦合器102的隔离端口或耦合端口。当方向选择开关104选择了隔离端口时，方向选择开关104的输出提供与从传输端口传输到输入端口的射频信号成比例的信号。这种信号例如可以从反射射频功率生成，并可以使用这种信号来例如对阻抗失配进行测量。相反地，当方向选择开关104选择了耦合端口时，方向选择开关104的输出提供与从传输端口传输到输入端口的射频信号成比例的信号。这种信号可以用来对传输功率进行测量。在一个实施例中，定向耦合器102和方向选择开关104可以设置在分立的集成电路上，或可以单片集成在单个裸片上。独立的芯片可以集成在多芯片模块上，或安装在应用印刷电路板上。

图1b示出了定向耦合器系统120，包括定向耦合器102、方向选择开关104，并且还包括位于方向选择开关104和输出端口之间的衰减器106。在一些实施例中，衰减器106可以利用模拟或数字调谐进行调节。衰减器106可以与定向耦合器102和/或方向选择开关104单片集成在相同裸片上，或可以集成在独立裸片上。根据各种实施例，衰减器106利用本领域中已知的射频衰减器电路和系统。

图1c示出了定向耦合器模块130的平面图，其包括安装在衬底131上的定向耦合器102、方向选择开关104以及衰减器106。如图所示，定向耦合器102、方向选择开关104以及衰减器106各自集成在单独模块上。定向耦合器102、方向选择开关104以及衰减器106通过接合焊盘彼此键合，并键合到外部引脚。这些接合连接可以利用例如凸点键合、键合线或其他本领域已知的键合系统和方法。在可替代实施例中，这些组件的划分可以不同。例如，定向耦合器102和方向选择开关104可以集成在第一裸片上，衰减器106可以集成在第二裸片上。在一些实施例中，定向耦合器102、方向选择开关104以及衰减器106可以集成在可以设置在衬底131上的单一裸片上。

图1d示出了实施例定向耦合器单片集成电路140，包括集成在单一裸片上的定向耦合器102、方向选择开关104以及衰减器106。

图2示出了根据另一实施例的定向耦合器系统200。如图所示，定向耦合器系统200包括通过终端阻抗206和208加载的定向耦合器102和方向选择开关204。方向选择开关204包括三个开关：一个开关在定向耦合器102的隔离端口和耦合端口之间进行选择，另外两个开关将终端阻抗206和终端阻抗208中的一个耦合到未选择的端口。终端阻抗206和208可以使用例如50欧姆的电阻器、或与系统的特征阻抗近似相同的其他电阻值来实现。在一些实施例中，终端阻抗206和/或终端阻抗208可以利用电阻器、电容器、电感器、其他类型器件或它们的组合来实现。终端阻抗206和/或208可以利用分离的外部组件来实现，或可以集成在与方向选择开关104和/或定向耦合器系统200内的其他组件相同的裸片上。

图3a示出了实施例定向耦合器系统300，包括两个定向耦合器102a和102b，其隔离端口和耦合端口经由方向选择开关104a、方向选择开关104b、以及耦合器选择开关302多路复用至单一输出端口。如图所示，定向耦合器102a包括第一输入端口、第一传输端口、第一耦合端口、以及第一隔离端口，以及定向耦合器102b包括第二输入端口、第二传输端口、第二耦合端口、以及第二隔离端口。第一射频信号经由第一输入和第一传输端口传输通过定向耦合器102a，第二射频信号经由第二输入和第二传输端口传输通过定向耦合器102b。

定向耦合器102a的隔离和耦合端口通过方向选择开关104a合并为一个信号，并且定向耦合器102b的隔离和耦合端口通过方向选择开关104b合并为一个信号。耦合器选择开关302将方向选择开关104a的输出或方向选择开关104b的输出交换到输出端口。定向耦合器系统300中的全部组块可以共同单片集成在单一裸片上或实施在独立芯片上。

图3b示出了根据本发明实施例的定向耦合器系统320。如图所示，定向耦合器系统320与定向耦合器系统300相似，其添加了与耦合器选择开关302的输出耦合的衰减器306。衰减器306可以为模拟或数字调谐。定向耦合器系统320中的全部组块可以共同单片集成在单一裸片上或实施在独立芯片上。

图4a示出了根据实施例的定向耦合器系统400。如图所示，定向耦合器系统400包括定向耦合器102a、定向耦合器102b、以及换向开关404。利用换向开关404，任意数量的定向耦合器的隔离和耦合端口可以路由至换向开关404的输出端口。同样，定向耦合器系统400中的全部组块可以共同单片集成在单一裸片上或实施在独立芯片上。

图4b示出了根据另一个实施例的定向耦合器系统420。如图所示，定向耦合器系统420与定向耦合器系统400相似，其添加了与换向开关404的输出耦合的衰减器406。衰减器406可以为模拟或数字调谐。定向耦合器系统420中的全部组块可以共同单片集成在单一裸片上或实施在独立芯片上。

图4c示出了根据本发明另一个实施例的定向耦合器系统430，包括定向耦合器102a、定向耦合器102b、换向开关422、终端阻抗424以及衰减器406。如图所示，换向开关422包括开关426，上述开关426在终端阻抗424中的一个阻抗和定向耦合器102a和102b的隔离或耦合端口中的一个之间进行选择。终端阻抗424可以例如利用50欧姆电阻，或与系统的特征阻抗近似相同的其他阻值来实现。在一些实施例中，终端阻抗424可以利用电阻器、电容器、电感器、其他类型器件或它们的组合所实现的复数阻抗来实施。终端阻抗424可以使用分离的外部组件来实现，或可以集成在与换向开关422和/或定向耦合器系统430内的其他组件相同的裸片上来实现。

图5示出了定向耦合器500，其可以用于实施不同实施例中的定向耦合器。如图所示，定向耦合器500使用变压器504来实现，上述变压器具有耦合在输入端口和传输端口之间的一个绕组502a，以及耦合在隔离端口和耦合端口之间并与绕组502a磁耦合的另一绕组502b。变压器504可以利用本领域已知的电路和系统来实施。例如，在一个实施例中，变压器504可以使用设置在集成电路上的堆叠的或相邻螺旋电感器来实现。在另一个实施例中，变压器504可以利用设置在衬底上的带线状(stripline)变换器来实现。可替换地，可以采用其他结构。在一个实施例中，电容器506、508、510、512、514和516耦合到变压器504。

图6a-6c示出了利用实施例定向耦合器系统的不同射频系统。例如，图6a示出了天线系统600，其通过天线开关602和实施例定向耦合器系统604将多个通道从射频前端耦合到天线606。天线开关602从多个射频前端输入端口选取一个，并且定向耦合器系统604在其输出端口处提供对经耦合的信号的通路。定向耦合器系统604可以根据本文记述的不同实施例实施。在一个实施例中，天线系统600可以并入例如蜂窝电话等便携射频设备内。通过利用天线开关602在不同射频路径中进行选择，可以支持多标准蜂窝电话。实施例定向耦合器系统622可以用于例如在不同耦合测量路径之间进行选择，以便执行在系统运行期间对传输和反射功率的测量。

图6b示出了实施例天线系统620，其可以用在使用多天线的射频前端系统中。天线系统620包括天线开关602a和602b、实施例定向耦合器系统622，以及天线606和624。在一个实施例中，天线606配置成主天线，天线624配置成分集天线。在一个实施例中，定向耦合器系统622可以使用利用多个定向耦合器的实施例定向耦合器系统来实现，以支持对天线606和624的两个信号的同步传输。

图6c示出了天线系统630，其包括天线开关602a和602b、实施例定向耦合器系统622、组合网络632、以及天线606。在此，天线开关602a从第一射频路径的多个信号中选取一个信号，602b从第二射频路径的多个信号中选取一个信号。两个射频路径通过组合网络632结合，组合网络632可以利用射频功率合成器、天线共用器(diplexer)、或其他本领域已知的电路来实施。定向耦合器系统622的输出端口可以与功率检测器(未示出)耦合，用来对各个不同射频路径中的传输和反射功率进行测量。

图7a示出了可调谐电阻700，其可用于实施各种实施例电路，例如实施例定向耦合器系统中使用的各种衰减器电路。如图所示，可调谐电阻700包括彼此串联耦合的电阻器R21、R22和R23。此外，晶体管M21配置成旁路电阻器R21，晶体管M22配置成旁路电阻器R22，以及晶体管M23配置成旁路电阻器R23。在运行期间，以不同组合方式打开和关闭晶体管M21、M22和M23，以提供可调节阻值。当晶体管M21、M22和M23全部关闭时，可调谐电阻700具有最大阻值，上述最大阻值可以通过选择性地打开和关闭晶体管M21、M22和M23来实现电阻的改变而得以降低和调节。

图7b示出了可调谐电阻720，其可用于实施各种实施例电路，例如用于实施例定向耦合器系统的各种衰减器电路。如图所示，可调谐电阻720包括彼此并联耦合的电阻器R31、R32和R33，其中，电阻器R31、R32和R33中的每一个分别与晶体管M31、M32和M33串联耦合。可以选择性地打开和关闭晶体管M21、M32和M23对可调谐电阻720的电阻进行调节。

图7c示出了可调谐电容730，其可以用于实施各种实施例电路，例如用于实施例定向耦合器的不同衰减器电路。如图所示，可调谐电容730包括彼此并联耦合的电容器C31、C32和C33其中，电容器C31、C32和C33中的每一个分别与晶体管M31、M32和M33串联耦合。可以选择性地打开和关闭晶体管M21、M32和M33对可调谐电容730的电容进行调节。可以通过对这些晶体管的栅极施加高(HIGH)和低(LOW)信号来打开和关闭这些晶体管。

图8a示出了PI衰减器800，其可以用于实施各种实施例衰减器电路。PI衰减器800包括可调节阻抗R1、R2和R3，其可以例利用如图7a-7c中所示的各种可调节阻抗元件来实现。在一个示例中，R1和R2可以利用图7b中所示的可调节的并联的可调谐电阻720来实现，电阻器R3可以利用图7a中所示的可调节的串联电阻700来实现。

图8b示出了Y衰减器810，其可以用于实施各种实施例衰减器电路。Y衰减器810包括可调节阻抗R4、R5和R6，其可以例如利用图7a-7c所示的各种可调节阻抗元件来实施。

图8c示出了实施例衰减器830，其包括三个PI衰减级802、804和806。可以通过打开和关闭耦合至每个衰减级中的各个电阻器的开关808和开关809来对衰减器830的衰减进行调节。每个开关808和809可以利用本领域所已知的射频开关电路来实施。运行期间，可以通过关闭相应的开关809并打开开关809来旁路级802、804和806中的一个或多个。相反地，可以通过打开相应的开关809并关闭开关808来激活每个级。

图9a示出了根据本发明的一个实施例的射频系统900。系统900包括通过实施例定向耦合器系统904和可调谐匹配网络906耦合到天线912的射频收发器902。定向耦合器904的输出端口耦合到功率检测器908，功率检测器908的输出耦合到控制器910。在一个实施例中，控制器910根据功率检测器908的数字化输出调节可调谐匹配网络906。当定向耦合器904检测到在射频收发器902与对可调谐匹配网络906的输入之间的阻抗失配时，控制器910对可调谐匹配网络906进行调节，直至所测量到的其阻抗失配下降至低于一些实施例中的预定阈值。在一些实施例中，控制器910可以例如利用处理器、微控制器或专用系统逻辑器来实现。在运行期间，控制器910根据所实施的测量选择定向耦合器的哪个输出端口被路由至功率检测器908。射频系统900可以实施在例如蜂窝电话、无线局域网络收发器或其他射频系统的前端。在一些实施例中，可调谐匹配网络906耦合在射频收发器902与定向耦合器904之间，如与系统920有关的图9b所示。

图9c示出了根据本发明的另一个实施例的实施例雷达系统950。系统950包括通过实施例定向耦合器系统904耦合到天线912的雷达收发器952。定向耦合器系统904的输出通过功率检测器908耦合到控制器910。在一个实施例中，定向耦合器系统904测量来自天线912的入射信号，该入射信号可以代表反射雷达脉冲。系统950可以用于例如诸如汽车的雷达系统或相近的雷达系统中。定向耦合器系统904可以使用例如在此公开的实施例定向耦合器系统来实现。可以利用实施例反射测量电路的其他示例系统包括在平面倒F天线(PIFA)馈电点调谐器中的功率监测。

图9d示出了实施例系统960，其包括通过实施例定向耦合器系统904与天线912耦合的天线开关962。天线开关962配置成从输入S1-SN中进行选择，并将其中一个输入耦合到输出节点O1。定向耦合器904的输出端口通过功率检测器908与控制器910耦合。系统960可以用于例如通过选择定向耦合器904内的极性开关的位置，来对正向和反向传输和反射的功率进行测量。定向耦合器904的输出还可以用于执行包络追踪和天线调谐。

应当理解，图9a-d中示出的实施例仅为可以使用示例定向耦合器进行实施的多个实施例系统中的四个示例。

图10示出了对电路进行操作的实施例方法1000的流程图，该电路包括定向耦合器，其具有输入端口、传输端口、隔离端口和第一耦合端口，以及方向选择开关，其具有与第一隔离端口耦合的第一开关输入端口、与第一耦合端口耦合的第二开关输入端口、以及开关输出端口，从而定向耦合器和方向选择开关设置在相同衬底上。方法在步骤1002中首先确定电路是否处于第一状态。如果电路处于第一状态，在步骤1004中通过将方向选择开关置于第一位置来将隔离端口耦合到开关输出。如果电路不在第一状态，则方法在步骤1006中确定电路是否处于第二状态。如果是，则在步骤1008中通过将方向选择开关置于第二位置，而将耦合端口耦合到开关输出。一旦完成了步骤1004、1006和1008，方法回到步骤1002和1006，以确定电路是否处于第一和第二状态。

本发明的实施例概括如下。从在此申请的说明书的全部内容和权利要求中也可以理解其他实施例。一个通用方面包括电路，该电路具有第一定向耦合器，其包括第一输入端口、第一传输端口、第一隔离端口以及第一耦合端口，第一定向耦合器设置在第一衬底上；以及第一方向选择开关，其具有与第一隔离端口耦合的第一开关输入端口、与第一耦合端口耦合的第二开关输入端口、以及第一开关输出端口，其中，第一方向选择开关连同定向耦合器设置在第一衬底上。

实施例可以包括一个或多个下述特征。在电路中，第一定向耦合器设置在第一集成电路上，第一方向选择开关设置在第二集成电路上，并且第一集成电路和第二集成电路设置在第一衬底上。在电路中，第一衬底包括第一集成电路的半导体衬底。在电路中，第一方向选择开关包括第一开关，其配置成在第一开关设定中将隔离端口耦合到输出端口，并配置成在第二开关设定中将耦合端口耦合到输出端口。在一些实施例中，第一方向选择开关还包括第二开关，其在第一开关设定中将第一终端耦合到第一耦合端口，并且在第二开关设定中，将第二终端耦合到第一隔离端口。

在一个实施例中，电路还包括与第一开关输出端口耦合的衰减器。衰减器可以包括例如，与多个开关耦合的多个电阻器。多个电阻器可以串联耦合，并且多个电阻中的每一个可以被配置成旁路多个电阻器中的相应电阻。在一些实施例中，多个电阻器与多个开关中的相应开关串联耦合，以形成开关电阻器分支。此外，衰减器可以包括多个并联耦合的开关电阻器分支。

在一个实施例中，电路还包括第二定向耦合器，其具有第二输入端口、第二传输端口、第二隔离端口和第二耦合端口，第二定向耦合器设置在第一衬底上；第二方向选择开关具有与第二隔离端口耦合的第三开关输入端口、与第二耦合端口耦合的第三开关输入端口、以及第二开关输出端口，其中，第二方向选择开关连同第二定向耦合器设置在第一衬底上；以及耦合器选择开关，其具有与第一方向选择开关的第一开关输出耦合的第一耦合器选择输入、与第二方向选择开关的第二开关输出耦合的第二耦合器选择输入、以及选择输出。在一些实施例中，电路还包括与第二开关输出端口耦合的衰减器。第一天线可以与第一传输端口耦合，第二天线可以与第二传输端口耦合。在一个实施例中，第一天线开关与第一输入端口耦合，以及第二天线开关与第二输入端口耦合。电路还可以包括与第一传输端口耦合的天线，以及与第一输入端口耦合的天线开关。

在另一个通用方面，电路具有第一定向耦合器，其包括第一输入端口、第一传输端口、第一隔离端口以及第一耦合端口，第一定向耦合器设置在第一衬底上；以及第二定向耦合器，其包括第二输入端口、第二传输端口、第二隔离端口以及第二耦合端口，第二定向耦合器设置在第一衬底上；以及换向开关，其具有与第一隔离端口耦合的第一换向输入、与第一耦合端口耦合的第二换向输入、与第二隔离端口耦合的第三换向输入，以及与第二耦合端口耦合的第四换向输入，换向开关设置在第一衬底上；以及换向输出端口。

实施例可以包括一个或多个下述特征。电路还包括与换向输出端口耦合的衰减器和/或在电路中第一衬底包括集成电路。在一些实施例中，换向开关包括：第一开关，其配置成选择性地将第一换向输入端口耦合到换向输出端口和第一终端端口中的一个；第二开关，配置成选择性地将第二换向输入端口耦合到换向输出端口和第二终端端口中的一个；第三开关，配置成选择性地将第三换向输入端口耦合到换向输出端口和第三终端端口中的一个；以及第四开关，配置成选择性地将第四换向输入端口耦合到换向输出端口和第四终端端口中的一个。

在一些实施例中，电路还包括：与第一终端端口耦合的第一终端阻抗；与第二终端端口耦合的第二终端阻抗；与第三终端端口耦合的第三终端阻抗；以及与第四终端端口耦合的第四终端阻抗。第一终端阻抗可以包括第一终端电阻器；第二终端阻抗可以包括第二终端电阻器；第三终端阻抗可以包括第三终端电阻器；以及第四终端阻抗可以包括第四终端电阻器。

其他通用方面包括操作电路的方法，电路包括具有第一输入端口、第一传输端口、第一隔离端口以及第一耦合端口的第一定向耦合器，以及具有与第一隔离端口耦合的第一开关输入端口、与第一耦合端口耦合的第二开关输入端口、以及第一开关输出端口的第一方向选择开关，其中，第一定向耦合器和第一方向选择开关设置在相同衬底上。该方法包括：在第一状态下，将第一隔离端口耦合到第一开关输出端口包括将第一方向选择开关的第一开关置于第一位置；以及在第二状态下，将第一耦合端口耦合到第一开关输出包括将第一方向选择开关的第一开关置于第二位置。

实施例可以包括一个或多个下述特征。该方法还包括：在第一状态下，将第一耦合端口耦合到第一终端端口包括将第一方向选择的第二开关置于第一位置；以及在第二状态下，将第一隔离端口耦合到第二终端端口包括将第一方向选择的第二开关置于第二位置。该方法还可以包括接收第一输入端口处的信号，并在第二状态下对第一开关输出处的功率进行测量。在一些实施例中，该方法还包括在第一状态下对第一开关输出处的功率进行测量。

一些实施例定向耦合器的优势包括能够仅利用单一耦合输出端口对正向和反向的射频信号的功率进行监测。另一个优势包括能够将此类系统集成在单一集成电路上，或作为多电路设置在衬底上。

虽然参照说明性实施例对本申请加以描述，该描述不旨在被理解为限制的意图。对本领域技术人员而言，参考上面的描述，说明性实施例的各种变形和组合，以及本申请的其他实施例是显而易见的。

Claims (23)

1.一种电路，包括：

第一定向耦合器，包括第一输入端口，第一传输端口，第一隔离端口以及第一耦合端口，所述第一定向耦合器设置在第一衬底上；

第二定向耦合器，包括第二输入端口，第二传输端口，第二隔离端口以及第二耦合端口，所述第二定向耦合器设置在所述第一衬底上；以及

换向开关，具有与所述第一隔离端口耦合的第一换向输入，与所述第一耦合端口耦合的第二换向输入，与所述第二隔离端口耦合的第三换向输入，与所述第二耦合端口耦合的第四换向输入，以及换向输出端口，所述换向开关设置在所述第一衬底上。

2.根据权利要求1所述的电路，还包括与所述换向输出端口耦合的衰减器。

3.根据权利要求2所述的电路，其中，所述衰减器包括与多个开关耦合的多个电阻器。

4.根据权利要求3所述的电路，其中，所述多个电阻器中的电阻器串联耦合，并且所述多个开关中的每一个开关被配置成旁路所述多个电阻器中的相应电阻器。

5.根据权利要求3所述的电路，其中，所述多个电阻器中的每一个电阻器与所述多个开关中的相应开关串联耦合，以形成开关电阻分支，其中所述衰减器包括并联耦合的多个开关电阻分支。

6.根据权利要求1所述的电路，还包括与所述第一传输端口耦合的第一天线，以及与所述第二传输端口耦合的第二天线。

7.根据权利要求6所述的电路，还包括与所述第一输入端口耦合的第一天线开关，以及与所述第二输入端口耦合的第二天线开关。

8.根据权利要求1所述的电路，其中，第一衬底包括集成电路。

9.根据权利要求1所述的电路，其中，所述换向开关包括：

第一开关，被配置成选择性地将所述第一换向输入耦合到所述换向输出端口和第一终端端口中的一个；

第二开关，被配置成选择性地将所述第二换向输入耦合到所述换向输出端口和第二终端端口中的一个；

第三开关，被配置成选择性地将所述第三换向输入耦合到所述换向输出端口和第三终端端口中的一个；以及

第四开关，被配置成选择性地将所述第四换向输入耦合到所述换向输出端口和第四终端端口中的一个。

10.根据权利要求9所述的电路，还包括：

与所述第一终端端口耦合的第一终端阻抗；

与所述第二终端端口耦合的第二终端阻抗；

与所述第三终端端口耦合的第三终端阻抗；以及

与所述第四终端端口耦合的第四终端阻抗。

11.根据权利要求10所述的电路，其中：

所述第一终端阻抗包括第一终端电阻；

所述第二终端阻抗包括第二终端电阻；

所述第三终端阻抗包括第三终端电阻；以及

所述第四终端阻抗包括第四终端电阻。

12.根据权利要求6所述的电路，其中，所述第一天线被配置为主天线，以及所述第二天线被配置为分集天线。

13.根据权利要求1所述的电路，还包括：

第一天线开关，与所述第一输入端口耦合；

第二天线开关，与所述第二输入端口耦合；以及

组合网络，具有与所述第一传输端口耦合的第一端口、与所述第二传输端口耦合的第二端口以及与天线端口耦合第三端口。

14.根据权利要求13所述的电路，还包括：与所述组合网络的所述第三端口耦合的天线。

15.根据权利要求1所述的电路，其中，所述第一定向耦合器、所述第二定向耦合器以及所述换向开关集成在独立的芯片上。

16.根据权利要求1所述的电路，其中所述第一定向耦合器、所述第二定向耦合器以及所述换向开关集成在单片集成电路上。

17.一种操作电路的方法，所述电路包括具有第一输入端口、第一传输端口、第一隔离端口以及第一耦合端口的第一定向耦合器，所述第一定向耦合器设置在第一衬底上；具有第二输入端口、第二传输端口、第二隔离端口以及第二耦合端口的第二定向耦合器；以及换向开关，所述换向开关具有与所述第一隔离端口耦合的第一换向输入、与所述第一耦合端口耦合的第二换向输入、与所述第二隔离端口耦合的第三换向输入、与所述第二耦合端口耦合的第四换向输入、以及换向输出，其中，所述第一定向耦合器、所述第二定向耦合器和所述换向开关设置在相同的衬底上，并且所述方法包括：

在第一状态下，通过将所述换向开关中的第一开关置于第一位置来将所述第一隔离端口、所述第一耦合端口、第二隔离端口和第二耦合端口中的一个耦合到所述换向输出；以及

在第二状态下，通过将所述换向开关中的第二开关置于所述第一位置来将所述第一隔离端口、所述第一耦合端口、第二隔离端口和第二耦合端口中的另一个耦合到所述换向输出。

18.根据权利要求17所述的方法，还包括：

在所述第一状态下，通过将相应的第二开关、相应的第三开关以及相应的第四开关置于与所述第一位置相反的第二位置来将所述第一隔离端口、所述第一耦合端口、第二隔离端口和第二耦合端口中的剩余端口耦合到相应的终端电阻。

19.根据权利要求17所述的方法，还包括在所述第一输出端口处接收信号并且在所述第一状态下对所述换向输出处的功率进行测量。

20.根据权利要求18所述的方法，还包括：

在所述第二状态下，通过将相应的第一开关、相应的第三开关以及相应的第四开关置于与所述第一位置相反的第二位置来将所述第一隔离端口、所述第一耦合端口、第二隔离端口和第二耦合端口中的剩余端口耦合到相应的终端电阻。

21.一种定向耦合器模块，包括：

第一定向耦合器，包括第一输入端口，第一传输端口，第一隔离端口以及第一耦合端口；

第二定向耦合器，包括第二输入端口，第二传输端口，第二隔离端口以及第二耦合端口；以及

换向开关，具有与所述第一隔离端口耦合的第一换向输入，与所述第一耦合端口耦合的第二换向输入，与所述第二隔离端口耦合的第三换向输入，与所述第二耦合端口耦合的第四换向输入，以及换向输出端口，其中所述第一定向耦合器、所述第二定向耦合器和所述换向开关设置在同一衬底上。

22.根据权利要求21所述的定向耦合器模块，其中：

所述第一定向耦合器设置在第一集成电路上；

所述第二定向耦合器设置在第二集成电路上；

所述换向开关设置在第三集成电路上；以及

所述第一集成电路、所述第二集成电路以及所述第三集成电路设置在模块基板上。

23.根据权利要求21所述的定向耦合器模块，其中，所述第一定向耦合器、所述第二定向耦合器以及所述换向开关设置在单片集成电路上。