CN109560360A - 一种定向耦合器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种定向耦合器。所述定向耦合器包括：主输入端，输入电磁波信号；主输出端，与主输入端通过主传输通路连接，输出电磁波信号；负载端，通过第三电阻接地；耦合端，与负载端通过耦合通路连接，耦合端通过π型网络连接最终耦合输出端，输出电磁波信号。本发明实施例提供的技术方案结构简单，提高了定向耦合器宽频带应用时的耦合平坦度。

Description

一种定向耦合器
技术领域
本发明涉及射频芯片内集成定向耦合器技术领域，具体涉及一种提高耦合平坦度的定向耦合器。
背景技术
定向耦合器是一种通用的微波/毫米波器件，可用于信号的隔离、分离和混合。本质是将微波信号按比例分配，耦合方式也分多类，其中常见的一种是传输线耦合。在当代的移动通信设备中，通常信号发射模块会带有传输线定向耦合器，用于监测前端功率放大器的发射时工作状态。
在这些应用时，通常都需要定向耦合器能在很宽频带范围内有稳定的耦合输出，耦合平坦度较好，即在工作频带内耦合度的最大值和最小值之差尽量小，这样才是更精确的实施监测工作。而传统定向耦合器的耦合平坦度常常比较低。
发明内容
本发明实施例拟提供一种定向耦合器，解决传统定向耦合器宽频带应用时耦合平坦度低的问题。
本发明实施例提供了一种定向耦合器，包括：主输入端，输入电磁波信号；主输出端，与所述主输入端通过主传输通路连接，通过天线输出电磁波信号；负载端，通过第三电阻接地；耦合端，与所述负载端通过耦合通路连接，所述耦合端通过π型网络连接最终耦合输出端，输出电磁波信号。
作为本发明一种可选的方案，π型网络包括：电感，连接在所述耦合端和所述耦合输出端之间；第一电阻，一端与所述电感与所述耦合端的连接点连接；第一电容，一端与所述第一电阻的另一端连接，第一电容的另一端连接电源地。所述耦合输出端的耦合平坦度可以通过所述电感、所述第一电阻、所述第一电容调节。
作为本发明一种可选的方案，π型网络包括：电感，连接在所述耦合端和所述耦合输出端之间；第二电阻，一端与所述电感与所述耦合输出端的连接点连接；第二电容，一端与所述第二电阻的另一端连接，第二电容的另一端连接电源地。所述耦合输出端的耦合平坦度可以通过所述电感、所述第二电阻、所述第二电容调节。
作为本发明一种可选的方案，π型网络包括：电感，连接在所述耦合端和所述耦合输出端之间；第一电阻，一端与所述电感与所述耦合端的连接点连接；第一电容，一端与所述第一电阻的另一端连接，第一电容的另一端连接电源地；第二电阻，一端与所述电感与所述耦合输出端的连接点连接；第二电容。一端与所述第二电阻的另一端连接，第二电容的另一端连接电源地。所述耦合输出端的耦合平坦度可以通过所述电感、所述第一电阻、所述第一电容、所述第二电阻、所述第二电容调节。
本发明实施例提供的技术方案结构简单，提高了定向耦合器宽频带应用时的耦合平坦度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一实施例提供的一种定向耦合器的组成示意图；
图2是本发明另一实施例提供的一种定向耦合器的组成示意图；
图3是本发明又一实施例提供的一种定向耦合器的组成示意图；
图4是图3实施例提供的一种定向耦合器与传统定向耦合器的耦合平坦度的对比仿真图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将结合附图和实施例，对本发明技术方案的具体实施方式进行更加详细、清楚的说明。然而，以下描述的具体实施方式和实施例仅是说明的目的，而不是对本发明的限制。其只是包含了本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，本领域技术人员对于本发明的各种变化获得的其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应该理解的是，虽然第一、第二、第三等用语可使用于本文中用来描述各种元件或组件，但这些元件或组件不应被这些用语所限制。这些用语仅用以区分一个元件或组件与另一元件或组件。因此，下述讨论之第一元件或组件，在不脱离本发明之内容下，可被称为第二元件或第二组件。
图1是本发明一实施例提供的一种定向耦合器的组成示意图，包括主输入端Port1、主输出端Port2、负载端Port3、耦合端Port4。
主输入端Port1输入电磁波信号。主输出端Port2与主输入端通过主传输通路11连接，通过天线输出电磁波信号。负载端Port3通过第三电阻接地。耦合端Port4与负载端Port3通过耦合通路12连接，耦合端Port4通过π型网络连接最终耦合输出端Coupler OUT，输出电磁波信号。
电磁波包括微波或毫米波。主传输通路11、耦合通路12包括同轴线、带状线、微带线、金属波导或介质波导的一种。第三电阻R3为30～70欧姆。
π型网络包括电感L1、第一电阻R1、第一电容C1。
电感L1连接在耦合端Port4和所述耦合输出端Coupler OUT之间。第一电阻R1的一端与电感L1与耦合端Port4的连接点连接。第一电容C1的一端与第一电阻R1的另一端连接，第一电容C1的另一端连接电源地。耦合输出端Coupler OUT的耦合平坦度可以通过电感L1、第一电阻R1、第一电容C1调节。
图2是本发明另一实施例提供的一种定向耦合器的组成示意图，包括主输入端Port1、主输出端Port2、负载端Port3、耦合端Port4。
主输入端Port1输入电磁波信号。主输出端Port2与主输入端通过主传输通路11连接，通过天线输出电磁波信号。负载端Port3通过第三电阻接地。耦合端Port4与负载端Port3通过耦合通路12连接，耦合端Port4通过π型网络连接最终耦合输出端Coupler OUT，输出电磁波信号。
电磁波包括微波或毫米波。主传输通路11、耦合通路12包括同轴线、带状线、微带线、金属波导或介质波导的一种。第三电阻R3为30～70欧姆。
π型网络包括电感L1、第二电阻R2、第二电容C2。
电感L1连接在耦合端Port4和耦合输出端Coupler OUT之间。第二电阻R2的一端与电感与耦合输出端的连接点连接。第二电容C2的一端与第二电阻R2的另一端连接，第二电容C2的另一端连接电源地。耦合输出端Coupler OUT的耦合平坦度可以通过电感L1、第二电阻R2、第二电容C2调节。
图3是本发明又一实施例提供的一种定向耦合器的组成示意图，包括主输入端Port1、主输出端Port2、负载端Port3、耦合端Port4。
主输入端Port1输入电磁波信号。主输出端Port2与主输入端通过主传输通路11连接，输出电磁波信号。负载端Port3通过第三电阻接地。耦合端Port4与负载端Port3通过耦合通路12连接，耦合端Port4通过π型网络连接最终耦合输出端Coupler OUT，输出电磁波信号。
电磁波包括微波或毫米波。主传输通路11、耦合通路12包括同轴线、带状线、微带线、金属波导或介质波导的一种。第三电阻R3为30～70欧姆。
π型网络包括电感L1、第一电阻R1、第一电容C1、第二电阻R2、第二电容C2。
电感L1连接在耦合端和耦合输出端之间。第一电阻R1的一端与电感L1与耦合端Port4的连接点连接。第一电容C1的一端与第一电阻R1的另一端连接，第一电容C1的另一端连接电源地。第二电阻R2的一端与电感L1与耦合输出端Coupler OUT的连接点连接。第二电容C2的一端与第二电阻R2的另一端连接，第二电容C2的另一端连接电源地。耦合输出端Coupler OUT的耦合平坦度可以通过电感L1、第一电阻R1、第一电容C1、第二电阻R2、第二电容C2调节。
图4是图3实施例提供的一种定向耦合器与传统定向耦合器的耦合平坦度的对比仿真图。
如图4所示，横轴为频率(GHz)，纵轴为耦合度(dB)。m1m2的正方形曲线为传统定向耦合器的耦合度仿真结果，1.5～6GHz频带内耦合度差值约7.65dB。m1m3的三角形曲线为本发明的定向耦合器的耦合度仿真结果1.5～6GHz频带内耦合度差值约3dB。可以明显看出本发明的定向耦合器提高耦合平坦度的优势。
需要说明的是，以上参照附图所描述的各个实施例仅用以说明本发明而非限制本发明的范围，本领域的普通技术人员应当理解，在不脱离本发明的精神和范围的前提下对本发明进行的修改或者等同替换，均应涵盖在本发明的范围之内。此外，除上下文另有所指外，以单数形式出现的词包括复数形式，反之亦然。另外，除非特别说明，那么任何实施例的全部或一部分可结合任何其它实施例的全部或一部分来使用。

Claims (10)

1.一种定向耦合器，包括：
主输入端，输入电磁波信号；
主输出端，与所述主输入端通过主传输通路连接，通过天线输出电磁波信号；
负载端，通过第三电阻接地；
耦合端，与所述负载端通过耦合通路连接，所述耦合端通过π型网络连接最终耦合输出端，输出电磁波信号。
2.根据权利要求1所述的定向耦合器，其中，所述电磁波包括微波或毫米波。
3.根据权利要求1所述的定向耦合器，其中，所述主传输通路、耦合通路包括同轴线、带状线、微带线、金属波导或介质波导的一种。
4.根据权利要求1所述的定向耦合器，其中，所述π型网络包括：
电感，连接在所述耦合端和所述耦合输出端之间；
第一电阻，一端与所述电感与所述耦合端的连接点连接；
第一电容，一端与所述第一电阻的另一端连接，第一电容的另一端连接电源地。
5.根据权利要求4所述的定向耦合器，其中，所述耦合输出端的耦合平坦度可以通过所述电感、所述第一电阻、所述第一电容调节。
6.根据权利要求1所述的定向耦合器，其中，所述π型网络包括：
电感，连接在所述耦合端和所述耦合输出端之间；
第二电阻，一端与所述电感与所述耦合输出端的连接点连接；
第二电容。一端与所述第二电阻的另一端连接，第二电容的另一端连接电源地。
7.根据权利要求6所述的定向耦合器，其中，所述耦合输出端的耦合平坦度可以通过所述电感、所述第二电阻、所述第二电容调节。
8.根据权利要求1所述的定向耦合器，其中，所述π型网络包括：
电感，连接在所述耦合端和所述耦合输出端之间；
第一电阻，一端与所述电感与所述耦合端的连接点连接；
第一电容，一端与所述第一电阻的另一端连接，第一电容的另一端连接电源地；
第二电阻，一端与所述电感与所述耦合输出端的连接点连接；
第二电容，一端与所述第二电阻的另一端连接，第二电容的另一端连接电源地。
9.根据权利要求8所述的定向耦合器，其中，所述耦合输出端的耦合平坦度可以通过所述电感、所述第一电阻、所述第一电容、所述第二电阻、所述第二电容调节。
10.根据权利要求1所述的定向耦合器，其中，所述第三电阻为30～70欧姆。
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