CN110462925A - 双向性耦合器 - Google Patents

Abstract

抑制输出端子处的反射损失的增大且进行双向检波。双向性耦合器具备检波端口、与第一端口及第二端口连接的主线路、副线路、终止电路、将副线路的一端及另一端分别与终止电路或检波端口连接的开关电路及设置在开关电路与检波端口之间且包括第一可变电容器、第一可变电感器或第一可变电阻器中至少任一方的匹配电路，在检波第一信号的第一模式时，开关电路将副线路的一端与检波端口连接，将另一端与终止电路连接，在检波第一信号的反射信号的第二模式时，开关电路将副线路的一端与终止电路连接，将另一端与检波端口连接，根据动作模式或第一信号的频带来控制第一可变电容器的电容值、第一可变电感器的电感值或第一可变电阻器的电阻值中至少任一方。

Description

双向性耦合器

技术领域

本发明涉及双向性耦合器。

背景技术

在便携电话等无线通信设备中，为了检测信号电平而使用检波电路。例如在专利文献1中公开了一种双向性耦合器，该双向性耦合器通过具备方向切换开关，从而能够对输出到天线的发送信号与来自天线的反射信号的双方的信号电平进行检波。在该结构中，根据要检波的信号的方向、频带等来调整终止电路的阻抗，能够提高双向性耦合器的方向性。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：美国专利申请公开第2016/0172737号说明书

发明内容

发明要解决的课题

然而，专利文献1所公开的结构在输出检波信号的输出端子的前段不具备匹配电路。因此，通过调整终止电路的阻抗，产生输出检波信号的输出端子处的阻抗的不匹配，反射损失可能增大。

本发明是鉴于这样的情况而完成的，其目的在于，提供一种能够抑制检波信号的输出端子处的反射损失的增大并且能够进行双向的检波的双向性耦合器。

用于解决课题的手段

本发明的一方案的双向性耦合器具备：第一端口，其输入第一信号；第二端口，其输出第一信号；检波端口，其输出第一信号的检波信号或者第一信号的反射信号的检波信号；第一主线路，其一端与第一端口连接，另一端与第二端口连接；第一副线路，其与第一主线路电磁耦合，且具有与第一主线路的一端对应的一端以及与第一主线路的另一端对应的另一端；至少一个终止电路，其将第一副线路的一端或另一端接地；开关电路，其将第一副线路的一端及另一端分别与检波端口或至少一个终止电路连接；以及匹配电路，其设置在开关电路与检波端口之间，且包括第一可变电容器、第一可变电感器或第一可变电阻器中的至少任一方，在动作模式是对第一信号进行检波的第一模式的情况下，开关电路将第一副线路的一端与检波端口电连接，将第一副线路的另一端与至少一个终止电路电连接，在动作模式是对第一信号的反射信号进行检波的第二模式的情况下，开关电路将第一副线路的一端与至少一个终止电路电连接，将第一副线路的另一端与检波端口电连接，根据动作模式或第一信号的频带，来控制第一可变电容器的电容值、第一可变电感器的电感值或第一可变电阻器的电阻值中的至少任一方。

本发明的一方案的双向性耦合器具备：第一端口，其输入第一信号；第二端口，其输出第一信号；第三端口，其输入第二信号；第四端口，其输出第二信号；检波端口，其输出第一信号的检波信号、第一信号的反射信号的检波信号、第二信号的检波信号或第二信号的反射信号的检波信号中的任一方；第一主线路，其一端与第一端口连接，另一端与第二端口连接；第二主线路，其一端与第三端口连接，另一端与第四端口连接；第一副线路，其与第一主线路电磁耦合，且具有与第一主线路的一端对应的一端、以及与第一主线路的另一端对应的另一端；第二副线路，其与第二主线路电磁耦合，且具有与第二主线路的一端对应的一端、以及与第二主线路的另一端对应的另一端；第一终止电路，其将第一副线路的一端或另一端接地；第二终止电路，其将第二副线路的一端或另一端接地；第一开关电路，其将第一副线路的一端及另一端分别与检波端口或第一终止电路连接；第二开关电路，其将第二副线路的一端及另一端分别与检波端口或第二终止电路连接；以及匹配电路，其设置在第一开关电路及第二开关电路与检波端口之间，且包括第一可变电容器、第一可变电感器或第一可变电阻器中的至少任一方，在动作模式是对第一信号进行检波的第一模式的情况下，第一开关电路将第一副线路的一端与检波端口电连接，将第一副线路的另一端与第一终止电路电连接，在动作模式是对第一信号的反射信号进行检波的第二模式的情况下，第一开关电路将第一副线路的一端与第一终止电路电连接，将第一副线路的另一端与检波端口电连接，在动作模式是对第二信号进行检波的第三模式的情况下，第二开关电路将第二副线路的一端与检波端口电连接，将第二副线路的另一端与第二终止电路电连接，在动作模式是对第二信号的反射信号进行检波的第四模式的情况下，第二开关电路将第二副线路的一端与第二终止电路电连接，将第二副线路的另一端与检波端口电连接，根据动作模式、第一信号的频带或第二信号的频带，来控制第一可变电容器的电容值、第一可变电感器的电感值或第一可变电阻器的电阻值中的至少任一方。

本发明的一方案的双向性耦合器具备：第一端口，其输入第一信号；第二端口，其输出第一信号；第三端口，其输入第二信号；第四端口，其输出第二信号；检波端口，其输出第一信号的检波信号、第一信号的反射信号的检波信号、第二信号的检波信号或第二信号的反射信号的检波信号中的任一方；第一主线路，其一端与第一端口连接，另一端与第二端口连接；第二主线路，其一端与第三端口连接，另一端与第四端口连接；第一副线路，其与第一主线路电磁耦合，且具有与第一主线路的一端对应的一端、以及与第一主线路的另一端对应的另一端；第二副线路，其与第二主线路电磁耦合，且具有与第二主线路的一端对应的一端、以及与第二主线路的另一端对应的另一端，该第二副线路与第一副线路串联连接；终止电路，其将第一副线路的一端或另一端、或者第二副线路的一端或另一端接地；开关电路，其将第一副线路的一端及另一端以及第二副线路的一端及另一端分别与检波端口或终止电路连接；以及匹配电路，其设置在开关电路与检波端口之间，且包括第一可变电容器、第一可变电感器或第一可变电阻器中的至少任一方，在动作模式是对第一信号进行检波的第一模式的情况下，开关电路将第一副线路的一端与检波端口电连接，将第一副线路的另一端经由第二副线路而与终止电路电连接，在动作模式是对第一信号的反射信号进行检波的第二模式的情况下，开关电路将第一副线路的一端与终止电路电连接，将第一副线路的另一端经由第二副线路而与检波端口电连接，在动作模式是对第二信号进行检波的第三模式的情况下，开关电路将第二副线路的一端经由第一副线路而与检波端口电连接，将第二副线路的另一端与终止电路电连接，在动作模式是对第二信号的反射信号进行检波的第四模式的情况下，开关电路将第二副线路的一端经由第一副线路而与终止电路电连接，将第二副线路的另一端与检波端口电连接，根据动作模式、第一信号的频带或第二信号的频带，来控制第一可变电容器的电容值、第一可变电感器的电感值或第一可变电阻器的电阻值中的至少任一方。

发明效果

根据本发明，可提供一种能够抑制检波信号的输出端子处的反射损失的增大并且能够进行双向的检波的双向性耦合器。

附图说明

图1是示出作为本发明的一实施方式的双向性耦合器100A的结构的图。

图2是示出匹配电路MN的结构例的图。

图3是示出作为本发明的另一实施方式的双向性耦合器100B的结构的图。

图4是示出终止电路Z1x的结构例的图。

图5是示出作为本发明的另一实施方式的双向性耦合器100C的结构的图。

图6是示出作为本发明的另一实施方式的双向性耦合器100D的结构的图。

图7是示出作为本发明的另一实施方式的双向性耦合器100E的结构的图。

图8A是示出比较例中的检波端口DET的阻抗的轨迹的说明图。

图8B是示出比较例中的检波端口DET的反射特性的仿真结果的图。

图9A是示出双向性耦合器100B中的检波端口DET的阻抗的轨迹的说明图。

图9B是示出双向性耦合器100B中的检波端口DET的反射特性的仿真结果的图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的一实施方式进行说明。需要说明的是，针对相同的要素标注相同的标记，省略重复的说明。

图1是示出作为本发明的一实施方式的双向性耦合器100A的结构的图。双向性耦合器100A例如能够对从放大电路AMP向天线ANT发送的发送信号进行检波(正向)。另外，双向性耦合器100A能够对从天线ANT向放大电路AMP反射的反射信号进行检波(反向)。

如图1所示，双向性耦合器100A具备输入端口IN、输出端口OUT、检波端口DET、主线路ML、副线路SL、开关SW1、SW2、终止电路Z1、Z2及匹配电路MN。

主线路ML(第一主线路)的一端与输入端口IN(第一端口)连接，另一端与输出端口OUT(第二端口)连接。向输入端口IN供给来自放大电路AMP的发送信号(第一信号)。该发送信号通过主线路ML及输出端口OUT被供给到天线ANT。另外，向输出端口OUT供给该发送信号的反射信号。副线路SL(第一副线路)与主线路ML电磁耦合。副线路SL的与主线路ML的一端对应的一端连接到开关SW1，与主线路ML的另一端对应的另一端连接到开关SW2。

检波端口DET与开关SW1、SW2连接。从检波端口DET输出发送信号的检波信号或者发送信号的反射信号的检波信号。

开关SW1根据从外部供给的控制信号，将副线路SL的一端与检波端口DET或终止电路Z1电连接。开关SW2根据从外部供给的控制信号，将副线路SL的另一端与检波端口DET或终止电路Z2电连接。具体而言，在双向性耦合器100A进行发送信号的检波的动作模式(第一模式)的情况下，开关SW1被切换到检波端口DET侧，开关SW2被切换到终止电路Z2侧。另外，在双向性耦合器100A进行发送信号的反射信号的检波的动作模式(第二模式)的情况下，开关SW1被切换到终止电路Z1侧，开关SW2被切换到检波端口DET侧。需要说明的是，开关SW1及开关SW2构成开关电路的一具体例。

终止电路Z1例如具备相互并联连接的电阻元件Rf及电容元件Cf，终止电路Z2例如具备相互并联连接的电阻元件Rr及电容元件Cr。具体而言，电阻元件Rf及电容元件Cf的一端与开关SW1连接，另一端接地。同样，电阻元件Rr及电容元件Cr的一端与开关SW2连接，另一端接地。终止电路Z1、Z2分别将副线路SL的一端或另一端接地。需要说明的是，在双向性耦合器100A中，流向电阻元件Rf、Rr的电流的磁场耦合成分与电场耦合成分不相等，隔离度可能发生劣化。电容元件Cf、Cr发挥功能使得电场耦合的贡献与磁场耦合的贡献相等。由此，能够改善双向性耦合器100A中的隔离度和方向性。需要说明的是，方向性是由从隔离度减去耦合度而得到的值表示的指标(dB)。

需要说明的是，电容元件Cf的一端也可以连接在副线路SL的一端与开关SW1之间，电容元件Cr的一端还可以连接在副线路SL的另一端与开关SW2之间。另外，双向性耦合器100A也可以不具备电容元件Cf、Cr。

匹配电路MN设置在开关SW1、SW2与检波端口DET之间。匹配电路MN通过变换从双向性耦合器100A的外部观察到的检波端口DET侧的阻抗来抑制检波端口DET处的反射损失。以下，对匹配电路MN的详细结构进行说明。

图2是示出匹配电路MN的结构例的图。匹配电路MN例如具备可变电容器Cadj及可变电感器Ladj。可变电容器Cadj分路连接到开关SW1、SW2与检波端口DET之间的信号线路，可变电感器Ladj串联连接到开关SW1、SW2与检波端口DET之间的信号线路。即，可变电容器Cadj及可变电感器Ladj构成LC电路。

可变电容器Cadj(第一可变电容器)例如具备电容元件C1～C5及开关Q1～Q5。电容元件C1～C5分别并联连接，一端经由开关Q1～Q5而与开关SW1、SW2连接，另一端接地。开关Q1～Q5根据从控制电路(未图示)供给的控制信号cont1来控制接通及断开。由此，变更被电连接的电容元件C1～C5的组合，调整可变电容器Cadj的电容值。

可变电感器Ladj(第一可变电感器)例如具备电感元件L1、L2及开关Q6、Q7。电感元件L1及电感元件L2串联连接，一端与开关SW1、SW2连接，另一端经由开关Q6而与检波端口DET连接。开关Q6、Q7根据从控制电路(未图示)供给的控制信号cont2，控制为任一方成为接通而另一方成为断开。由此，调整可变电感器Ladj的电感值。

这样，在匹配电路MN中，根据从外部供给的控制信号cont1、cont2来调整电容值及电感值。具体而言，在匹配电路MN中，根据动作模式(即，要检波的信号的方向)或者要检波的信号的频带，来控制可变电容器Cadj的电容值及可变电感器Ladj的电感值中的任一方或双方。由此，与要检波的信号的方向及频带无关地，将从双向性耦合器100A的外部观察到的检波端口DET侧的阻抗变换成所希望的值(例如，50Ω左右)。因此，能够抑制检波端口DET处的反射损失的增大。

需要说明的是，图2所示的可变电容器Cadj及可变电感器Ladj的结构是一例，不局限于此。例如，图2中示出可变电容器Cadj具备五个电容元件C1～C5且由5bit控制的例子，但并联连接的电容元件的个数不局限于此。

另外，匹配电路MN在图2所示的可变电容器Cadj及可变电感器Ladj的基础上，还可以具备可变电阻器(第一可变电阻器)，或者也可以代替可变电容器Cadj及可变电感器Ladj而具备可变电阻器。即，匹配电路MN具备可变电容器、可变电感器或可变电阻器中的至少任一方即可。需要说明的是，可变电阻器不仅用于阻抗匹配，也可以用于调整通过主线路ML和副线路SL得到的耦合度。

图3是示出作为本发明的另一实施方式的双向性耦合器100B的结构的图。需要说明的是，针对与双向性耦合器100A相同的要素标注相同的标记并省略说明。另外，在以后示出的实施方式中，省略关于与双向性耦合器100A共用的事项的记述，仅对不同点进行说明。尤其是关于因同样的结构而带来的同样的作用效果，并不是在每个实施方式中依次提及。

如图3所示，双向性耦合器100B与双向性耦合器100A相比，代替终止电路Z1、Z2而具备终止电路Z1x(第二终止电路)、Z2x(第一终止电路)。终止电路Z1x、Z2x构成为，将终止电路Z1、Z2中的电阻元件Rf、Rr及电容元件Cf、Cr分别置换成可变电阻器Rfx(第四可变电阻器)、Rrx(第三可变电阻器)及可变电容器Cfx(第四可变电容器)、Crx(第三可变电容器)。

具体而言，可变电阻器Rfx及可变电容器Cfx各自的一端与开关SW1连接，另一端接地。同样，可变电阻器Rrx及可变电容器Crx各自的一端与开关SW2连接，另一端接地。

图4是示出终止电路Z1x的结构例的图。需要说明的是，终止电路Z2x与终止电路Z1x是同样的，因此省略详细的说明。

可变电阻器Rfx例如具备电阻元件R1～R5及开关Q8～Q11。电阻元件R1～R5分别并联连接。电阻元件R1的一端与开关SW1连接，另一端接地。电阻元件R2～R5经由开关Q8～Q11而与开关SW1连接，另一端接地。开关Q8～Q11根据从控制电路(未图示)供给的控制信号cont3来控制接通及断开。由此，变更被电连接的电阻元件R1～R5的组合，调整可变电阻器Rfx的电阻值。需要说明的是，可变电容器Cfx的结构与图2所示的可变电容器Cadj的结构是同样的，因此省略详细的说明。

这样，在终止电路Z1x中，根据从外部供给的控制信号cont3、cont4来调整电阻值及电容值。具体而言，在终止电路Z1x、Z2x中，根据动作模式(即，要检波的信号的方向)或者要检波的信号的频带，来控制可变电阻器Rfx、Rrx的电阻值及可变电容器Cfx、Crx的电容值中的任一方或双方。由此，与要检波的信号的方向及频带无关地，能够提高双向性耦合器100B的方向性及隔离度。此外，在双向性耦合器100B中，能够根据终止电路Z1x、Z2x的电阻值及电容值的调整来调整匹配电路MN的电容值、电感值及电阻值。由此，能够改善方向性及隔离度，并且能够抑制检波端口DET处的反射损失的增大。

需要说明的是，在图3中示出了图1所示的终止电路Z1、Z2的电阻元件Rf、Rr及电容元件Cf、Cr都被置换成可变电阻器或可变电容器的例子，但被置换成可变电阻器或可变电容器的元件也可以是其中的一部分。另外，终止电路Z1x、Z2x也可以不具备可变电容器Cfx、Crx。

图5是示出作为本发明的另一实施方式的双向性耦合器100C的结构的图。需要说明的是，针对与双向性耦合器100B相同的要素标注相同的标记并省略说明。如图5所示，双向性耦合器100C与双向性耦合器100B相比，一个终止电路Z1x兼作正向及反向的双方的动作模式中的终止电路。

具体而言，可变电阻器Rfx(第二可变电阻器)的一端及可变电容器Cfx(第二可变电容器)的一端分别在正向的情况下与开关SW2连接，在反向的情况下与开关SW1连接。由此，在正向及反向的双方的动作模式中，终止电路Z1x作为副线路SL的终止电路被共享。

即便根据这样的结构，双向性耦合器100C也与双向性耦合器100B同样地能够改善方向性及隔离度并且能够抑制检波端口DET处的反射损失的增大。另外，双向性耦合器100C与双向性耦合器100B相比，能够减少终止电路的数量，能够实现电路规模的削减。

需要说明的是，终止电路Z1x也可以不具备可变电容器Cfx。

图6是示出作为本发明的另一实施方式的双向性耦合器100D的结构的图。需要说明的是，针对与双向性耦合器100C相同的要素标注相同的标记并省略说明。另外，在图6及后述的图7中，省略了放大电路AMP及天线ANT的图示。

如图6所示，双向性耦合器100D具备两组图5所示的双向性耦合器100C的结构，由此，能够对两种发送信号或两种发送信号各自的反射信号进行检波。具体而言，双向性耦合器100D具备两个输入端口(INa、INb)、两个输出端口(OUTa、OUTb)、两个主线路(MLa、MLb)、两个副线路(SLa、SLb)、两个开关(SW1a、SW1b)、两个开关(SW2a、SW2b)及两个终止电路(Z1xa、Z1xb)。

主线路MLb(第二主线路)的一端与输入端口INb(第三端口)连接，另一端与输出端口OUTb(第四端口)连接。向输入端口INb例如供给与向输入端口INa输入的信号的频带不同的频带的发送信号(第二信号)。该发送信号通过主线路MLb及输出端口OUTb被供给到天线(未图示)。另外，向输出端口OUTb供给该发送信号的反射信号。副线路SLb(第二副线路)与主线路MLb电磁耦合。副线路SLb的与主线路MLb的一端对应的一端连接到开关SW1b，与主线路MLb的另一端对应的另一端连接到开关SW2b。开关SW1b、SW2b将副线路SLb的一端及另一端分别与检波端口DET或终止电路Z1xb(第二终止电路)电连接。需要说明的是，开关SW1a及开关SW2a构成第一开关电路的一具体例，开关SW1b及开关SW2b构成第二开关电路的一具体例。开关SW1a、SW2a及开关SW1b、SW2b的动作与双向性耦合器100C中的开关SW1、SW2是同样的，因此省略详细的说明。

根据上述的结构，双向性耦合器100D能够切换地对两种发送信号或两种发送信号各自的反射信号进行检波。具体而言，双向性耦合器100D在对通过主线路MLa的发送信号进行检波的动作模式(第一模式)及对该发送信号的反射信号进行检波的动作模式(第二模式)的基础上，还具有对通过主线路MLb的发送信号进行检波的动作模式(第三模式)及对该发送信号的反射信号进行检波的动作模式(第四模式)。需要说明的是，在这四个动作模式中，匹配电路MN及检波端口DET被共享。

在双向性耦合器100D中，通过主线路MLa的发送信号及反射信号以及通过主线路MLb的发送信号及反射信号都经由匹配电路MN从共用的检波端口DET被输出。因此，即便根据这样的结构，双向性耦合器100D也能够改善不同频带的发送信号中的方向性及隔离度并且能够抑制检波端口DET处的反射损失的增大。

需要说明的是，在双向性耦合器100D中，例如也可以是，主线路MLa、副线路SLa、开关SW1a、SW2a、SW1b、SW2b、终止电路Z1xa(第一终止电路)、Z1xb(第二终止电路)及匹配电路MN形成于集成电路，主线路MLb及副线路SLb(即，图6所示的虚线部分)形成于安装该集成电路的基板。

图7是示出作为本发明的另一实施方式的双向性耦合器100E的结构的图。需要说明的是，针对与双向性耦合器100D相同的要素标注相同的符号并省略说明。

如图7所示，双向性耦合器100E与图6所示的双向性耦合器100D相比，在副线路SLa和副线路SLb的双方中共用开关SW1、SW2。

具体而言，副线路SLb与副线路SLa串联连接。即，副线路SLb的与主线路MLb的一端对应的一端连接到副线路SLa的另一端，与主线路MLb的另一端对应的另一端连接到开关SW2。另外，在双向性耦合器100E为进行通过主线路MLb的发送信号的检波的动作模式(第三模式)的情况下，开关SW1被切换到检波端口DET侧，开关SW2被切换到终止电路Z1x侧。由此，副线路SLb的一端经由副线路SLa而与检波端口DET电连接，副线路SLb的另一端与终止电路Z1x电连接。另外，在双向性耦合器100D为进行通过主线路MLb的发送信号的反射信号的检波的动作模式(第四模式)的情况下，开关SW1被切换到终止电路Z1x侧，开关SW2被切换到检波端口DET侧。由此，副线路SLb的一端经由副线路SLa而与终止电路Z1x电连接，副线路SLb的另一端与检波端口DET电连接。

即便根据这样的结构，双向性耦合器100E也与双向性耦合器100D同样地，在对多个频带的发送信号进行检波的情况下，也能够改善方向性及隔离度并且能够抑制检波端口DET处的反射损失的劣化。另外，双向性耦合器100E与双向性耦合器100D相比，能够减少终止电路的数量及开关的数量，能够实现电路规模的削减。

需要说明的是，在双向性耦合器100E中，例如也可以是，主线路MLa、副线路SLa、开关SW1、SW2、终止电路Z1x及匹配电路MN形成于集成电路，主线路MLb及副线路SLb(即，图7所示的虚线部分)形成于安装该集成电路的基板。

另外，在图6及图7中，示出了双向性耦合器100D、100E具备两组主线路及副线路的组合的结构，但双向性耦合器所具备的主线路及副线路的组合也可以是三组以上。

接着，参照图8A～图9B对本发明的一实施方式的效果进行说明。图8A是示出比较例中的检波端口DET的阻抗的轨迹的说明图，图8B是示出比较例中的检波端口DET的反射特性的仿真结果的图。另外，图9A是示出双向性耦合器100B中的检波端口DET的阻抗的轨迹的说明图，图9B是示出双向性耦合器100B中的检波端口DET的反射特性的仿真结果的图。需要说明的是，比较例是不具备双向性耦合器100B中的匹配电路MN的结构。

图8A及图9A都示出在对发送信号的反射信号进行检波的动作模式中使信号的频率从1.5GHz变化到3.0GHz时的从双向性耦合器的外部观察到的检波端口DET侧的阻抗的轨迹。另外，图8B及图9B中，横轴表示频率(GHz)，纵轴表示检波端口DET处的反射特性(dB)(即，检波端口DET的S参数S₁₁)。终止电路Z1x中的可变电阻器Rfx及可变电容器Cfx以及匹配电路MN中的可变电容器Cadj及可变电感器Ladj的值分别按照下述表1来调整。

[表1]

首先，如图8A所示，在比较例中，在可变电阻器Rfx的任一电阻值的情况下，从双向性耦合器的外部观察到的检波端口DET侧的阻抗都从史密斯圆图的中心脱离。即，可知检波端口DET的前段与后段的阻抗未匹配。另外，此时，如图8B所示，可知检波端口DET处的反射波在任一频率下都为-14dB～-7dB左右，产生反射损失。

另一方面，如图9A所示，在双向性耦合器100B中，在可变电阻器Rfx的任一电阻值的情况下，从双向性耦合器的外部观察到的检波端口DET侧的阻抗都集中在史密斯圆图的中心附近。即，可知在双向性耦合器100B中，通过调整匹配电路MN的可变电容器Cadj的电容值及可变电感器Ladj的电感值，从而将检波端口DET的前段与后段的阻抗匹配。另外，此时，如图9B所示，可以在所希望的频率(图9B中，1.5GHz与3.0GHz的中间，即约2.25GHz)中，反射波被抑制到-30dB左右以下，与比较例相比，反射损失得以改善。这样，在双向性耦合器100B中，根据终止电路Z1x的阻抗来调整匹配电路MN的电容值及电感值，能够抑制检波端口DET处的反射损失的劣化。需要说明的是，本仿真中的频率是一例，通过匹配电路MN的电容值及电感值的调整，能够抑制所希望的频率中的反射损失。

接着，参照表2对发送信号的频带不同的情况下的仿真结果进行说明。表2示出在双向性耦合器100B中，在将发送信号的频带设为低频段(例如，频率699MHz～960MHz)或者高频段(例如，频率1710MHz～2690MHz)的情况下检波端口DET的前段与后段的阻抗被匹配时的各构成要素的值。

[表2]

如表2所示，通过根据发送信号的频带来控制终止电路Z1x及匹配电路MN所具备的各构成要素的值，能够将检波端口DET的前段与后段的阻抗匹配。具体而言，例如，即便在终止电路Z1x的可变电阻器Rfx的任一电阻值的情况下，都将匹配电路MN中的可变电感器Ladj的电感值控制为，高频段(第二频带)的值(第二值)小于低频段(第一频带)的值(第一值)。即，可知通过针对不同频带的发送信号来控制终止电路Z1x及匹配电路MN所具备的各构成要素的值，从而抑制了检波端口DET处的反射损失的增大。需要说明的是，表2所示的各构成要素的值是一例，检波端口DET处的前段与后段的阻抗被匹配的各构成要素的值的组合不局限于此。

以上，对本发明的例示性的实施方式进行了说明。根据双向性耦合器100A～100E，基于动作模式(即，要检波的信号的方向)或频带，来控制匹配电路MN所具备的可变电容器Cadj的电容值、可变电感器Ladj的电感值或可变电阻器的电阻值中的至少任一方。由此，与要检波的信号的方向及频带无关地，将从双向性耦合器100A～100E的外部观察检波端口DET侧的阻抗与所希望的值匹配。因此，能够抑制检波端口DET处的反射损失的增大。

另外，匹配电路MN的结构没有特别限定，但例如也可以是，可变电容器Cadj与信号线路分路连接，可变电感器Ladj与信号线路串联连接。

另外，在匹配电路MN中，可变电感器Ladj的电感值根据要检波的信号的频带，例如在频率比较高的情况下被控制为比较小的值。由此，将检波端口DET的前段与后段的阻抗匹配。

另外，在双向性耦合器100C～100E中，终止电路Z1x(Z1xa、Z1xb)包括相互并联连接的可变电阻器Rfx及可变电容器Cfx，根据要检波的信号的方向或频带，来控制可变电阻器Rfx的电阻值或可变电容器Cfx的电容值中的至少任一方。由此，与要检波的信号的方向及频带无关地，能够提高方向性及隔离度。另外，通过在不同的动作模式中共用终止电路Z1x，能够实现电路规模的削减。

另外，在双向性耦合器100B中，终止电路Z1x、Z2x分别包括相互并联连接的可变电阻器Rfx及可变电容器Cfx、或者可变电阻器Rrx及可变电容器Crx，根据要检波的信号的方向或频带，来控制可变电阻器Rfx、Rrx的电阻值或可变电容器Cfx、Crx的电容值中的至少任一方。由此，与要检波的信号的方向及频带无关地，能够提高方向性及隔离度。

另外，双向性耦合器100D具备两组图5所示的双向性耦合器100C的结构，通过主线路MLa的发送信号及反射信号以及通过主线路MLb的发送信号及反射信号都经由匹配电路MN从共用的检波端口DET输出。由此，根据双向性耦合器100D，能够改善不同频带的发送信号中的方向性及隔离度并且能够抑制检波端口DET处的反射损失的增大。

另外，双向性耦合器100E具备两组与图5所示的双向性耦合器100C的主线路及副线路相关的结构，副线路SLa与副线路SLb串联连接。由此，能够利用一个开关电路(开关SW1及开关SW2)及一个终止电路Z1x来进行两种发送信号及反射信号的检波。因此，双向性耦合器100E与双向性耦合器100D相比，能够实现电路规模的削减。

另外，双向性耦合器100D的结构没有特别限定，但例如也可以是，主线路MLa、副线路SLa、开关SW1a、SW2a、SW1b、SW2b、终止电路Z1xa、Z1xb及匹配电路MN形成于集成电路，主线路MLb及副线路SLb形成于安装集成电路的基板。

另外，双向性耦合器100E的结构没有特别限定，但例如也可以是，主线路MLa、副线路SLa、开关SW1、SW2、终止电路Z1x及匹配电路MN形成于集成电路，主线路MLb及副线路SLb形成于安装集成电路的基板。

以上说明的各实施方式用于容易理解本发明，并非用于限定性地解释本发明。本发明在不脱离其主旨的范围内能够加以变更/改良，并且，在本发明中也包括其等效物。即，本领域技术人员对各实施方式加以适当设计变更而得到的实施方式只要具备本发明的特征，则也包含在本发明的范围内。例如，各实施方式所具备的各要素及其配置、材料、条件、形状、尺寸等并非局限于所例示的内容，能够适当变更。另外，各实施方式所具备的各要素只要在技术上能够实现，则能够进行组合，将它们组合而得到的结构只要包括本发明的特征，则也包含在本发明的范围内。

附图标记说明：

100A～100E…双向性耦合器；AMP…放大电路；ANT…天线；IN…输入端口；OUT…输出端口；DET…检波端口；ML…主线路；SL…副线路；SW1、SW2、Q1～Q11…开关；MN…匹配电路；Z1、Z2、Z1x、Z2x…终止电路；Rf、Rr、R1～R5…电阻元件；Cf、Cr、C1～C5…电容元件；Cadj、Cfx、Crx…可变电容器；Ladj…可变电感器；L1、L2…电感元件；Rfx、Rrx…可变电阻器。

Claims (15)

1.一种双向性耦合器，具备：

第一端口，其输入第一信号；

第二端口，其输出所述第一信号；

检波端口，其输出所述第一信号的检波信号或者所述第一信号的反射信号的检波信号；

第一主线路，其一端与所述第一端口连接，另一端与所述第二端口连接；

第一副线路，其与所述第一主线路电磁耦合，且具有与所述第一主线路的所述一端对应的一端以及与所述第一主线路的所述另一端对应的另一端；

至少一个终止电路，其将所述第一副线路的所述一端或所述另一端接地；

开关电路，其将所述第一副线路的所述一端及所述另一端分别与所述检波端口或所述至少一个终止电路连接；以及

匹配电路，其设置在所述开关电路与所述检波端口之间，且包括第一可变电容器、第一可变电感器或第一可变电阻器中的至少任一方，

在动作模式是对所述第一信号进行检波的第一模式的情况下，所述开关电路将所述第一副线路的所述一端与所述检波端口电连接，将所述第一副线路的所述另一端与所述至少一个终止电路电连接，

在所述动作模式是对所述第一信号的反射信号进行检波的第二模式的情况下，所述开关电路将所述第一副线路的所述一端与所述至少一个终止电路电连接，将所述第一副线路的所述另一端与所述检波端口电连接，

根据所述动作模式或所述第一信号的频带，来控制所述第一可变电容器的电容值、所述第一可变电感器的电感值或所述第一可变电阻器的电阻值中的至少任一方。

2.根据权利要求1所述的双向性耦合器，其中，

所述第一可变电容器分路连接到所述开关电路与所述检波端口之间的信号线路，

所述第一可变电感器串联连接到所述开关电路与所述检波端口之间的信号线路。

3.根据权利要求1或2所述的双向性耦合器，其中，

所述第一可变电感器的电感值在所述第一信号为第一频带的情况下被控制为第一值，在所述第一信号为频率比所述第一频带高的第二频带的情况下被控制为比所述第一值小的第二值。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的双向性耦合器，其中，

所述至少一个终止电路包括相互并联连接的第二可变电容器及第二可变电阻器，

根据所述动作模式或所述第一信号的频带，来控制所述第二可变电容器的电容值或所述第二可变电阻器的电阻值中的至少任一方。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的双向性耦合器，其中，

所述至少一个终止电路包括：

第一终止电路，在所述动作模式是所述第一模式的情况下，该第一终止电路将所述第一副线路的所述另一端接地；以及

第二终止电路，在所述动作模式是所述第二模式的情况下，该第二终止电路将所述第一副线路的所述一端接地，

所述第一终止电路包括相互并联连接的第三可变电容器及第三可变电阻器，

所述第二终止电路包括相互并联连接的第四可变电容器及第四可变电阻器，

根据所述动作模式或所述第一信号的频带，来控制所述第三可变电容器或第四可变电容器的电容值或者所述第三可变电阻器或第四可变电阻器的电阻值中的至少任一方。

6.一种双向性耦合器，具备：

第一端口，其输入第一信号；

第二端口，其输出所述第一信号；

第三端口，其输入第二信号；

第四端口，其输出所述第二信号；

检波端口，其输出所述第一信号的检波信号、所述第一信号的反射信号的检波信号、所述第二信号的检波信号或所述第二信号的反射信号的检波信号中的任一方；

第一主线路，其一端与所述第一端口连接，另一端与所述第二端口连接；

第二主线路，其一端与所述第三端口连接，另一端与所述第四端口连接；

第一副线路，其与所述第一主线路电磁耦合，且具有与所述第一主线路的所述一端对应的一端以及与所述第一主线路的所述另一端对应的另一端；

第二副线路，其与所述第二主线路电磁耦合，且具有与所述第二主线路的所述一端对应的一端以及与所述第二主线路的所述另一端对应的另一端；

第一终止电路，其将所述第一副线路的所述一端或所述另一端接地；

第二终止电路，其将所述第二副线路的所述一端或所述另一端接地；

第一开关电路，其将所述第一副线路的所述一端及所述另一端分别与所述检波端口或所述第一终止电路连接；

第二开关电路，其将所述第二副线路的所述一端及所述另一端分别与所述检波端口或所述第二终止电路连接；以及

匹配电路，其设置在所述第一开关电路及第二开关电路与所述检波端口之间，且包括第一可变电容器、第一可变电感器或第一可变电阻器中的至少任一方，

在动作模式是对所述第一信号进行检波的第一模式的情况下，所述第一开关电路将所述第一副线路的所述一端与所述检波端口电连接，将所述第一副线路的所述另一端与所述第一终止电路电连接，

在所述动作模式是对所述第一信号的反射信号进行检波的第二模式的情况下，所述第一开关电路将所述第一副线路的所述一端与所述第一终止电路电连接，将所述第一副线路的所述另一端与所述检波端口电连接，

在所述动作模式是对所述第二信号进行检波的第三模式的情况下，所述第二开关电路将所述第二副线路的所述一端与所述检波端口电连接，将所述第二副线路的所述另一端与所述第二终止电路电连接，

在所述动作模式是对所述第二信号的反射信号进行检波的第四模式的情况下，所述第二开关电路将所述第二副线路的所述一端与所述第二终止电路电连接，将所述第二副线路的所述另一端与所述检波端口电连接，

根据所述动作模式、所述第一信号的频带或所述第二信号的频带，来控制所述第一可变电容器的电容值、所述第一可变电感器的电感值或所述第一可变电阻器的电阻值中的至少任一方。

7.根据权利要求6所述的双向性耦合器，其中，

所述第一可变电容器分路连接到所述第一开关电路及第二开关电路与所述检波端口之间的信号线路，

所述第一可变电感器串联连接到所述第一开关电路及第二开关电路与所述检波端口之间的信号线路。

8.根据权利要求6或7所述的双向性耦合器，其中，

所述第一可变电感器的电感值在所述第一信号或第二信号为第一频带的情况下被控制为第一值，在所述第一信号或第二信号为频率比所述第一频带高的第二频带的情况下被控制为比所述第一值小的第二值。

9.根据权利要求6至8中任一项所述的双向性耦合器，其中，

所述第一终止电路包括相互并联连接的第二可变电容器及第二可变电阻器，

所述第二终止电路包括相互并联连接的第三可变电容器及第三可变电阻器，

根据所述动作模式、所述第一信号的频带或所述第二信号的频带，来控制所述第二可变电容器或第三可变电容器的电容值或者所述第二可变电阻器或第三可变电阻器的电阻值中的至少任一方。

10.一种双向性耦合器，具备：

第一端口，其输入第一信号；

第二端口，其输出所述第一信号；

第三端口，其输入第二信号；

第四端口，其输出所述第二信号；

检波端口，其输出所述第一信号的检波信号、所述第一信号的反射信号的检波信号、所述第二信号的检波信号或所述第二信号的反射信号的检波信号中的任一方；

第一主线路，其一端与所述第一端口连接，另一端与所述第二端口连接；

第二主线路，其一端与所述第三端口连接，另一端与所述第四端口连接；

第一副线路，其与所述第一主线路电磁耦合，且具有与所述第一主线路的所述一端对应的一端以及与所述第一主线路的所述另一端对应的另一端；

第二副线路，其与所述第二主线路电磁耦合，且具有与所述第二主线路的所述一端对应的一端以及与所述第二主线路的所述另一端对应的另一端，该第二副线路与所述第一副线路串联连接；

终止电路，其将所述第一副线路的所述一端或所述另一端或者所述第二副线路的所述一端或所述另一端接地；

开关电路，其将所述第一副线路的所述一端及所述另一端以及所述第二副线路的所述一端及所述另一端分别与所述检波端口或所述终止电路连接；以及

匹配电路，其设置在所述开关电路与所述检波端口之间，且包括第一可变电容器、第一可变电感器或第一可变电阻器中的至少任一方，

在动作模式是对所述第一信号进行检波的第一模式的情况下，所述开关电路将所述第一副线路的所述一端与所述检波端口电连接，将所述第一副线路的所述另一端经由所述第二副线路而与所述终止电路电连接，

在所述动作模式是对所述第一信号的反射信号进行检波的第二模式的情况下，所述开关电路将所述第一副线路的所述一端与所述终止电路电连接，将所述第一副线路的所述另一端经由所述第二副线路而与所述检波端口电连接，

在所述动作模式是对所述第二信号进行检波的第三模式的情况下，所述开关电路将所述第二副线路的所述一端经由所述第一副线路而与所述检波端口电连接，将所述第二副线路的所述另一端与所述终止电路电连接，

在所述动作模式是对所述第二信号的反射信号进行检波的第四模式的情况下，所述开关电路将所述第二副线路的所述一端经由所述第一副线路而与所述终止电路电连接，将所述第二副线路的所述另一端与所述检波端口电连接，

根据所述动作模式、所述第一信号的频带或所述第二信号的频带，来控制所述第一可变电容器的电容值、所述第一可变电感器的电感值或所述第一可变电阻器的电阻值中的至少任一方。

11.根据权利要求10所述的双向性耦合器，其中，

所述第一可变电容器分路连接到所述开关电路与所述检波端口之间的信号线路，

所述第一可变电感器串联连接到所述开关电路与所述检波端口之间的信号线路。

12.根据权利要求10或11所述的双向性耦合器，其中，

所述第一可变电感器的电感值在所述第一信号或第二信号为第一频带的情况下被控制为第一值，在所述第一信号或第二信号为频率比所述第一频带高的第二频带的情况下被控制为比所述第一值小的第二值。

13.根据权利要求10至12中任一项所述的双向性耦合器，其中，

所述终止电路包括相互并联连接的第二可变电容器及第二可变电阻器，

根据所述动作模式、所述第一信号的频带或所述第二信号的频带，来控制所述第二可变电容器的电容值或所述第二可变电阻器的电阻值中的至少任一方。

14.根据权利要求6所述的双向性耦合器，其中，

所述第一主线路、所述第一副线路、所述第一开关电路及第二开关电路、所述第一终止电路及第二终止电路以及所述匹配电路形成于集成电路，

所述第二主线路及所述第二副线路形成于安装所述集成电路的基板。

15.根据权利要求10所述的双向性耦合器，其中，

所述第一主线路、所述第一副线路、所述开关电路、所述终止电路以及所述匹配电路形成于集成电路，

所述第二主线路及所述第二副线路形成于安装所述集成电路的基板。