CN111180847A - 一种耦合器及其隔离电路、5g通信系统 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种耦合器及其隔离电路、5G通信系统，隔离电路的外接端与耦合器的射频导件的一端连接，并作为耦合器的隔离端；射频导件的另一端作为耦合器的耦合输出端；隔离电路包括分别与外接端连接的第一电位器、第二电位器，第一电位器和第二电位器的另一端均接地，具有不同的阻值调节范围和/或精度，用于进行阻值匹配调节，以使耦合器的隔离度不小于预设阈值。本申请利用阻值调节精度不同的两个电位器同时进行阻值匹配调整，可实现对耦合器隔离度的粗调和微调，同时覆盖低频段和高频段，令隔离度的调整更加高效、便捷，有效节省了器件的调试时间，避免了不必要的器件更换，有效提高了耦合器隔离度的调节效率。

Description

一种耦合器及其隔离电路、5G通信系统

技术领域

本申请涉及通信技术领域，特别涉及一种耦合器及其隔离电路，还特别涉及一种5G通信系统。

背景技术

定向耦合器是一种具有定向传输特性的四端口器件，其本质是将微波信号按一定的比例进行功率分配：它可将从主传输系统的正向波中按一定比例分出功率，从其耦合输出端输出；并基本上不从反向波中分出功率，因此其隔离端基本上没有信号输出。由此，定向耦合器可用于信号的隔离、分离和混合，进行功率信号取样，如功率的监测、源输出功率稳幅、信号源隔离、传输和反射的扫频测试等。

隔离度是耦合器的一个重要指标。隔离度是指输入端的输入功率与隔离端的输出功率之比。耦合器依靠连接在隔离端处的隔离电路抑制隔离端处的信号输出，性能良好的耦合器，通过隔离电路的基准调节可具有较高的隔离度。但是，在实际批量生产中，无法保证各个环节加工工艺一致，因此经常会导致指标不稳定需要动烙铁更换隔离电路中相关元器件，如此费时费力，极大地降低了工作效率并加重了工作量。鉴于此，提供一种解决上述技术问题的方案，已经是本领域技术人员所亟需关注的。

发明内容

本申请的目的在于提供一种耦合器及其隔离电路、5G通信系统，以便有效提高耦合器隔离度的调节效率，节省器件的调试时间。

为解决上述技术问题，第一方面，本申请公开了一种耦合器的隔离电路，所述隔离电路的外接端与所述耦合器的射频导件的一端连接，并作为所述耦合器的隔离端；所述射频导件的另一端作为所述耦合器的耦合输出端；

所述隔离电路包括分别与所述外接端连接的第一电位器、第二电位器，所述第一电位器和所述第二电位器的另一端均接地，具有不同的阻值调节范围和/或精度，用于进行阻值匹配调节。

可选地，还包括：

连接在所述第二电位器与所述外接端之间的电阻。

可选地，所述第二电位器的阻值调节范围小于所述第一电位器的阻值调节范围。

可选地，还包括与所述外接端连接的调节模块，用于与所述射频导件进行阻抗匹配；

所述调节模块包括并联的第一电容和电感；所述第一电容与所述电感的一个并接端接地，另一个并接端与所述外接端连接。

可选地，所述调节模块还包括与所述外接端连接的第二电容，所述第二电容的另一端接地。

可选地，所述射频导件为所述隔离电路所在PCB板上的PCB板微带线。

第二方面，本申请还公开了一种耦合器，包括如上所述的任一种隔离电路；所述耦合器的射频导件横穿所述耦合器的耦合主杆；所述射频导件的一端与所述隔离电路的外接端连接，并作为所述耦合器的隔离端；所述射频导件的另一端作为所述耦合器的耦合输出端。

可选地，所述射频导件为所述隔离电路所在PCB板上的PCB板微带线。

可选地，所述射频导件为蛇形线。

第三方面，本申请还公开了一种5G通信系统，包括如上所述的任一种耦合器。

本申请提供了一种耦合器的隔离电路，所述隔离电路的外接端与所述耦合器的射频导件的一端连接，并作为所述耦合器的隔离端；所述射频导件的另一端作为所述耦合器的耦合输出端；所述隔离电路包括分别与所述外接端连接的第一电位器、第二电位器，所述第一电位器和所述第二电位器的另一端均接地，具有不同的阻值调节范围和/或精度，用于进行阻值匹配调节。

可见，本申请利用阻值调节精度不同的两个电位器同时进行阻值匹配调整，可实现对耦合器隔离度的粗调和微调，同时覆盖低频段和高频段，令隔离度的调整更加高效、便捷，有效节省了器件的调试时间，避免了不必要的器件更换，有效提高了耦合器隔离度的调节效率。本申请所提供的耦合器和5G通信系统同样具有上述有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明现有技术和本申请实施例中的技术方案，下面将对现有技术和本申请实施例描述中需要使用的附图作简要的介绍。当然，下面有关本申请实施例的附图描述的仅仅是本申请中的一部分实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图，所获得的其他附图也属于本申请的保护范围。

图1为本申请实施例公开的一种耦合器的隔离电路的电路结构图；

图2为本申请实施例公开的又一种耦合器的隔离电路的电路结构图；

图3为本申请实施例公开的一种耦合器的隔离电路的结构示意图。

具体实施方式

本申请的核心在于提供一种耦合器及其隔离电路、5G通信系统，以便有效提高耦合器隔离度的调节效率，节省器件的调试时间。

为了对本申请实施例中的技术方案进行更加清楚、完整地描述，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行介绍。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

当前，定向耦合器广泛用于信号的隔离、分离和混合，进行功率信号取样，如功率的监测、源输出功率稳幅、信号源隔离、传输和反射的扫频测试等。隔离度是耦合器的一个重要指标。隔离度是指输入端的输入功率与隔离端的输出功率之比。耦合器依靠连接在隔离端处的隔离电路抑制隔离端处的信号输出，性能良好的耦合器，通过隔离电路的基准调节可具有较高的隔离度。但是，在实际批量生产中，无法保证各个环节加工工艺一致，因此经常会导致指标不稳定进而需要用烙铁更换隔离电路中相关元器件，如此费时费力，极大地降低了工作效率并加重了工作量。鉴于此，本申请提供了一种技术方案，可有效解决上述问题。

参见图1所示，本申请实施例公开了一种耦合器的隔离电路。该隔离电路的外接端用于与耦合器中射频导件的一端连接，并作为耦合器的隔离端；

该隔离电路包括分别与其外接端连接的第一电位器D1、第二电位器D2，第一电位器D1和第二电位器D2的另一端均接地，具有不同的阻值调节范围和/或精度，用于进行阻值匹配调节。

在耦合器中，耦合器的射频导件横穿耦合器的耦合主杆。射频导件的一端(即图1中的A端)与隔离电路的外接端连接，并作为耦合器的隔离端；射频导件的另一端(即图1中B端)作为耦合器的耦合输出端。

耦合器的耦合主杆为输入信号的主传输通道。耦合主杆的一端为耦合器的直通输入端，耦合主杆的另一端为耦合器的直通输出端。射频导件横穿耦合主杆，射频导件的两端分别为耦合器的隔离端和耦合输出端。

耦合器的信号取样是具有定向性的，即，其直通输入端、直通输出端与耦合输出端是具有一定方向性的。基于射频导件的信号提取和传输，一部分信号从耦合主杆中被分出并从耦合输出端处输出，而隔离端处连接有隔离电路，基本上没有信号输出。

作为一种具体实施例，射频导件可具体基于隔离电路所在PCB板上的PCB板微带线而实现，因此，本申请中的射频导件通常被称为耦合微带。

需要指出的是，在本申请实施例所提供的隔离电路中，具体采用了两个接地的、阻值调节范围和/或精度不同的电位器。由于电位器的电阻值可调，因此本申请实施例可同时对第一电位器D1与第二电位器D2进行阻值匹配调节，以此来调节耦合器的隔离度，令耦合器的隔离度不小于预设的标准值。如前所述，隔离度是指耦合器的直通输入端的输入功率与隔离端的输出功率之比。

作为一种具体实施例，第二电位器D2的阻值调节范围可小于第一电位器D1的阻值调节范围。如此，具有较大阻值调节范围的第一电位器D1可实现对隔离度的粗调；而具有较小阻值调节范围的第二电位器D2可实现对隔离度的细调。

又或者，第二电位器D2的阻值调节精度可高于第一电位器D1的阻值调节精度。如此，具有较低阻值调节精度的第一电位器D1可实现对隔离度的粗调；而具有较高阻值调节精度的第二电位器D2可实现对隔离度的细调。

当然，上述两种情况可同时成立，即，令第一电位器D1与第二电位器D2同时具有不同的阻值调节精度和不同的阻值调节范围。阻值调节精度较高的第二电位器D2同时具有较小的阻值调节范围，用于实现对隔离度的微调；阻值调节精度较低的第一电位器D1同时具有较大的阻值变化范围，用于实现对隔离度的粗调。

需要指出的是，在射频相关电路中，常常采用50Ω的阻抗匹配标准，通过对隔离电路等效阻抗的匹配调整，可有效降低射频信号从隔离端的输出，即，提高耦合器的隔离度，使隔离度达到产品要求而不小于为产品预设的标准值。而本申请实施例中的两个电位器具有不同的阻值调节范围和/或精度，如此可分别实现对耦合器隔离端等效阻抗的粗调和微调，可同时适用于低频段(通常在30kHz～300kHz之间)和高频段(通常在3000kHz～30000kHz之间)的射频通信，令隔离度的调整更加高效、便捷，极大地提高了调节效率，避免了通过烙铁更换元器件的麻烦。

本申请实施例所提供的耦合器的隔离电路包括分别与隔离电路的外接端连接的第一电位器D1、第二电位器D2；第一电位器D1和第二电位器D2的另一端均接地，具有不同的阻值调节范围和/或精度，用于进行阻值匹配调节。

可见，本申请利用阻值调节范围和/或精度不同的两个电位器同时进行阻值匹配调整，可实现对耦合器隔离度的粗调和微调，同时覆盖低频段和高频段，令隔离度的调整更加高效、便捷，有效节省了器件的调试时间，避免了不必要的器件更换，有效提高了耦合器隔离度的调节效率。

参见图2，图2为本申请实施例公开的又一种耦合器的隔离电路的电路结构图。

作为一种具体实施例，本申请实施例所提供的耦合器的隔离电路在上述内容的基础上，还包括：连接在第二电位器D2与外接端之间的电阻R。

具体地，本实施例中，第二电位器D2可具体通过电阻R与外接端连接。由于电阻R的存在，第二电位器D2对隔离度的调节效果更加显著，可进一步提高第二电位器D2的调节精度。

作为一种具体实施例，本申请实施例所提供的耦合器的隔离电路在上述内容的基础上，还包括与外接端连接的调节模块，用于与射频导件进行阻抗匹配；

调节模块包括并联的第一电容C1和电感L；第一电容C1与电感L的一个并接端接地，另一个并接端与外接端连接。

具体地，考虑到在实际PCB板布线制板时的工艺差异可能会对隔离电路的性能产生影响，因此，本实施例中所提供的隔离电路还设置有调节模块，以便进一步对PCB板进行阻抗匹配。

容易理解的是，第一电容C1的容值一般非常小，一般在pF级别；电感L的电感值也较小，一般在nH级别。

进一步地，调节模块还包括与外接端连接的第二电容C2，第二电容C2的另一端接地。

容易理解的是，第二电容C2的容值一般也非常小，也在pF级别。

作为一种具体实施例，本申请实施例所提供的耦合器的隔离电路在上述内容的基础上，射频导件为隔离电路所在PCB板上的PCB板微带线。

具体地，在本实施例中，射频导件可具体基于PCB板微带线而实现。并且，基于阻抗匹配标准和射频信号的波长特性，本领域技术人员可自行设置PCB板微带线的长度。

进一步地，射频导件可具体为蛇形线，以便有效节省PCB板布线空间。

参见图3，本申请还公开了一种耦合器，包括如上所述的任一种隔离电路100；耦合器的射频导件200横穿耦合器的耦合主杆300；射频导件200的一端与隔离电路100的外接端连接，并作为耦合器的隔离端；射频导件200的另一端作为耦合器的耦合输出端。

作为一种具体实施例，本申请实施例所提供的耦合器的隔离电路在上述内容的基础上，射频导件200为隔离电路100所在PCB板上的PCB板微带线。

作为一种具体实施例，本申请实施例所提供的耦合器的隔离电路在上述内容的基础上，射频导件100为蛇形线。

进一步地，本申请还公开了一种5G通信系统，包括如上所述的任一种耦合器。

关于上述耦合器和5G通信系统的具体内容，可参考前述关于耦合器的隔离电路的详细介绍，这里就不再赘述。

本申请中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的设备而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

还需说明的是，在本申请文件中，诸如“第一”和“第二”之类的关系术语，仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或者操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或者操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。此外，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上对本申请所提供的技术方案进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请的保护范围内。

Claims (10)

1.一种耦合器的隔离电路，其特征在于，所述隔离电路的外接端与所述耦合器的射频导件的一端连接，并作为所述耦合器的隔离端；所述射频导件的另一端作为所述耦合器的耦合输出端；

所述隔离电路包括分别与所述外接端连接的第一电位器、第二电位器，所述第一电位器和所述第二电位器的另一端均接地，具有不同的阻值调节范围和/或精度，用于进行阻值匹配调节。

2.根据权利要求1所述的耦合器的隔离电路，其特征在于，还包括：

连接在所述第二电位器与所述外接端之间的电阻。

3.根据权利要求2所述的耦合器的隔离电路，其特征在于，所述第二电位器的阻值调节范围小于所述第一电位器的阻值调节范围。

4.根据权利要求1所述的耦合器的隔离电路，其特征在于，还包括与所述外接端连接的调节模块，用于与所述射频导件进行阻抗匹配；

所述调节模块包括并联的第一电容和电感；所述第一电容与所述电感的一个并接端接地，另一个并接端与所述外接端连接。

5.根据权利要求4所述的耦合器的隔离电路，其特征在于，所述调节模块还包括与所述外接端连接的第二电容，所述第二电容的另一端接地。

6.根据权利要求1至5任一项所述的耦合器的隔离电路，其特征在于，所述射频导件为所述隔离电路所在PCB板上的PCB板微带线。

7.一种耦合器，其特征在于，包括如权利要求1至6任一项所述的隔离电路；

所述耦合器的射频导件横穿所述耦合器的耦合主杆；所述射频导件的一端与所述隔离电路的外接端连接，并作为所述耦合器的隔离端；所述射频导件的另一端作为所述耦合器的耦合输出端。

8.根据权利要求6所述的耦合器，其特征在于，所述射频导件为所述隔离电路所在PCB板上的PCB板微带线。

9.根据权利要求8所述的耦合器，其特征在于，所述射频导件为蛇形线。

10.一种5G通信系统，其特征在于，包括如权利要求7至9任一项所述的耦合器。

Images