CN113036384A - 一种耦合器及其耦合电路、通信装置 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种耦合器及其耦合电路、通信装置。该耦合电路包括：耦合线、第一调节件、第二调节件、第一耦合端口及第二耦合端口，耦合线与主传输线耦合设置，第一调节件的一端与耦合线的一端连接，另一端与第一耦合端口连接，第二调节件的一端与耦合线的另一端连接，与第二耦合端口连接；耦合线用于从主传输线获取传输方向相反的第一耦合信号和第二耦合信号，并将第一耦合信号传输至第一耦合端口及将第二耦合信号传输至第二耦合端口；第一调节件用于调节第二耦合端口的隔离度；第二调节件用于调节第一耦合端口的隔离度。通过这种方式，能够实现只采用一个耦合器即可对发射功率和反射功率的采样，且采样电路体积较小，一致性较高。

Description

一种耦合器及其耦合电路、通信装置

技术领域

本申请涉及射频技术领域，特别是涉及一种耦合器及其耦合电路、通信装置。

背景技术

在射频通信装置中，会经常使用耦合器，耦合器用于将射频信号以一定的耦合度耦合出来，以便进行单独观察或测试，耦合器可被用于各种射频电路中。

本申请的发明人在长期的研发工作中发现，传统的耦合器只能采集或监测发射功率或者反射功率，需要两个耦合器才能实现发射功率和反射功率的采集，导致整个采样电路的体积较大，结构复杂，加工工艺难度大，一致性差等问题。

发明内容

本申请主要解决的技术问题是如何实现只需要一个耦合器即可对发射功率和反射功率的采样，且采样电路体积较小，一致性较高。

为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种耦合电路。该耦合电路包括：耦合线、第一调节件、第二调节件、第一耦合端口及第二耦合端口，耦合线与主传输线耦合设置，第一调节件的一端与耦合线的一端连接，第一调节件的另一端与第一耦合端口连接，第二调节件的一端与耦合线的另一端连接，第二调节件的另一端与第二耦合端口连接；耦合线用于从主传输线获取第一耦合信号和第二耦合信号，并将第一耦合信号传输至第一耦合端口及将第二耦合信号传输至第二耦合端口；第一调节件用于调节第二耦合端口的隔离度；第二调节件用于调节第一耦合端口的隔离度；其中第一耦合信号的传输方向与第二耦合信号的传输方向相反。

其中，耦合电路包括第一电位器和第二电位器，其中，第一电位器，一端与第一调节件连接，另一端与第一耦合端口连接，用于调节第一耦合端口的耦合度；第二电位器，一端与第二调节件连接，另一端与第二耦合端口连接，用于调节第二耦合端口的耦合度。

其中，第一调节件和第二调节件为可调微带线。

其中，耦合电路进一步包括：第一电阻，一端与第一调节件连接，另一端接地；第二电阻，一端与第二调节件连接，另一端接地。

其中，耦合电路进一步包括：第一电感和第一电容，第一电感的一端与耦合线的一端连接，第一电感的另一端与第一调节件连接，第一电容的一端与第一电感的一端连接，第一电容的另一端接地；第二电感和第二电容，第二电感的一端与耦合线的另一端连接，第二电感的另一端与第二调节件连接，第二电容的一端与第二电感的一端连接，第二电容的另一端接地。

其中，耦合电路进一步包括：第三电阻和第三电容，第三电阻的一端与第一耦合端口连接，第三电阻的另一端接地，第三电容的一端与第一耦合端口连接，第三电容的另一端接地；第四电阻和第四电容，第四电阻的一端与第二耦合端口连接，第四电阻的另一端接地，第四电容的一端与第二耦合端口连接，第四电容的另一端接地。

其中，耦合电路进一步包括：两个增益调节电路，分别与第一耦合端口和第二耦合端口耦接。

为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：提供一种耦合器。该耦合器包括：输入端口和输出端口；主传输线，一端与输入端口连接，另一端与输出端口连接，主传输线用于将射频信号从输入端口输出至输出端口；上述耦合电路，用于从主传输线获取第一耦合信号和第二耦合信号，并将第一耦合信号输出至第一耦合端口，将第二耦合信号传输至第二耦合端口。

其中，耦合器进一步包括：电路板，耦合电路设置在电路板上。

为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：提供一种通信装置，该通信装置包括上述耦合器。

本申请的有益效果是：区别于现有技术，本申请实施例耦合电路包括：耦合线、第一调节件、第二调节件、第一耦合端口及第二耦合端口，耦合线与主传输线耦合设置，第一调节件的一端与耦合线的一端连接，第一调节件的另一端与第一耦合端口连接，第二调节件的一端与耦合线的另一端连接，第二调节件的另一端与第二耦合端口连接；耦合线用于从主传输线获取第一耦合信号和第二耦合信号，并将第一耦合信号传输至第一耦合端口及将第二耦合信号传输至第二耦合端口；第一调节件用于调节第二耦合端口的隔离度；第二调节件用于调节第一耦合端口的隔离度；其中第一耦合信号的传输方向与第二耦合信号的传输方向相反。通过这种方式，本申请实施例耦合电路能够实现对主传输线上的传输方向相反的信号分别进行耦合，以分别得到第一耦合信号和第二耦合信号，且通过第一调节件调节第二耦合端口的隔离度，以保证第一耦合信号单向传输至第一耦合端口，通过第二调节件调节第一耦合端口的隔离度，以保证第二耦合信号单向传输至第二耦合端口。因此本申请实施例耦合电路能够实现只采用一个耦合器即可对发射功率和反射功率的采样；而无需采用两个耦合器来分别实现对发射功率和反射功率的采样，采样电路体积较小，加工工艺简单，耦合信号的一致性较高。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，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是本申请耦合器一实施例的结构示意图；

图2是本申请耦合电路一实施例的电路结构示意图；

图3是图2实施例耦合电路的电路板结构示意图；

图4是本申请通信装置一实施例的结构示意图。

具体实施方式

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清楚、完整地描述，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，均属于本申请保护的范围。

本申请中的术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

在通信系统中，需要监测发射功率和反射功率。耦合器是一种具有定向传输特性的器件，它的本质是将微波信号按一定的比例进行功率分配。传统的耦合器能从主传输线的正向波中按一定比例分出功率，并不能从反向波中分出功率，可用于信号的隔离、分离和混合，进行功率信号取样。传统的耦合器一端是耦合输出端，一端是隔离端，只能耦合一个方向的信号，如果需要同时采样发射功率和反射功率，需要使用两个耦合器才能实现，占用的空间很大，两个耦合器之间的隔离很难处理，且信号一致性较差。

为解决上述问题，本申请首先提出一种耦合器，如图1所示，图1是本申请耦合器一实施例的结构示意图。本实施例耦合器101包括：输入端口104、输出端口105、主传输线102及耦合电路110，其中，主传输线102的一端与输入端口104连接，主传输线102的另一端与输出端口105连接，主传输线102用于将射频信号从输入端口104输出至输出端口105；耦合电路110用于从主传输线102获取第一耦合信号和第二耦合信号，并将第一耦合信号输出至第一耦合端口106，将第二耦合信号传输至第二耦合端口107。

在射频信号的传输过程中，通常会产生反射功率，为提高通信系统的稳定性，通常还需要对该反射功率进行采样。本实施例的耦合器101中耦合电路110设置有第一耦合端口106及第二耦合端口107，能够分别对发射功率及反射功率进行耦合输出，以实现同时对发射功率及反射功率进行采样。

本实施例的耦合器101进一步包括：电路板(图未示)，耦合电路110设置在电路板上。

本申请进一步提出用于耦合器的耦合电路，如图2及图3所示，图2是本申请耦合电路一实施例的电路结构示意图；图3是图2实施例耦合电路的电路板结构示意图。本实施例耦合电路110可用于上述耦合器101，本实施例的耦合电路110包括：耦合线111、第一调节件112、第二调节件113、第一耦合端口106及第二耦合端口107，耦合线111与主传输线102耦合设置，第一调节件112的一端与耦合线111的一端连接，第一调节件112的另一端与第一耦合端口106连接，第二调节件113的一端与耦合线111的另一端连接，第二调节件113的另一端与第二耦合端口107连接；耦合线111用于从主传输线102获取第一耦合信号和第二耦合信号，并用于将第一耦合信号传输至第一耦合端口106及将第二耦合信号传输至第二耦合端口107；第一调节件112用于调节第二耦合端口107的隔离度；第二调节件113用于调节第一耦合端口106的隔离度，其中第一耦合信号的传输方向与第二耦合信号的传输方向相反。

区别于现有技术，本实施例耦合电路110能够实现对主传输线102上的传输方向相反的信号分别进行耦合，以分别得到第一耦合信号和第二耦合信号，且通过第一调节件112调节第二耦合端口107的隔离度，以保证第一耦合信号单向传输至第一耦合端口106，通过第二调节件113调节第一耦合端口106的隔离度，以保证第二耦合信号单向传输至第二耦合端口107。因此本实施例耦合电路110能够实现只采用一个耦合器即可对发射功率和反射功率的采样；而无需采用两个耦合器来分别实现对发射功率和反射功率的采样，采样电路体积较小，加工工艺简单，耦合信号的一致性较高。

其中，本实施例的耦合线111为微带线。在其它实施例中，还可以采用同轴线、矩形波导或者带状线等代替微带线。

其中，本实施例的第一调节件112和第二调节件113为可调微带线，可以通过调节第一调节件112的阻抗来调节耦合线111至第一耦合端口106的阻抗，使得耦合线111至第一耦合端口106的阻抗满足阻抗匹配，从而使得第二耦合端口107不会有信号反射；可以通过调节第二调节件113的阻抗来调节耦合线111至第二耦合端口107的阻抗，使得耦合线111至第二耦合端口107的阻抗满足阻抗匹配，从而使得第一耦合端口106不会有信号反射。

可以通过在电路板上设置镀铜层来实现微带线，可以通过调节镀铜层的宽度、长度及厚度等来调节微带线的阻抗。

在其它实施例中，还可以采用可变电阻等代替可调微带线。

可选地，本实施例的耦合电路110进一步包括第一电位器RV1和第二电位器RV2，其中，第一电位器RV1的一端与第一调节件112连接，第一电位器RV1的另一端与第一耦合端口106连接，用于调节第一耦合端口106的耦合度；第二电位器RV2的一端与第二调节件113连接，第二电位器RV2的另一端与第二耦合端口107连接，用于调节第二耦合端口107的耦合度。

其中，可以通过调节第一电位器RV1的阻抗大小来调节从第一耦合端口106输出的第一耦合信号的强度，即第一耦合端口106的耦合度；可以通过调节第二电位器RV2的阻抗大小来调节从第二耦合端口107输出的第二耦合信号的强度，即第二耦合端口107的耦合度。

可选地，本实施例的耦合电路110进一步包括：第一电阻R1和第二电阻R2，第一电阻R1的一端与第一调节件112连接，第一电阻R1的另一端接地；第二电阻R2的一端与第二调节件113连接，第二电阻R2的另一端接地。

本实施例通过第一电阻R1实现第一调节件112(微带线)接地，以改善第一耦合信号的质量；通过第二电阻R2实现第二调节件113(微带线)接地，以改善第二耦合信号的质量。

可选地，本实施例的耦合电路110进一步包括：第一电感L1、第一电容C1、第二电感L2及第二电容C2，第一电感L1的一端与耦合线111的一端连接，第一电感L1的另一端与第一调节件112连接，第一电容C1的一端与第一电感的L1一端连接，第一电容C1的另一端接地；第二电感L2的一端与耦合线111的另一端连接，第二电感L2的另一端与第二调节件113连接，第二电容C2的一端与第二电感L2的一端连接，第二电容C2的另一端接地。

本实施例的第一电感L1和第一电容C1能够对第一耦合信号进行滤波，以提高第一耦合信号的质量；第二电感L2和第二电容C2能够对第二耦合信号进行滤波，以提高第二耦合信号的质量。

可选地，本实施例的耦合电路110进一步包括：第三电阻R3、第三电容C3、第四电阻R4及第四电容C4，第三电阻R3的一端与第一耦合端口106连接，第三电阻R3的另一端接地，第三电容C3的一端与第一耦合端口106连接，第三电容C3的另一端接地；第四电阻R4的一端与第二耦合端口107连接，第四电阻R4的另一端接地，第四电容C4的一端与第二耦合端口107连接，第四电容C4的另一端接地。

本实施例的第三电阻R3和第三电容C3能够对第一耦合信号进行滤波，以提高第一耦合信号的质量；第四电阻R4和第四电容C4能够对第二耦合信号进行滤波，以提高第二耦合信号的质量。

可选地，耦合电路110还可以包括两个增益调节电路(图未标)，分别耦接在第一耦合端口106和第二耦合端口107，以分别调节第一耦合信号和第二耦合信号，进而增加耦合器101的耦合带宽。

本申请进一步提出一种通信装置，如图4所示，图4是本申请通信装置一实施例的结构示意图。本实施例通信装置2401包括耦合器2402，其中，耦合器2402为上述实施例所述的耦合器，这里不赘述。

区别于现有技术，本申请实施例耦合电路包括：耦合线、第一调节件、第二调节件、第一耦合端口及第二耦合端口，耦合线与主传输线耦合设置，第一调节件的一端与耦合线的一端连接，第一调节件的另一端与第一耦合端口连接，第二调节件的一端与耦合线的另一端连接，第二调节件的另一端与第二耦合端口连接；耦合线用于从主传输线获取第一耦合信号和第二耦合信号，并将第一耦合信号传输至第一耦合端口及将第二耦合信号传输至第二耦合端口；第一调节件用于调节第二耦合端口的隔离度；第二调节件用于调节第一耦合端口的隔离度；其中第一耦合信号的传输方向与第二耦合信号的传输方向相反。通过这种方式，本申请实施例耦合电路能够实现对主传输线上的传输方向相反的信号分别进行耦合，以分别得到第一耦合信号和第二耦合信号，且通过第一调节件调节第二耦合端口的隔离度，以保证第一耦合信号单向传输至第一耦合端口，通过第二调节件调节第一耦合端口的隔离度，以保证第二耦合信号单向传输至第二耦合端口。因此本申请实施例耦合电路能够实现只采用一个耦合器即可对发射功率和反射功率的采样；而无需采用两个耦合器来分别实现对发射功率和反射功率的采样，采样电路体积较小，加工工艺简单，耦合信号的一致性较高。

进一步地，本申请耦合器的耦合信号的输出功率可以调节，且耦合端口的隔离可以调节；耦合器的各性能指标易实现，体积小，结构设计、加工工艺及装配工艺简得到了单化，降低了生产成本，提高了生产效益，便于装载、运输，有利于通信装置的一体化集成设计，更具竞争力。

以上所述仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种耦合电路，其特征在于，所述耦合电路包括：耦合线、第一调节件、第二调节件、第一耦合端口及第二耦合端口，所述耦合线与主传输线耦合设置，所述第一调节件的一端与所述耦合线的一端连接，所述第一调节件的另一端与所述第一耦合端口连接，所述第二调节件的一端与所述耦合线的另一端连接，所述第二调节件的另一端与所述第二耦合端口连接；

所述耦合线用于从所述主传输线获取第一耦合信号和第二耦合信号，并将所述第一耦合信号传输至所述第一耦合端口及将所述第二耦合信号传输至所述第二耦合端口；所述第一调节件用于调节所述第二耦合端口的隔离度；所述第二调节件用于调节所述第一耦合端口的隔离度；

其中所述第一耦合信号的传输方向与所述第二耦合信号的传输方向相反。

2.根据权利要求1所述的耦合电路，其特征在于，所述耦合电路进一步包括：

第一电位器，一端与所述第一调节件连接，另一端与所述第一耦合端口连接，用于调节所述第一耦合端口的耦合度；

第二电位器，一端与所述第二调节件连接，另一端与所述第二耦合端口连接，用于调节所述第二耦合端口的耦合度。

3.根据权利要求1所述的耦合电路，其特征在于，所述第一调节件和所述第二调节件为可调微带线。

4.根据权利要求1所述的耦合电路，其特征在于，所述耦合电路进一步包括：

第一电阻，一端与所述第一调节件连接，另一端接地；

第二电阻，一端与所述第二调节件连接，另一端接地。

5.根据权利要求1所述的耦合电路，其特征在于，所述耦合电路进一步包括：

第一电感和第一电容，所述第一电感的一端与所述耦合线的一端连接，所述第一电感的另一端与所述第一调节件连接，所述第一电容的一端与所述第一电感的所述一端连接，所述第一电容的另一端接地；

第二电感和第二电容，所述第二电感的一端与所述耦合线的另一端连接，所述第二电感的另一端与所述第二调节件连接，所述第二电容的一端与所述第二电感的所述一端连接，所述第二电容的另一端接地。

6.根据权利要求1所述的耦合电路，其特征在于，所述耦合电路进一步包括：

第三电阻和第三电容，所述第三电阻的一端与所述第一耦合端口连接，所述第三电阻的另一端接地，所述第三电容的一端与所述第一耦合端口连接，所述第三电容的另一端接地；

第四电阻和第四电容，所述第四电阻的一端与所述第二耦合端口连接，所述第四电阻的另一端接地，所述第四电容的一端与所述第二耦合端口连接，所述第四电容的另一端接地。

7.根据权利要求1所述的耦合电路，其特征在于，所述耦合电路进一步包括：两个增益调节电路，分别与所述第一耦合端口和所述第二耦合端口耦接。

8.一种耦合器，其特征在于，所述耦合器包括：

输入端口和输出端口；

主传输线，一端与所述输入端口连接，另一端与所述输出端口连接，所述主传输线用于将射频信号从所述输入端口输出至所述输出端口；

权利要求1至7任一项所述的耦合电路，用于从所述主传输线获取所述第一耦合信号和所述第二耦合信号，并将所述第一耦合信号输出至所述第一耦合端口，将所述第二耦合信号传输至所述第二耦合端口。

9.根据权利要求8所述的耦合器，其特征在于，所述耦合器进一步包括：电路板，所述耦合电路设置在所述电路板上。

10.一种通信装置，其特征在于，所述通信装置包括权利要求8或9任一项所述的耦合器。

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