CN113141218A - 宽频高方向性耦合器及其宽频驻波比检测装置 - Google Patents

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Abstract

一种宽频高方向性耦合器及其宽频驻波比检测装置。宽频高方向性耦合器包括多个定向耦合器、以及多个滤波器。这些定向耦合器串联电性连接于天线与收发器之间，其中这些定向耦合器个别具有不同的频段且个别提供耦合信号。这些滤波器个别电性连接这些定向耦合器中的一个，以共同提供经滤波的耦合信号，其中这些滤波器的输出信号的频段是连续的。

Description

宽频高方向性耦合器及其宽频驻波比检测装置
技术领域
本发明是有关于一种定向耦合器，且特别是有关于一种宽频高方向性耦合器及其宽频驻波比检测装置。
背景技术
在通讯领域，随着第四代移动通讯技术(The fourth generation of mobilephone mobile communication technology standards，4G)及第五代移动通讯技术(5G)的推进，带来的频段的增加和频宽的拓宽，也为多基站共站对检测功率放大器(PA)和天线端驻波比带来了新的挑战，亦即在很宽的频宽内实现定向耦合器的高方向性，以降低驻波比检测的误差。
传统方案实现宽频高方向性的定向耦合器是比较困难，通常的设计思路有两种：一、提高定向耦合自身的频宽，例如采用特殊的耦合结构实现；或者，二、采用多个窄带耦合器和开关矩阵切换，形成分时多工的耦合装置。
然而，提高定向耦合自身的频宽通常为需要很大的结构尺寸，同时可能会出现不同频段耦合度不同的尴尬局面。并且，采用多个窄带耦合器和开关矩阵形成的分时多工的耦合装置仍是一个窄带的耦合器，无法在同一时刻进行宽频耦合；并且，上述耦合装置结构复杂，且事实上是一个有源电路，必须要电源和控制信号配置才能够正常工作。
因此，宽频高方向性的定向耦合器仍有改善的空间，极待设计人员提出解决的方案。
发明内容
本发明提供一种宽频高方向性耦合器及其宽频驻波比检测装置，可以对整个宽频进行耦合而不需要通过分时多工。
本发明的宽频高方向性耦合器，包括多个定向耦合器、以及多个滤波器。这些定向耦合器串联电性连接于天线与收发器之间，其中这些定向耦合器个别具有不同的频段且个别提供耦合信号。这些滤波器个别电性连接这些定向耦合器中的一个，以共同提供经滤波的耦合信号，其中这些滤波器的输出信号的频段是连续的。
本发明的宽频驻波比检测装置，包括：多个定向耦合器、多个滤波器、以及检测电路。这些定向耦合器串联电性连接于天线与收发器之间，其中这些定向耦合器个别具有不同的频段且个别提供耦合信号。这些滤波器个别电性连接这些定向耦合器中的一个，以共同提供经滤波的耦合信号。检测电路电性连接这些滤波器，以基于来自这些滤波器的经滤波的耦合信号检测所述天线的驻波比。
基于上述，本发明实施例的宽频高方向性耦合器及其宽频驻波比检测装置，通过并联多个定向耦合器，可对整个宽频同时进行检测，以提供对应不同频段的经滤波的耦合信号。藉此，可通过简单的电路配置进行宽频耦合，并且可降低不同频段耦合度不同的可能性。
以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
附图说明
图1是依照本发明的一实施例的宽频驻波比检测装置的示意图。
其中，附图标记：
10：天线
20：收发器
100：宽频驻波比检测装置
110：宽频高方向性耦合器
111_1～111_N：定向耦合器
113_1～113_N：滤波器
120：检测电路
121：功率检测单元
123：模拟数字转换器
125：控制器
Dpw：功率数据
Scp1～ScpN：耦合信号
Scpx：经滤波的耦合信号
Spw：功率信号
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述：
图1是依照本发明的一实施例的宽频驻波比检测装置的示意图。请参照图1，在本实施例中，宽频驻波比检测装置100包括宽频高方向性耦合器110及检测电路120。宽频高方向性耦合器110电性连接于天线10与收发器20之间，用以提供经滤波的耦合信号Scpx，其中经滤波的耦合信号Scpx的频段是连续的，并且上述连续的频段形成一段很宽广的频带。检测电路120电性连接宽频驻波比检测装置100，以基于来自宽频驻波比检测装置100的经滤波的耦合信号Scpx检测所述天线10的驻波比。
在本实施例中，宽频驻波比检测装置100包括多个定向耦合器111_1～111_N及多个滤波器113_1～113_N，其中N为大于等于2的正整数。定向耦合器111_1～111_N串联电性连接于天线10与收发器20之间，其中定向耦合器111_1～111_N个别具有不同的频段且个别提供耦合信号(亦即Scp1～ScpN)。多个滤波器113_1～113_N个别电性连接这些定向耦合器111_1～111_N中的一个，以共同提供经滤波的耦合信号Scpx，其中滤波器113_1～113_N的输出信号可以是彼此对齐但不重迭的，亦即各个滤波器113_1～113_N的输出信号的-0.1dB点与相邻的滤波器113_1～113_N的输出信号的-0.1dB点是完全重合或大致重合。
并且，检测电路120包括功率检测单元121、模拟数字转换器(Analog-to-digitalconverter，ADC)123及控制器125。功率检测单元121电性连接滤波器113_1～113_N，以提供指示来自滤波器113_1～113_N的其中之一的经滤波的耦合信号Scpx的功率水准的功率信号Spw。模拟数字转换器123电性连接功率检测单元121，以提供指示经滤波的耦合信号Scpx的功率水准的功率数据Dpw。控制器125电性连接模拟数字转换器123，以基于来自模拟数字转换器123的功率数据Dpw检测所述天线10的驻波比。
依据上述，通过并联多个定向耦合器，可对整个宽频同时进行检测，并且可同时提供对应不同频段的多个耦合信号。藉此，可通过简单的电路配置进行宽频耦合，并且可降低不同频段耦合度不同的可能性。并且，可通过调整各个定向耦合器，可个别调整不同频段耦合的方向性。其次，通过调整串联的定向耦合器的数目，可以调整宽频高方向性耦合器110所耦合的频宽。
在本实施例中，定向耦合器111_1～111_N的频宽可以彼此不同，或者定向耦合器111_1～111_N的频宽彼此相同，其中定向耦合器111_1～111_N的频段是连续的，并且。此外，各个定向耦合器111_1～111_N的频段与相邻的定向耦合器111_1～111_N的频段可以彼此不重迭，或者各个定向耦合器111_1～111_N的频段与相邻的定向耦合器111_1～111_N的频段可以部份重迭。
在本实施例中，滤波器113_1～113_N可以个别为带通滤波器，亦即滤波器113_1～113_N可形成耦合多工器或射频多工器，但本发明实施例不以此为限。并且，通过耦合多工器或射频多工器的操作，滤波器113_1～113_及定向耦合器111_1～111_N可视为多个具有不同频段的耦合路径。由于滤波器113_1～113_N具有不同的频段，收发器20所传送或接收的射频信号只会通过对应频段的耦合路径提供(或产生)耦合信号，亦即同一时间只会由滤波器113_1～113_N的其中之一提供经滤波的耦合信号Scpx到检测电路120的功率检测单元121。
于本实施例的附图中，定向耦合器111_1～111_N是以反向耦合器为例，经过上述用于处理反向耦合信号的多个滤波器、功率检测单元及模拟数字转换器，以得到反向耦合的功率数据。可理解的是，进行驻波比检测时，宽频驻波比检测装置还需另外包括多个正向耦合器与其依序连接的多个滤波器、功率检测单元及模拟数字转换器。亦即，多个正向耦合器依序经过用于处理正向耦合信号的多个滤波器、功率检测单元及模拟数字转换器，以产生正向耦合的功率数据。最后，反向耦合的功率数据以及正向耦合的功率数据被同一控制器接收，以检测驻波比。
综上所述，本发明实施例的宽频高方向性耦合器及其宽频驻波比检测装置，通过并联多个定向耦合器，可对整个宽频同时进行检测，以提供对应不同频段的经滤波的耦合信号。藉此，可通过简单的电路配置进行宽频耦合，并且可降低不同频段耦合度不同的可能性。
当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种宽频高方向性耦合器，其特征在于，包括：
多个定向耦合器，串联电性连接于一天线与一收发器之间，其中该些定向耦合器个别具有不同的频段且个别提供一耦合信号；以及
多个滤波器，个别电性连接该些定向耦合器中的一个，以共同提供一经滤波的耦合信号，其中该些滤波器的输出信号的频段是连续的。
2.如权利要求1所述的宽频高方向性耦合器，其特征在于，该些定向耦合器的频宽彼此不同。
3.如权利要求1所述的宽频高方向性耦合器，其特征在于，该些定向耦合器的频宽彼此相同。
4.如权利要求1所述的宽频高方向性耦合器，其特征在于，各该些定向耦合器的频段与相邻的定向耦合器的频段彼此不重迭。
5.如权利要求1所述的宽频高方向性耦合器，其特征在于，各该些定向耦合器的频段与相邻的定向耦合器的频段部份重迭。
6.如权利要求1所述的宽频高方向性耦合器，其特征在于，该些滤波器个别为一带通滤波器。
7.一种宽频驻波比检测装置，其特征在于，包括：
多个定向耦合器，串联电性连接于一天线与一收发器之间，其中该些定向耦合器个别具有不同的频段且个别提供一耦合信号；
多个滤波器，个别电性连接该些定向耦合器中的一个，以共同提供经滤波的该耦合信号；以及
一检测电路，电性连接该些滤波器，以基于来自该些滤波器的该经滤波的耦合信号检测所述天线的一驻波比。
8.如权利要求7所述的宽频驻波比检测装置，其特征在于，中该些滤波器个别为一带通滤波器。
9.如权利要求7所述的宽频驻波比检测装置，其特征在于，该些定向耦合器的频段是连续的。
10.如权利要求7所述的宽频驻波比检测装置，其特征在于，所述检测电路包括：
一功率检测单元，电性连接该些滤波器，以提供指示该经滤波的耦合信号的功率水准的一功率信号；
一模拟数字转换器，电性连接该些功率检测单元，以提供指示该经滤波的耦合信号的功率水准的一功率数据；以及
一控制器，电性连接该模拟数字转换器，以基于来自该模拟数字转换器的该功率数据检测所述天线的驻波比。
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