CN116231261A - 一种功率耦合器电路及功率发射装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种功率耦合器电路和功率发射装置，该功率耦合器电路包括：信号传输通路、信号耦合通路、第一耦合支路、第二耦合支路和隔离网络；信号耦合通路用于耦合信号传输通路中的信号，以获取耦合信号；信号耦合通路包括正向信号耦合端口和反向信号耦合端口；第一耦合支路与正向信号耦合端口连接；第二耦合支路与反向信号耦合端口连接；隔离网络的第一端可选地与正向信号耦合端口或者反向信号耦合端口相连接，隔离网络的第二端接地；在耦合信号为正向时，导通第一耦合支路，断开第二耦合支路，隔离网络第一端与反向信号耦合端口连接；在耦合信号为反向时，导通第二耦合支路，断开第一耦合支路，隔离网络第一端与正向信号耦合端口连接。

Description

一种功率耦合器电路及功率发射装置

技术领域

本申请涉及功率耦合器技术领域，尤其涉及一种功率耦合器电路及功率发射装置。

背景技术

射频前端模组芯片中包含功率耦合器电路，典型的功率耦合器电路都是包含从射频输入端到射频输出端的射频功率的直通通路以及功率耦合通路，常用的功率耦合器电路为定向耦合器电路。

现有技术中，应用的定向耦合器电路的物理结构决定了耦合端口只能是CPL_out端，另一端必须放置隔离电阻，而这种结构限制了耦合器只能检测正向传输信号(从RFin到RFout)功率的大小，但是无法检测反向传输信号(从RFout到RFin)功率的大小，如反射波功率的大小，因而利用现有技术中典型的功率耦合器电路无法满足检测反向传输信号(从RFout到RFin)功率大小的需求。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例期望提供一种功率耦合器电路及功率发射装置，能够检测正向传输信号功率的大小以及反向传输信号功率的大小。

为达到上述目的，本申请的技术方案是这样实现的：

第一方面，本申请实施例提供一种功率耦合器电路，该功率耦合器电路包括：信号传输通路、信号耦合通路、第一耦合支路、第二耦合支路和隔离网络；其中，所述信号耦合通路包括正向信号耦合端口和反向信号耦合端口；

所述信号耦合通路用于耦合通过所述信号传输通路的信号，以获取耦合信号；

所述第一耦合支路与所述信号耦合通路的所述正向信号耦合端口连接；

所述第二耦合支路与所述信号耦合通路的所述反向信号耦合端口连接；

所述隔离网络的第一端可选地与所述正向信号耦合端口或者所述反向信号耦合端口相连接，所述隔离网络的第二端接地；

在所述耦合信号为正向耦合信号的情况下，导通所述第一耦合支路，断开所述第二耦合支路，所述隔离网络的第一端与所述反向信号耦合端口相连接；

在所述耦合信号为反向耦合信号的情况下，导通所述第二耦合支路，断开所述第一耦合支路，所述隔离网络的第一端与所述正向信号耦合端口相连接。

在上述功率耦合器电路中，所述隔离网络包括电阻；

所述电阻的一端与所述正向信号耦合端口或者所述反向信号耦合端连接，所述电阻的另一端接地。

在上述功率耦合器电路中，所述隔离网络还包括与所述电阻并联的电容。

在上述功率耦合器电路中，所述电阻为可调电阻，和/或所述电容为可调电容。

在上述功率耦合器电路中，所述可调电阻包括多个并联的电阻，以及至少一个与所述电阻串联的开关；

和/或，所述可调电容包括多个并联的电容，以及至少一个与所述电容串联的开关。

在上述功率耦合器电路中，所述第一耦合支路包括第一开关单元，通过控制所述第一开关单元导通或断开所述第一耦合支路；

所述第二耦合支路包括第二开关单元，通过控制所述第二开关单元导通或断开所述第二耦合支路；

所述隔离网络与所述正向信号耦合端口或所述反向信号耦合端口所处的通路上设置第三开关单元，通过所述第三开关单元选择与所述正向信号耦合端口或所述反向信号耦合端口相连接。

在上述功率耦合器电路中，所述隔离网络的第一端包括与所述正向信号耦合端口连接的第一子端和与所述反向信号耦合端口连接的第二子端；

所述第三开关单元通过导通所述第一子端，令所述隔离网络与所述正向信号耦合端口连接；

所述第三开关单元通过导通所述第二子端，令所述隔离网络与所述反向信号耦合端口连接。

在上述功率耦合器电路中，所述第一开关单元、所述第二开关单元和所述第三开关单元均包括导通开关及隔离开关；

所述导通开关串联于所述第一耦合支路、所述第二耦合支路以及所述隔离网络与正向信号耦合端口和反向信号耦合端口所处的支路内，用于导通所述第一耦合支路、所述第二耦合支路以及隔离网络与正向信号耦合端口和反向信号耦合端口对应的支路；

所述隔离开关接地，用于在所述导通开关导通所述第一耦合支路、所述第二耦合支路及隔离网络与正向信号耦合端口或反向信号耦合端口对应的支路时断开；在所述导通开关断开所述第一耦合支路、所述第二耦合支路及隔离网络与正向信号耦合端口或反向信号耦合端口对应的支路时导通，以将泄漏至各支路的信号导入到地。

在上述功率耦合器电路中，所述功率耦合器电路包括切换开关；

所述第一耦合支路的输出端与所述第二耦合支路的输出端通过切换开关进行连接；

在所述切换开关断开的情况下，从所述第一耦合支路的输出端输出正向耦合信号；从所述第二耦合支路的输出端输出反向耦合信号；

在所述切换开关闭合的情况下，所述信号耦合通路中的正向耦合信号或反向耦合信号经所述切换开关所在的通路进行传输。

第二方面，本申请实施例提供一种功率发射装置，所述功率发射装置包括功率放大器、天线和如上述任一项的功率耦合器电路。

本申请实施例提供一种功率耦合器电路及功率发射装置，该功率耦合电路包括：信号传输通路、信号耦合通路、第一耦合支路、第二耦合支路和隔离网络；其中，信号耦合通路包括正向信号耦合端口和反向信号耦合端口；信号耦合通路用于耦合通过信号传输通路的信号，以获取耦合信号；第一耦合支路与信号耦合通路的正向信号耦合端口连接；第二耦合支路与信号耦合通路的反向信号耦合端口连接；隔离网络的第一端可选地与正向信号耦合端口或者反向信号耦合端口相连接，隔离网络的第二端接地；在耦合信号为正向耦合信号的情况下，导通第一耦合支路，断开第二耦合支路，隔离网络的第一端与反向信号耦合端口相连接；在耦合信号为反向耦合信号的情况下，导通第二耦合支路，断开第一耦合支路，隔离网络的第一端与正向信号耦合端口相连接。采用上述实现方案，在对信号传输通路中传输的正向射频信号或反向射频信号的功率进行检测时，若信号传输通路中传输正向射频信号时，通过导通第一耦合支路和隔离网络与反向耦合端口之间所处的支路，断开第二耦合支路和隔离网络与正向耦合端口之间所处的支路，通过第一耦合支路将耦合通路的正向信号耦合端口产生的正向耦合信号输出，并进行正向耦合信号的采样及检测；若信号传输通路中传输反向射频信号时，通过导通第二耦合支路和隔离网络与正向耦合端口之间所处的支路，断开第一耦合支路和隔离网络与反向耦合端口之间所处的支路，通过第二耦合支路将耦合通路的反向信号耦合端口产生的反向耦合信号输出，并进行反向耦合信号的采样及检测，通过选择导通第一耦合支路、第二耦合支路以及隔离网络与正向耦合端口或反向耦合端口支架所在的支路，能够根据信号传输通路中的正向射频信号和反向射频信号产生的正向耦合信号或反向耦合信号进行实时检测，并能够实现对可调射频前端天线口的失配程度进行实时的监测。

附图说明

图1为现有技术中的一种功率耦合器电路结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种功率耦合器电路结构示意图一；

图3为本申请实施例提供的一种功率耦合器电路结构示意图二；

图4本申请实施例提供的一种功率耦合器电路结构示意图三；

图5本申请实施例提供的一种功率耦合器电路结构示意图四；

图6本申请实施例提供的一种功率耦合器电路结构示意图五；

图7本申请实施例提供的一种功率耦合器电路结构示意图六；

图8为本申请实施例提供的一种射频信号发送装置结构示意图。

具体实施方式

为了能够更加详尽地了解本申请实施例的特点及技术内容，下面结合说明书附图及具体实施例对本申请的技术方案做进一步的详细阐述，所附附图仅供参考说明之用，并非用来限定本申请实施例。

除非另有定义，本文所使用的所有技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文所使用的术语只是为了描述本申请实施例的目的，不是旨在限制本申请。

在以下的描述中，涉及到“一些实施例”，其描述了所有可能实施例的子集，但是可以理解，“一些实施例”可以是所有可能实施例的相同子集或不同子集，并且可以在不冲突的情况下相互结合。还需要指出，本申请实施例所涉及的术语“第一/第二/第三”仅是用于区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序，可以理解地，“第一/第二/第三”在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序，以使这里描述的本申请实施例能够以除了在这里图示或描述以外的顺序实施例。

现有技术中，现有的射频前端模组芯片中典型功率耦合器电路如图1所示，射频信号输入端RFin到射频信号输出端RFout是进行射频信号传输的直通通路，直通通路的旁边或者其上下侧的一条较窄的微带线是功率耦合通路，功率耦合通路是用于耦合直通通路中的部分射频信号，进而对射频信号进行采样。

针对现有技术中的功率耦合器电路仍然存在以下问题：

定向耦合器电路的物理结构决定了耦合端口只能是CPL_out端，另一端必须放置隔离电阻，而这种结构限制了耦合器只能检测正向传输信号(从RFin端到RFout端)功率的大小，但是无法检测反向传输信号(从RFout端到RFin端)功率的大小，如反射波功率的大小。

为解决现有技术中的问题，本申请实施例提供一种功率耦合器电路1，如图2所示，该功率耦合器电路1可以包括：信号传输通路10、信号耦合通路11、第一耦合支路12、第二耦合支路13和隔离网络14；其中，信号耦合通路11包括正向信号耦合端口和反向信号耦合端口；信号耦合通路11用于耦合通过信号传输通路10的信号，以获取耦合信号；第一耦合支路12与信号耦合通路11的正向信号耦合端口连接；第二耦合支路13与信号耦合通路11的反向信号耦合端口连接；隔离网络14的第一端可选地与正向信号耦合端口或者反向信号耦合端口相连接，隔离网络14的第二端接地；在耦合信号为正向耦合信号的情况下，导通第一耦合支路12，断开第二耦合支路13，隔离网络14的第一端与反向信号耦合端口相连接；在耦合信号为反向耦合信号的情况下，导通第二耦合支路13，断开第一耦合支路12，隔离网络14的第一端与正向信号耦合端口相连接。

在本申请实施例中，如图2所示，信号传输通路10的两端分别为射频信号输入端RFin和射频信号输出端RFout，当信号传输通路中传输的是正向射频信号时，射频信号经RFin端口输入，沿信号传输通路进行正向射频信号的传输，并从RFout端口输出；当信号传输通路中传输的是反向射频信号时，射频信号经RFout端口输入，沿信号传输通路进行反向射频信号的传输，并经RFin端口输出。

在本申请实施例中，在信号耦合通路11用于耦合信号传输通路10中的正向射频信号或反向射频信号，获取到正向耦合信号或反向耦合信号。

在本申请实施例中，正向信号耦合端口可用于传输正向耦合信号，反向信号耦合端口可用于传输反向耦合信号。

在本申请实施例中，功率耦合器电路1在传统的功率耦合器电路的基础上进行了改进，在改进的功率耦合器电路中，包括信号传输通路、信号耦合通路、第一耦合支路、第二耦合支路和隔离网络，信号耦合通路包括正向信号耦合端口和反向信号耦合端口，可以通过控制第一耦合支路、第二耦合支路以及隔离网络与正向信号耦合端口和反向信号耦合端口之间的支路的导通与断开，能够选择性地控制耦合信号的输出端口为正向信号耦合端口或是反向信号耦合端口，从而选择性地对信号耦合通路中获取到的正向耦合信号或是反向耦合信号进行采样与检测，达到对正向耦合信号的功率和反向耦合信号的功率进行实时的监测。

在本申请实施例中，信号耦合通路的两端分别为正向信号耦合端口和反向信号耦合端口，将第一耦合支路12的一端与正向信号耦合端口连接，第一耦合支路12的另一端可用于输出正向信号耦合端口传输的耦合信号，将第二耦合支路13的一端与反向信号耦合端口连接，第二耦合支路13的另一端可用于输出反向信号耦合端口传输的耦合信号，隔离网络14的一端可选择性地与正向信号耦合端口或反向耦合端口进行连接，隔离网络14的另一端接地。

在本申请实施例中，从信号传输通路10的左侧端口输入正向射频信号，在信号耦合通路11中，耦合信号传输通路10中传输的正向射频信号，获取到正向耦合信号，此时，导通第一耦合支路和隔离网络14的第一端与反向信号耦合端口之间所处的支路，经过第一耦合支路将信号耦合通路的正向耦合端口传输的正向耦合信号输出，并对第一耦合支路传输的正向耦合信号进行采样，对采样得到的正向耦合信号进行功率检测。

同理，从信号传输通路10的右侧端口输入反向射频信号，在信号耦合通路11中，耦合信号传输通路10中传输的反向射频信号，获取到反向耦合信号，此时，导通第二耦合支路和隔离网络14的第一端与正向信号耦合端口之间所处的支路，经过第二耦合支路将信号耦合通路的反向耦合端口传输的反向耦合信号输出，并对第二耦合支路传输的反向耦合信号进行采样，对采样得到的反向耦合信号进行功率检测。

可选地，隔离网络14包括电阻；电阻的一端与正向信号耦合端口或者反向信号耦合端连接，电阻的另一端接地。

在本申请实施例中，如图3所示，隔离网络14可以包括电阻R1，R1的一端可以选择性地与正向耦合信号耦合端口或反向信号耦合端口连接，电阻R1的另一端接地。

在本申请实施例中，在信号耦合通路中获取到正向耦合信号时，通过导通电阻R1与信号耦合通路的反向信号耦合端口所在的支路。

同理，在信号耦合通路中获取到反向耦合信号时，通过导通电阻R1与信号耦合通路的正向信号耦合端口所在的支路。

需要说明的是，在本申请实施例中，在信号传输通路中，正向射频信号传输时，此时，导通的是第一耦合支路和电阻R1与信号耦合通路的反向信号耦合端口所在的支路，理想状态下，电阻R1与信号耦合通路的反向信号耦合端口所在的支路中是没有正向耦合信号输出的，而在一般情况下，电阻R1与信号耦合通路的反向信号耦合端口所在的支路中会有少量的正向耦合信号泄露，导致隔离度较差，为了具有较好的隔离度，通过设置的电阻R1对反向信号耦合端口输出的正向耦合信号进行隔离，即反向信号耦合端口输出的正向耦合信号沿电阻R1与信号耦合通路的反向信号耦合端口所在的支路，经过电阻R1导入地，对反向信号耦合端口输出的正向耦合信号进行消耗，达到提高隔离度的目的。

同理，在信号传输通路中，反向射频信号传输时，此时，导通的是第二耦合支路和电阻R1与信号耦合通路的正向信号耦合端口所在的支路，理想状态下，电阻R1与信号耦合通路的反向信号耦合端口所在的支路中是没有反向耦合信号输出的，而在一般情况下，电阻R1与信号耦合通路的反向信号耦合端口所在的支路中会有少量的反向耦合信号泄露，导致隔离度较差，为了具有较好的隔离度，通过设置的电阻R1对正向信号耦合端口输出的反向耦合信号进行隔离，即正向信号耦合端口输出的反向耦合信号沿电阻R1与信号耦合通路的反向信号耦合端口所在的支路，经过电阻R1导入地，对正向信号耦合端口输出的反向耦合信号进行消耗，达到提高隔离度的目的。

需要说明的是，电阻R1的值一般设置与信号传输通路中的固有阻值相等，一般设置为50Ω，避免当反向信号耦合端口或正向信号耦合端口出现短路或开路，或者是R1与信号传输通路的特性阻值不匹配时，反向信号耦合端口或正向信号耦合端口的能量将被反射回信号传输通路中。

可选地，隔离网络还包括与电阻并联的电容。

在本申请实施例中，隔离网络中还可以包括电容，电容与电阻并联，可以通过确定信号传输通路中传输的正向射频信号的频段或反向射频信号的频段，控制隔离网络中的电容所在支路和/或电阻所在支路导通，调节隔离网络对应的阻值。

在本申请实施例中，隔离网络中包括的电阻和电容为可调电阻和可调电容，可以通过调节可调电阻和/或可调电容实现对隔离网络对应的阻值进行调节。

可选地，可调电阻包括多个并联的电阻，以及至少一个与电阻串联的开关；和/或，可调电容包括多个并联的电容，以及至少一个与电容串联的开关。

在本申请实施例中，如图4所示，隔离网络包括与R1并联的R2，以及与R1并联的电容C1和电容C2，电阻R2、电容C1以及电容C2所在的支路上分别串联一个开关，电阻R2所在支路上的开关的一端与电阻R1的一端连接，开关的另一端与R2连接，电容C1所在的支路上的开关的一端与电阻R1的一端连接，开关的另一端与C1连接，电容C2所在的支路上的开关的一端与电阻R1连接，开关的另一端与C2连接，电阻R2、电容C1以及电容C2所在的支路上分别串联的开关用于控制电阻R2、电容C1以及电容C2所在的支路的导通与断开。

在本申请实施例中，如图4所示，选择性地导通隔离网络与正向耦合端口所在的支路或导通隔离网络与反向耦合端口所在的支路，此时，隔离网络接入到电路中，若在信号耦合通路中获取到正向耦合信号时，隔离网络中的电阻和电容以并联连接的方式接入靠近射频信号输出端的一端；若在信号耦合通路获取到反向耦合信号时，隔离网络中的电阻和电容以并联连接的方式接入靠近射频信号输入端的一端。

在本申请实施例中，电容C1、电容C2、电阻R2用于对电阻R1的阻值进行调节。

在本申请实施例中，基于输入的射频信号的频段或输入的反射信号的频段，隔离网络通过控制电容C1所在支路上的开关，导通电容C1所在支路，并利用电容C1对电阻R1的阻值进行调节，和/或通过控制电容C2所在的支路上的开关，导通电容C2所在的支路，并利用电容C2对电阻R1的阻值进行调节，和/或通过控制电容R2所在的支路上的开关，导通电阻R2所在的支路，并利用电阻R2对电阻R1的阻值进行调节。

需要说明的是，根据信号传输通路中传输的射频信号或反射信号的频段，隔离网络可以从其包含的多条支路中选择其中的一个或多个支路，利用选择的一个或多个支路上的电阻或电容对对电阻R1的阻值进行调节。

示例性地，第一电阻的阻值一般为50Ω，但是现在传输的射频信号的的频段可能只需要49Ω，此时，从电容C1、电容C2、电阻R2中选择出满足调节要求的电容或电阻，对电阻R1的阻值进行调节。

需要说明的是，对电容C1、电容C2、电阻R2的选择可以是预先就设置好的，比如某个频段的信号对应采用哪个器件进行调节，具体地可以根据实际情况进行选择，本申请中不做具体地限定。

需要说明的是，可调电容和可调电阻也可以替换为不可调的电阻或电容，且电阻和电容的数量可以根据实际情况进行选择，本申请中不做具体地限定。

需要说明的是，隔离网络中除了可以使用上述的电容或电阻以外，也可以利用其他可以调节电阻R1的器件，具体地，可以根据实际情况进行选择，本申请中不做具体地限定。

可选地，第一耦合支路包括第一开关单元，通过控制第一开关单元导通或断开第一耦合支路；第二耦合支路包括第二开关单元，通过控制第二开关单元导通或断开第二耦合支路；隔离网络与正向信号耦合端口或反向信号耦合端口所处的通路上设置第三开关单元，通过第三开关单元选择与正向信号耦合端口或反向信号耦合端口相连接。隔离网络的第一端包括与正向信号耦合端口连接的第一子端和与反向信号耦合端口连接的第二子端；第三开关单元通过导通第一子端，令隔离网络与正向信号耦合端口连接；第三开关单元通过导通第二子端，令隔离网络与反向信号耦合端口连接。

在本申请实施例中，如图5所示，第一耦合支路包括第一开关单元，第一耦合支路的导通与断开可以通过第一开关单元进行控制，第二耦合支路包括第二开关单元，第二耦合支路的导通与断开可以通过第二开关单元进行控制，隔离网络与正向耦合端口或反向耦合端口的连接可以通过第三开关单元进行控制，其中，隔离网络包括与正向耦合端口连接的第一子端和与反向耦合端口连接的第二子端，第三开关单元可以控制第一子端与正向耦合端口所在支路的导通或断开，也可以控制第二子端与反向耦合端口所在支路的导通或断开。

在本申请实施例中，第一开关单元的一端与正向信号耦合端口连接；第一开关单元的另一端与正向信号采样端口连接；第二开关单元的一端与反向信号耦合端口连接；第二开关单元的另一端与反向信号采样端口连接；第三开关单元的一端可选择与正向信号耦合端口或反向信号耦合端口进行连接；第三开关单元的另一端与隔离网络连接。

在本申请实施例中，第一开关单元和隔离网络与反向信号耦合端口之间所在支路同时断开或导通；即通过同时控制第一开关单元和隔离网络与反向信号耦合端口之间所在支路上设置的第三开关单元，利用第一开关单元控制第一耦合支路的导通与断开，并同时利用第三开关单元控制隔离网络与反向信号耦合端口之间所在支路的导通与断开。第二开关单元和隔离网络与正向信号耦合端口之间所在支路同时断开或导通；即通过同时控制第二开关单元和隔离网络与正向信号耦合端口之间所在支路上设置的第三开关单元，利用第二开关单元控制第二耦合支路的导通与断开，并同时利用第三开关单元控制隔离网络与正向信号耦合端口之间所在支路的导通与断开。

在本申请实施例中，在信号传输通路中，射频信号沿射频信号输入端向射频信号输出端传输时，通过第一开关单元控制第一耦合支路导通，同时第三开关单元控制隔离网络与反向信号耦合端口所在支路导通，信号传输通路中产生的正向耦合信号经正向信号耦合端口输出，并经第一耦合支路传输至正向信号采样端口进行采样，进一步对采样得到的正向耦合信号进行功率检测，并将泄露至隔离网络与反向信号耦合端口所在支路的正向耦合信号经隔离网络导入地。

需要说明的是，第一耦合支路和隔离网络与反向信号耦合端口所在支路导通的情况下，第二耦合支路和隔离网络与正向信号耦合端口所在支路是处于断开的状态。

同理，通过同时控制第二开关单元和隔离网络与正向信号耦合端口所在支路，利用第二开关单元控制第二耦合支路的导通与断开，利用第三开关单元控制隔离网络与正向信号耦合端口所在支路的导通与断开。

需要说明的是，第二耦合支路和隔离网络与正向信号耦合端口所在支路是同时导通或同时断开。

在本申请实施例中，在信号传输通路中，反向射频信号沿射频信号输出端向射频信号输入端传输时，通过第二开关单元控制第二耦合支路导通，同时第三开关单元控制隔离网络与正向信号耦合端口所在支路导通，信号耦合通路中产生的反向耦合信号经反向信号耦合端口输出，并经第二耦合支路传输至反向信号采样端口进行采样，进一步对采样得到的反向耦合信号进行功率检测，并将泄露至隔离网络与正向信号耦合端口所在支路的反向耦合信号经隔离网络导入地。

需要说明的是，第二耦合支路和第二隔离支路导通的情况下，第一耦合支路和第一隔离支路是处于断开的状态。

需要说明的是，当第三开关单元控制第一子端与正向耦合端口所在支路导通，则第二子端与反向耦合端口所在支路断开；当第三开关单元控制第二子端与反向耦合端口所在支路导通，则第一子端与正向耦合端口所在支路断开。

需要说明的是，第三开关单元可以为单刀双掷开关。

可选地，第一开关单元、第二开关单元和第三开关单元均包括导通开关及隔离开关；导通开关串联于第一耦合支路、第二耦合支路以及隔离网络与正向信号耦合端口和反向信号耦合端口所处的支路内，用于导通第一耦合支路、第二耦合支路以及隔离网络与正向信号耦合端口和反向信号耦合端口对应的支路；隔离开关接地，用于在导通开关导通第一耦合支路、第二耦合支路及隔离网络与正向信号耦合端口或反向信号耦合端口对应的支路时断开；在导通开关断开第一耦合支路、第二耦合支路及隔离网络与正向信号耦合端口或反向信号耦合端口对应的支路时导通，以将泄漏至各支路的信号导入到地。

在本申请实施例中，如图6所示，第一开关单元、第二开关单元和第三开关单元均包括导通开关及隔离开关，第一开关单元包括导通开关S1、S2，隔离开关S3；第二开关单元包括导通开关S10、S11，隔离开关S12；第三开关单元控制隔离网络与反向信号耦合端口之间所在的支路时，其导通开关包括S7、S8，隔离开关S9；第三开关单元控制隔离网络与正向信号耦合端口之间所在的支路时，其导通开关包括S4、S5，隔离开关S6。

在本申请实施例中，S1的一端与正向信号耦合端口连接，S1的另一端与S2的一端连接，S2另一端与正向信号采样端口连接，S3的一端接地，另一端与S1的另一端连接；S4的一端与正向信号耦合端口连接，S4的另一端S5的一端连接，S5另一端与隔离网络的一端连接，S6的一端接地，另一端与S4的另一端连接；S7的一端与反向信号耦合端口连接，S7的另一端与S8的一端连接，S8另一端与隔离网络连接，S9的一端接地，S9另一端与S7的另一端连接；S10的一端与反向信号耦合端口连接，S10的另一端与S11的一端连接，S11另一端与反向信号采样端口连接，S12的一端接地，S12另一端与S10的另一端连接。

在本申请实施例中，第一开关单元通过控制S1和S2的闭合，导通第一耦合支路，第二开关单元通过控制S10和S11的闭合，导通第二耦合支路，第三开关单元通过控制S7和S8的闭合，导通隔离网络与反向信号耦合端口之间所在的支路，第三开关单元通过控制S4和S5的闭合，导通隔离网络与正向信号耦合端口之间所在的支路。

需要说明的是，信号传输通路中传输的正向射频信号沿射频信号输入端向射频信号输出端传输时，S1、S2、S7、S8同时闭合，导通第一耦合支路和隔离网络与反向信号耦合端口之间所在的支路，S4、S5、S10、S11处于断开状态；信号传输通路中传输的反向射频信号沿射频信号输出端向射频信号输入端传输时，S4、S5、S10、S11同时闭合，导通第二耦合支路和隔离网络与正向信号耦合端口之间所在的支路，S1、S2、S7、S8处于断开状态。

需要说明的是，在导通第一耦合支路和隔离网络与反向信号耦合端口之间所在的支路之后，从正向信号耦合端口输出正向耦合信号；在导通第二耦合支路和隔离网络与正向信号耦合端口之间所在的支路之后，从反向信号耦合端口输出反向耦合信号。

在本申请实施例中，为提高隔离度，在信号耦合通路中获取到正向耦合信号时，导通S6和S12，第一耦合支路将正向信号耦合端口输出的正向耦合信号耦合至隔离网络与正向信号耦合端口之间所在的支路，并经S6所在支路将泄漏的正向耦合信号导入地；将反向信号耦合端口泄漏的正向耦合信号耦合至隔离网络与反向信号耦合端口之间所在的支路，并经S12将其导入地。

同理，在信号耦合通路中获取到反向耦合信号时，导通S3和S9，其实现原理和上述过程相反，在这里不再赘述。

在本申请实施例中，通过控制S3、S6、S9和S12闭合与断开可以导通S3、S6、S9和S12所在的支路，或断开S3、S6、S9和S12所在的支路。

在本申请实施例中，如图6所示，通过S3、S6、S9和S12将信号耦合通路中耦合至第一耦合支路、第二耦合支路、隔离网络与反向信号耦合端口之间所在的支路、隔离网络与正向信号耦合端口之间所在的支路中的正向耦合信号或反向耦合信号导入地，具体地，在信号传输通路中传输正向射频信号，信号耦合通路中获取到正向耦合信号时，导通S6和S12，将泄漏的正向耦合信号导入地，以此增加隔离度；在信号传输通路中传输反向射频信号，信号耦合通路中获取到反向耦合信号时，导通S3和S9，将泄漏的反向耦合信号导入地，以此增加隔离度。

需要说明的是，S3和S9同时闭合或断开，S6和S12同时闭合或断开。

基于上述实例中，功率耦合器电路中的第一开关单元包括S1、S2、S3，第二开关单元包括S10、S11、S12，第三开关单元包括S4、S5、S6、S7、S8、S9。当信号传输通路中传输的正向射频信号，即信号沿射频信号输入端向射频信号输出端传输，并在信号耦合通路中获取到正向耦合信号时，从CPL_out1端口进行采样，此时，S1、S2闭合，S3断开，令正向耦合信号传输至CPL_out1端口进行采样，S4、S5断开，闭合S6，令从第一耦合支路泄漏的正向耦合信号耦合至隔离网络与正向信号耦合端口所在支路中的正向耦合信号经S6所在支路导入地，增加隔离度；同时，S7、S8闭合，S9断开，令隔离网络接入信号传输通路靠近射频信号输出端的一端，S12闭合，S10、S11断开，令泄漏至第二耦合支路中的正向耦合信号经S12所在支路导入地，增加隔离度。

需要说明的是，当信号传输通路中的反射信号沿射频信号输出端向射频信号输出端传输，并在信号耦合通路产生反向耦合信号的情况下，其开关闭合方式和上述实施例中的开关闭合方式相反，具体地实施过程可参照上述实施例，在这里不再赘述。

需要说明的是，在本申请实施例中，示例性地，由S1、S2以及S3组成的“T”型开关的实施方式可以提高电路整体的隔离度，在一种可替换的方案中，可以将由S1、S2以及S3组成的“T”型开关替换为一个普通的开关。

需要说明的是，由其他的开关组成的“T”型开关同样适用于此替换的方式，在这里不在赘述。

基于上述实施例，可选地，功率耦合器电路包括切换开关；第一耦合支路的输出端与第二耦合支路的输出端通过切换开关进行连接；在切换开关断开的情况下，从第一耦合支路的输出端输出正向耦合信号；从第二耦合支路的输出端输出反向耦合信号；在切换开关闭合的情况下，信号耦合通路中的正向耦合信号或反向耦合信号经切换开关所在的通路进行传输。

在本申请实施例中，如图7所示，在切换开关断开的情况下，分别利用正向信号采样端口CPL_out1采集信号耦合通路中的正向信号耦合端口输出的正向耦合信号，利用反向信号采样端口CPL_out2采集信号耦合通路中反向信号耦合端口输出的反向耦合信号，在切换开关断开的情况下，正向耦合端口和反向耦合端口分别对对应的正向耦合信号和反向耦合信号进行采集，具体采集的实施过程可以参照上述实施例中的采集过程，在这里不在赘述。

在本申请实施例中，在切换开关闭合的情况下，正向耦合信号依次经第一耦合支路、并沿切换开关所在的通路向反向信号采样端口CPL_out2传输；反向耦合信号依次经第二耦合支路、并沿切换开关所在的通路向正向信号采样端口CPL_out1传输。

在本申请实施例中，功率耦合器电路中设置的一条通路，该通路是连接正向信号采样端口和反向信号采样端口的通路，此通路的闭合与断开由切换开关控制，在切换开关闭合的情况下，该通路导通，在切换开关断开的情况下，该通路断开，切换开关的一端与正向信号采样端口连接，切换开关的另一端与反向信号采样端口连接。

在本申请实施例中，在切换开关闭合的情况下，该通路相当于一条导通的耦合信号传输通路，当信号传输通路中的射频信号沿射频信号输入端向射频信号输出端传输，并产生正向耦合信号，正向耦合信号沿第一耦合支路传输至正向信号采样端口，此时，因切换开关是闭合的，正向信号采样端口处传输过来的正向耦合信号会沿着正向耦合信号采样端口与反向耦合信号采样端口之间的通路传输至反向耦合信号采样端口；相反地，当信号传输通路中的反射信号沿射频信号输出端向射频信号输入端传输，并产生反向耦合信号时，过程和上述射频信号的传输过程相反，在这里不在赘述。

需要说明的是，切换开关闭合时的情况，可以是在存在多个功率耦合器电路的情况下，示例性地，若存在两个功率耦合器电路，两个功率耦合器电路串联，在信号传输通路中传输的是射频信号时，此时，第一个功率耦合器电路中第一耦合支路中传输的正向耦合信号就可以经第一个功率耦合器电路的正向信号采样端口、并沿第一个功率耦合器电路的正向信号采样端口与第一个功率耦合器电路的反向信号采样端口之间的通路传输至第一个功率耦合器电路的反向信号采样端口，并经第一个功率耦合器电路的反向信号采样端口传输至第二个功率耦合器电路的正向信号采样端口、沿第二个功率耦合器电路的正向信号采样端口与第二个功率耦合器电路的反向信号采样端口之间的通路传输至第二个功率耦合器电路的反向信号采样端口，相反的，若信号传输通路中传输的是反射信号，执行过程相反，在这里不再赘述。

需要说明的是，在切换开关闭合后，正向/反向耦合信号沿多个功率耦合器电路中的正向信号采样端口与反向信号采样端口之间的通路进行传输时，此时，正向/反向信号采样端口CPL_out1/CPL_out2就可以作为正向/反向耦合信号输入端，即图7中所示的CPL_in1/CPL_in2。

需要说明的是，信号耦合通路为微带线，微带线位于信号传输通路的左、右、上、下任一侧。

需要说明的是，微带线的位置可以根据实际情况进行选择，本申请中不做具体地限定。

基于上述实施例，和现有技术相比，本申请中改进了功率耦合器电路，可通过实时切换支路的方式分别检测正向耦合信号及反向耦合信号功率的大小，由此动态掌握功率放大器及天线的阻抗失配情况，配合天线调谐ANT tuner实时工作，达到实时优化天线端阻抗的目的；通过将正向传输的射频信号与反向传输的反射信号的功率分别进行耦合检测，由此计算出天线端阻抗位置及VSWR值，进而实时对被采样的放大器进行优化。

其次，通过切换C1、C2、R2可以实时针对不同工作频段，优化功率耦合器电路的定向性，确保功率耦合器电路确实符合其定向性的定义。

可以理解的是，在本申请实施例提供一种功率耦合器电路，在对信号传输通路中传输的正向射频信号或反向射频信号的功率进行检测时，若信号传输通路中传输正向射频信号时，通过导通第一耦合支路和隔离网络与反向耦合端口之间所处的支路，断开第二耦合支路和隔离网络与正向耦合端口之间所处的支路，通过第一耦合支路将耦合通路的正向信号耦合端口产生的正向耦合信号输出，并进行正向耦合信号的采样及检测；若信号传输通路中传输反向射频信号时，通过导通第二耦合支路和隔离网络与正向耦合端口之间所处的支路，断开第一耦合支路和隔离网络与反向耦合端口之间所处的支路，通过第二耦合支路将耦合通路的反向信号耦合端口产生的反向耦合信号输出，并进行反向耦合信号的采样及检测，通过选择导通第一耦合支路、第二耦合支路以及隔离网络与正向耦合端口或反向耦合端口支架所在的支路，能够根据信号传输通路中的正向射频信号和反向射频信号产生的正向耦合信号或反向耦合信号进行实时检测，并能够实现对可调射频前端天线口的失配程度进行实时的监测。

基于上述实施例，在本申请中提供一种功率发射装置，该功率发射装置包括功率放大器、天线和上述实施例中的任一项功率耦合器电路。

在本申请实施例中，如图8所示，功率发射装置包括功率放大器PA、功率耦合器电路1以及天线ANT，功率放大器PA将放大的射频信号传输至功率耦合器电路中1，再经天线ANT将传输的射频信号进行发送。

需要说明的是，功率耦合器电路的组成以及其实现原理已在上述实施例中进行论述，在此不再赘述。

需要说明的是，在本文中，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、物品或者装置不仅包括那些要素，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、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种功率耦合器电路，其特征在于，所述功率耦合器电路包括：信号传输通路、信号耦合通路、第一耦合支路、第二耦合支路和隔离网络；其中，所述信号耦合通路包括正向信号耦合端口和反向信号耦合端口；

所述信号耦合通路用于耦合通过所述信号传输通路的信号，以获取耦合信号；

所述第一耦合支路与所述信号耦合通路的所述正向信号耦合端口连接；

所述第二耦合支路与所述信号耦合通路的所述反向信号耦合端口连接；

所述隔离网络的第一端可选地与所述正向信号耦合端口或者所述反向信号耦合端口相连接，所述隔离网络的第二端接地；

在所述耦合信号为正向耦合信号的情况下，导通所述第一耦合支路，断开所述第二耦合支路，所述隔离网络的第一端与所述反向信号耦合端口相连接；

在所述耦合信号为反向耦合信号的情况下，导通所述第二耦合支路，断开所述第一耦合支路，所述隔离网络的第一端与所述正向信号耦合端口相连接。

2.根据权利要求1所述的功率耦合器电路，其特征在于，所述隔离网络包括电阻；

所述电阻的一端与所述正向信号耦合端口或者所述反向信号耦合端连接，所述电阻的另一端接地。

3.根据权利要求2所述的功率耦合器电路，其特征在于，所述隔离网络还包括与所述电阻并联的电容。

4.根据权利要求3所述的功率耦合器电路，其特征在于，所述电阻为可调电阻，和/或所述电容为可调电容。

5.根据权利要求4所述的功率耦合器电路，其特征在于，

所述可调电阻包括多个并联的电阻，以及至少一个与所述电阻串联的开关；

和/或，所述可调电容包括多个并联的电容，以及至少一个与所述电容串联的开关。

6.根据权利要求1所述的功率耦合器电路，其特征在于，

所述第一耦合支路包括第一开关单元，通过控制所述第一开关单元导通或断开所述第一耦合支路；

所述第二耦合支路包括第二开关单元，通过控制所述第二开关单元导通或断开所述第二耦合支路；

所述隔离网络与所述正向信号耦合端口或所述反向信号耦合端口所处的通路上设置第三开关单元，通过所述第三开关单元选择与所述正向信号耦合端口或所述反向信号耦合端口相连接。

7.根据权利要求6所述的功率耦合器电路，其特征在于，所述隔离网络的第一端包括与所述正向信号耦合端口连接的第一子端和与所述反向信号耦合端口连接的第二子端；

所述第三开关单元通过导通所述第一子端，令所述隔离网络与所述正向信号耦合端口连接；

所述第三开关单元通过导通所述第二子端，令所述隔离网络与所述反向信号耦合端口连接。

8.根据权利要求6所述的功率耦合器电路，其特征在于，所述第一开关单元、所述第二开关单元和所述第三开关单元均包括导通开关及隔离开关；

所述导通开关串联于所述第一耦合支路、所述第二耦合支路以及所述隔离网络与正向信号耦合端口和反向信号耦合端口所处的支路内，用于导通所述第一耦合支路、所述第二耦合支路以及隔离网络与正向信号耦合端口和反向信号耦合端口对应的支路；

所述隔离开关接地，用于在所述导通开关导通所述第一耦合支路、所述第二耦合支路及隔离网络与正向信号耦合端口或反向信号耦合端口对应的支路时断开；在所述导通开关断开所述第一耦合支路、所述第二耦合支路及隔离网络与正向信号耦合端口或反向信号耦合端口对应的支路时导通，以将泄漏至各支路的信号导入到地。

9.根据权利要求1所述的功率耦合器电路，其特征在于，所述功率耦合器电路包括切换开关；

所述第一耦合支路的输出端与所述第二耦合支路的输出端通过切换开关进行连接；

在所述切换开关断开的情况下，从所述第一耦合支路的输出端输出正向耦合信号；从所述第二耦合支路的输出端输出反向耦合信号；

在所述切换开关闭合的情况下，所述信号耦合通路中的正向耦合信号或反向耦合信号经所述切换开关所在的通路进行传输。

10.一种功率发射装置，其特征在于，所述功率发射装置包括功率放大器、天线和如权利要求1-9任一项所述功率耦合器电路。

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