CN209897017U - 进行信号分裂和重组的电路及其电子装置和系统 - Google Patents

进行信号分裂和重组的电路及其电子装置和系统 Download PDF

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Abstract

提供进行信号分裂和重组的电路及其电子装置和系统。利用耦合的电感器，与传统的功率分配器/组合器电路拓扑结构相比，新的电路拓扑结构具有更宽的插入损耗、端口匹配和隔离带宽。耦合的电感器可以用于单级低通网络、多级低通网络或多级宽带网络。例如，功率分配器/组合器电路包括耦合到输入端子(提供到第一输出端子的第一信号路径)的第一耦合的电感器电路以及耦合到输入端子的第二耦合的电感器电路(提供到第二输出端子的第二信号路径)。每个耦合的电感器电路包括多个彼此紧密且正磁耦合的电感器。每个耦合的电感器电路提供输出信号，该输出信号基于传递函数，该传递函数包括相应的耦合的电感器电路的耦合系数。

Description

进行信号分裂和重组的电路及其电子装置和系统
技术领域
本实用新型通常涉及电子电路，并且更具体地涉及具有耦合的电感器的Wilkinson组合器。
背景技术
电子设备中的信号处理功能可以通过使用无源电子部件分割和重新组合电磁信号来完成。在射频和微波应用中，诸如Wilkinson分配器/组合器的功率分配器/组合器电路可用于促进信号分离和重组。然而，随着频率的增加，Wilkinson分配器/组合器的输出隔离、端口匹配和插入损耗的可实现带宽变得越来越有限。
实用新型内容
提供具有耦合的电感器的功率分配器/组合器电路。利用耦合的电感器，与传统的功率分配器/组合器电路拓扑结构相比，新的电路拓扑结构具有更宽的插入损耗、端口匹配和隔离带宽。耦合的电感器可以用于单级低通网络、多级低通网络或多级宽带网络。例如，功率分配器/组合器电路包括耦合到输入端子(提供到第一输出端子的第一信号路径)的第一耦合的电感器电路以及耦合到输入端子的第二耦合的电感器电路(提供到第二输出端子的第二信号路径)。每个耦合的电感器电路包括多个彼此紧密且正磁耦合的电感器。每个耦合的电感器电路提供输出信号，该输出信号基于传递函数，该传递函数包括相应的耦合的电感器电路的耦合系数。
根据本公开的实施方案，电路包括第一耦合的电感器电路，耦合到输入端子并在所述输入端子和第一输出端子之间提供第一信号路径，其中第一耦合的电感器电路包括彼此正磁耦合的第一多个电感器。电路还包括第二耦合的电感器电路，耦合到所述输入端子并在所述输入端子和第二输出端子之间提供第二信号路径，所述第二耦合的电感器电路包括彼此正磁耦合的第二多个电感器。电路还包括隔离电路，耦合到所述第一输出端子和所述第二输出端子，所述隔离电路在所述第一输出端子和所述第二输出端子之间提供隔离。
根据本公开的实施方案，系统包括第一耦合的电感器电路，耦合到第一信号路径上的第一端口和第二端口。系统包括第二耦合的电感器电路，耦合到第二信号路径上的第一端口和第三端口。在一些方面中，所述第一耦合的电感器电路和所述第二耦合的电感器电路中的每个包括至少一对串联的正磁耦合的电感器。在一些方面中，所述第二端口和所述第三端口彼此隔离。在一些方面中，第一耦合的电感器电路具有与第二耦合的电感器电路的耦合系数相对应的耦合系数。
根据本公开的实施方案，系统包括多个耦合的电感器电路，连接到输入端子并在所述输入端子和多个输出端子之间提供多个信号路径，其中所述多个耦合的电感器电路中的每个包括至少两个彼此正磁耦合并与不同的信号路径相关的电感器。系统还包括第一隔离电阻器，插入在所述多个耦合的电感器电路中的两个之间。系统还包括第二隔离电阻器，连接到所述多个输出端子。在一些方面中，所述多个耦合的电感器电路中的每个被配置为向所述多个输出端子中的相应一个提供输出信号。
附图说明
在所附权利要求中阐述了本主题技术的某些特征。然而，出于解释的目的，在以下附图中阐述了本主题技术的若干实施例。
图1示出了传统Wilkinson分配器/组合器电路的示意图。
图2和3示出了传统集总Wilkinson分配器/组合器电路的示意图。
图4A和4B示出了传统的多级Wilkinson分配器/组合器电路的示意图。
图5示出了传统的多级Wilkinson分配器/组合器电路的示意图。
图6A示出了根据一个或多个实施方式的具有磁耦合的电感器的 Wilkinson分配器/组合器电路的示例的示意图。
图6B示出了图6A的等效电路的示意图。
图7A示出了根据一个或多个实施方式的组合器模型的示意图。
图7B示出了图7A的等效电路的示意图。
图7C示出了传统组合器模型的传递函数与具有耦合的电感器的组合器模型的传递函数的比较。
图7D-1描绘了与具有磁耦合的电感器的组合器模型相比传统组合器模型的散射参数响应的曲线图，包括当源被放置在输入端口并终止输出端口时的输入复数反射系数。
图7D-2描绘了与具有磁耦合的电感器的组合器模型相比传统组合器模型的散射参数响应的曲线图，包括当源被放置在输出端口并终止输入端口时的输入复数反射系数。
图7D-3描绘了与具有磁耦合的电感器的组合器模型相比传统组合器模型的散射参数响应的曲线图，并示出了输出端口之间的隔离。
图7D-4描绘了与具有磁耦合的电感器的组合器模型相比传统组合器模型的散射参数响应的曲线图，并示出了输入端口和输出端口之间的插入损耗。
图8A和8B示出了根据一个或多个实施方式的具有磁耦合的电感器的 Wilkinson分配器/组合器电路的示意图，该电感器具有不同的耦合取向。
图9示出了根据一个或多个实施方式的具有磁耦合的电感器的 Wilkinson分配器/组合器电路的另一示例的示意图。
图10示出了根据一个或多个实施方式的具有磁耦合的电感器的 Wilkinson分配器/组合器电路的又一示例的示意图。
图11示出了根据一个或多个实施方式的具有差分电感器的Wilkinson 分配器/组合器电路的示例的示意图。
图12示出了描绘根据一个或多个实施方式的图11的差分电感器的布局布置的示意图。
图13A示出了根据一个或多个实施方式的具有磁耦合的电感器的多级Wilkinson分配器/组合器电路的示例的示意图。
图13B-1描绘了与具有图13A的磁耦合的电感器的多级Wilkinson分配器/组合器电路相比的传统多级组合器模型的不同散射参数响应的曲线图，并示出了输出端口之间的每个阶段的隔离。
图13B-2描绘了与具有图13A的磁耦合的电感器的多级Wilkinson分配器/组合器电路相比的传统多级组合器模型的不同散射参数响应的曲线图，并示出了输入端口和输出端口之间的插入损失。
图13B-3描绘了与具有图13A的磁耦合的电感器的多级Wilkinson分配器/组合器电路相比的传统多级组合器模型的不同散射参数响应的曲线图，包括当源被放置在输入端口并终止在输出端口时的输入复数反射系数。
图13B-4描绘了与具有图13A的磁耦合的电感器的多级Wilkinson分配器/组合器电路相比的传统多级组合器模型的不同散射参数响应的曲线图，包括当源被放置在输出端口并终止在输入端口时的输入复数反射系数。
图14示出了根据一个或多个实施方式的具有磁耦合的电感器的多级 Wilkinson分配器/组合器电路的另一示例的示意图。
图15示出了根据一个或多个实施方式的具有磁耦合的电感器并具有 2N个附加输出的多级Wilkinson分配器/组合器电路的又一示例的示意图。
具体实施方式
以下阐述的详细描述旨在作为主题技术的各种配置的描述，并且不旨在表示可以实践主题技术的唯一配置。附图并入本文并构成详细描述的一部分。详细描述包括用于提供对主题技术的透彻理解的具体细节。然而，主题技术不限于本文阐述的具体细节，并且可以使用一个或多个实施方式来实践。在一个或多个实例中，以框图形式示出结构和组件，以避免模糊本主题技术的概念。
提供了一种具有耦合的电感器的功率分配器/组合器电路。通过耦合分配器，与传统的功率分配器/组合器电路拓扑结构相比，本主题技术的电路拓扑结构具有更宽的插入损耗、端口匹配和隔离带宽。耦合的电感器可以用于单级低通网络、多级低通网络或多级宽带网络。
对于每个输出端口路径，功率分配器/组合器电路在输入端口和输出端口之间串联有两个紧密且正磁耦合的电感器。例如，在一些方面中，磁耦合的电感器具有彼此缠绕的线圈以形成紧密耦合。在其他方面，磁耦合的电感器共享相同的芯以形成紧耦合，使得来自一个电感器的几乎所有磁通量都可以流过另一个电感器。在一些实施方式中，磁耦合的电感器具有相同的耦合方向，使得电感器可以彼此形状配合地耦合。连接到地的电容器耦合在串联连接的耦合的电感器之间。隔离电阻器耦合在输出端口之间。耦合的电感器之间存在的电感耦合量可以由耦合系数K定义。
在具有耦合的电感器的单级功率分配器/组合器电路中，第一对耦合的串联电感器耦合在输入端口和第一输出端口之间，第二对耦合的串联电感器是耦合在输入端口和第二输出端口之间。第一电容器接地并耦合在第一对耦合串联电感器之间，第二电容器接地并耦合在第二对耦合串联电感器之间。隔离电阻器跨越第一和第二输出端口耦合。在一些方面中，电流可以在两个电感器中以相同的方向流动，或者在其他方面，电流可以在两个电感器中以相反的方向流动。具有耦合的电感器的单级功率分配器/组合器电路用作低通网络。
具有耦合的电感器的多级功率分配器/组合器电路可以具有两个串联连接的单级电路，其中第一隔离电阻器耦合在输出端口之间和两个单级电路之间，第二隔离电阻器在第二单级电路之后耦合在输出端口上。具有用于宽带应用的耦合的电感器的多级功率分配器/组合器电路可以包括与传统的单级高通网络电路串联连接的单级耦合电感器电路(其中电感器连接到地面)。
在一些实施方式中，电源组合器/分配器电路包括第一耦合的电感器电路，其耦合到输入端子并在输入端子和第一输出端子之间提供第一信号路径，其中第一耦合的电感器电路包括彼此紧密且正向地磁耦合的第一多个电感器。该电路还包括第二耦合的电感器电路，其耦合到输入端子并在输入端子和第二输出端子之间提供第二信号路径，第二耦合的电感器电路包括彼此紧密且正向地磁耦合的第二多个电感器。该电路还包括耦合到第一输出端子和第二输出端子的隔离电路，隔离电路提供第一输出端子和第二输出端子之间的隔离。在一些方面中，第一耦合的电感器电路被配置为基于包括第一多个电感器的第一耦合系数的传递函数向第一输出端子提供第一输出信号，并且第二耦合的电感器电路被配置为基于包括第二多个电感器的第二耦合系数的传递函数向第二输出端子提供第二输出信号。
图1示出了传统Wilkinson分配器/组合器电路100的示意图。Wilkinson 分配器/组合器电路100包括端口101-103、传输线110和120、以及隔离电阻器130。如图1所示，Wilkinson分配器/组合器电路100是差分电路，使得每个端口101-103被施加两个相反极性的信号。在这方面，端口 101-103中的每一个包括用于每个所施加信号的单独端子。每个端口101-103以阻抗Zo终止。在一些方面中，每个端口101-103处的阻抗可以设置为50欧姆。传输线110和120中的每一个具有四分之一波长的长度(例如λ/4)，使得传输线110和120中的每一个表示阻抗等于约
Figure DEST_PATH_GDA0002194711760000061
的四分之一波变换器。
Wilkinson分配器/组合器电路100是一种无源器件，它在输入端口接收输入信号，并在输出端口提供具有特定相位和幅度特性的多个输出信号。当用作功率分配器时，Wilkinson分配器/组合器电路100表现出输出端口之间的隔离。隔离量可取决于输出端口之间的阻抗终止。Wilkinson 分配器/组合器电路100是互逆的，使得它可以通过将每个信号施加到每个输出端口而用作电源组合器。所施加信号的矢量和可以在输入端口处显示为单个输出。
在操作中，Wilkinson分配器/组合器电路100可以用于信号处理功能，例如1)矢量地添加或减去信号，2)获得与公共输入信号的电平成比例的多个输出信号，3)将输入信号分成多个输出信号，以及4)组合来自不同源的信号以获得单个输出信号。Wilkinson分配器/组合器电路100是一种流行的功率分配器/组合器，因为该电路构造相对简单并具有有用的特性： (1)在所有端口匹配，(2)用于分配器实现的输出端口之间的大隔离，(3) 分配器和组合器应用之间的互逆，以及(4)当分配器应用中的输出端口匹配时无损。
图2和3示出了传统集总Wilkinson分配器/组合器电路的示意图。图 2示出了可以用作低通网络的传统集总Wilkinson分配器/组合器电路200。传统的集总式Wilkinson分配器/组合器电路200包括端口201-303、电感器 206和209、电容器207、208、210和211、以及隔离电阻器212。传统集总式Wilkinson分配器/组合器电路200的集总元件(例如电感器、电容器) 在传统的Wilkinson分配器/组合器电路100中更换传输线，以减小尺寸，从而实现更简单的集成实现。
Wilkinson分配器/组合器电路200包括在来自输入端口201的每个输出端口路径(例如，204、205)上串联的电感器(例如，206、209)。对于低通网络，电感器206和209与相应的输出端口(例如，202、203)串联连接，并且电容器207、208、210和211接地。对于每个输出端口路径，电感器耦合在两个电容器之间。具体地，电感器206沿着信号路径204与电容器207和208的第一端子串联连接(其中电容器207和208的第二端子连接到地)。类似地，电感器209沿着信号路径205与电容器210和211 的第一端子串联连接(其中电容器210和211的第二端子接地)。隔离电阻器212跨输出端口202和203耦合，以提供输出端口之间的隔离。
图3示出了可以用作高通网络的传统集总Wilkinson分配器/组合器电路350。图3的传统集总式Wilkinson分配器/组合器电路350包含类似于图2的传统集总式Wilkinson分配器/组合器电路200中所示的部件。传统的集总式Wilkinson分配器/组合器电路350包括端口301-303、电感器351 和354、电容器352、353、355和356、以及隔离电阻器357。
Wilkinson分配器/组合器电路350包括在每个输出端口路径(例如， 304、305)上耦合到地的电感器(例如，351、354)。对于高通网络，电感器351和354连接到地，电容器352、353、355和356与相应的输出端口(例如，302和303)串联连接。对于每个输出端口路径，电感器耦合在两个电容器之间。具体地，电感器351的第一端子接地，电感器351的第二端子沿信号路径304耦合到节点，并且沿着信号路径304串联连接在电容器352和353之间。类似地，电感器354的第一端子接地，电感器354 的第二端子沿信号路径305耦合到节点，并且沿着信号路径305串联连接在电容器355和356之间。隔离电阻器357跨输出端口302和303耦合，以提供输出端口之间的隔离。
图4A和4B示出了传统的多级Wilkinson分配器/组合器电路的示意图。与图2和3的传统集总Wilkinson分配器/组合器电路相比，多级 Wilkinson分配器/组合器电路用于更宽的带宽。例如，每个级可包括图2 和图3中描述的电路，其中各级串联连接，形成低通和高通网络的多级。
图4A示出了可以用作多级低通网络的传统多级Wilkinson分配器/组合器电路400。传统的多级Wilkinson分配器/组合器电路400包括端口 401-403、电感器411、414、421和424、电容器412、413、415、416、422、 423、425和426、以及隔离电阻器417和427。
传统的多级Wilkinson分配器/组合器电路400包括与输入端口401和输出端口402和403之间的第二级420串联的第一级410。在第一级410 中，每个信号路径包括与相应的输出端口(例如，402、403)串联连接的电感器(例如，411、414)。第二级420具有与第一级410类似的电路拓扑，其中电感器(例如，421、424)与相应的输出端口(例如，402、403)串联连接。对于低通网络，第一级410的电感器411和414与相应的输出端口(例如，402、403)串联连接，并且第一级410的电容器412、413、415、 416接地。
对于第一级和第二级中的每个信号路径，电感器耦合在两个电容器之间。在第一级410中，电感器411沿着到输出端口402的第一信号路径与电容器412和413的第一端子串联连接(其中电容器412和413的第二端子接地)。类似地，第一级410的电感器414沿着第二信号路径与电容器 415和416的第一端子串联连接到输出端口403(其中电容器415和416的第二端子接地)。隔离电阻器417耦合到电容器413和416的第一端子，以在第一级410和第二级420之间的中间节点处提供输出端口402和403 之间的隔离。
在第二级420中，电感器421沿着第一信号路径与电容器422和423 的第一端子串联连接到输出端口402(其中电容器422和423的第二端子接地)。类似地，第二级420的电感器424沿着第二信号路径与电容器425 和426的第一端子串联连接到输出端口403(其中电容器425和426的第二端子接地)。隔离电阻器427耦合到电容器423和426的第一端子，以在第二级420的输出端处提供输出端口402和403之间的隔离。
图4B示出了可以用作多级高通网络的传统多级Wilkinson分配器/组合器电路450。传统的多级Wilkinson分配器/组合器电路450包括端口 401-403、电感器461、464、471和474、电容器462、463、465、466、472、 473、475和476、以及隔离电阻器467和477。
传统的多级Wilkinson分配器/组合器电路450包括与输入端口401和输出端口402和403之间的第二级470串联的第一级460。在第一级460 中，每个信号路径包括连接到地并且位于一对电容器(例如，462、463、 465、466)之间的电感器(例如，461、464)，所述电容器串联连接到相应的输出端口(例如，402、403)。第二级470具有与第一级460类似的电路拓扑，其中电感器(例如，471、474)连接到地并且在一对电容器(例如，472、473、475、476)之间，所述电容器串联连接到相应的输出端口 (例如，402、403)。
对于第一级和第二级中的每个信号路径，电感器耦合在两个电容器之间。在第一级460中，串联电容器462和463沿着到输出端口402的第一信号路径耦合到电感器461的第一端子(其中电感器461的第二端子连接到地)。类似地，串联连接的电容器465和466沿着到输出端口403的第二信号路径耦合到电感器464的第一端子(其中电感器464的第二端子连接到地)。隔离电阻器467耦合到电容器463和466的第一端子，以在第一级460和第二级470之间的中间节点处提供输出端口402和403之间的隔离。
在第二级470中，串联电容器472和473沿着到输出端口402的第一信号路径耦合到电感器471的第一端子(其中电感器471的第二端子连接到地)。类似地，串联电容器475和476沿着到达输出端口403的第二信号路径耦合到电感器474的第一端子(其中电感器474的第二端子接地)。隔离电阻器477耦合到电容器473和476的第一端子，以在第二级470的输出端处提供输出端口402和403之间的隔离。
图5示出了传统的多级Wilkinson分配器/组合器电路500的示意图。在图5中，可以混合这些级，使得指向低通网络的第一级(例如，510) 可以与指向高通网络的第二级(例如，520)串联连接以形成宽带网络。
传统的多级Wilkinson分配器/组合器电路500包括端口501-503和隔离电阻器517和517。在第一级510中，传统的多级Wilkinson分配器/组合器电路500包括电感器511和514，以及电容器512、513、515和516。在第一级520中，传统的多级Wilkinson分配器/组合器电路500包括电感器521和524，以及电容器522、523、525和526。
在第一级510中，电感器511沿着到输出端口502的第一信号路径与电容器512和513的第一端子串联连接(其中电容器512和513的第二端子接地)。类似地，第一级510的电感器514沿着第二信号路径与电容器 515和516的第一端子串联连接到输出端口503(其中电容器515和516 的第二端子接地)。隔离电阻器517耦合到电容器513和516的第一端子，以在第一级510和第二级520之间的中间节点处提供输出端口502和503 之间的隔离。
在第二级520中，串联电容器522和523沿着到输出端口502的第一信号路径耦合到电感器521的第一端子(其中电感器521的第二端子连接到地)。类似地，串联连接的电容器525和526沿着到达输出端口503的第二信号路径耦合到电感器524的第一端子(其中电感器524的第二端子连接到地)。隔离电阻器527耦合到电容器523和526的第一端子，以在第二级520的输出端处提供输出端口502和503之间的隔离。
图6A和6B示出了根据一个或多个实施方式的具有磁耦合的电感器的 Wilkinson分配器/组合器电路的示例的示意图。然而，并非所有描绘的组件都可以使用，并且一个或多个实现可以包括图中未示出的附加组件。在不脱离本文所述的权利要求的精神或范围的情况下，可以对组件的布置和类型进行变化。可以提供附加组件、不同组件或更少组件。
图6A示出了具有磁耦合的电感器的Wilkinson分配器/组合器电路600 的示例。Wilkinson分配器/组合器电路600包括端口601-603、电感器612、 613、622和623、电容器614和624、以及隔离电阻器630。Wilkinson分配器/组合器电路600包括两个串联连接的电感器(例如612、613)和沿第一信号路径610在输入端口601和输出端口602之间形成“T”排列的电容器603。具体地，输入端口601耦合到电感器612的第一端子，输出端口602耦合到电感器613的第一端子(其中电感器612和613的第二端子彼此紧密且正向地磁耦合)。电感器612和613的第二端子也耦合到电容器614的第一端子(其中电容器614的第二端子连接到地)。在一些方面中，电感器612和613具有彼此缠绕的线圈以形成紧耦合。在其他方面，电感器612和613共享相同的芯以形成紧耦合，使得来自电感器612的几乎所有磁通量例如可以流过电感器613。在一些实施方式中，电感器612 和613也具有相同的耦合方向，使得电感器可以彼此形状配合地耦合。
Wilkinson分配器/组合器电路600还包括两个串联连接的电感器(例如，622、623)和沿着第二信号路径620形成与沿输入端口601和输出端口603之间的第一信号路径610的排列类似的“T”排列的电容器624。输入端口601耦合到电感器622的第一端子，输出端口603耦合到电感器623 的第一端子(其中电感器622和623的第二端子彼此紧密且正磁耦合)。电感器622和623的第二端子也耦合到电容器624的第一端子(其中电容器624的第二端子连接到地)。类似于电感器612和613，电感器622和 623可以具有彼此缠绕的线圈以形成紧耦合。在一些方面中，电感器622 和623共享相同的芯以形成紧耦合，使得例如来自电感器622的几乎所有磁通量都可以流过电感器623。在一些实施方式中，电感器622和623也具有相同的耦合方向，使得电感器可以彼此形状配合地耦合。
隔离电阻器630耦合到电感器613和623的第一端子以及输出端口602 和603，以提供输出端口602和603之间的隔离。在一个或多个实施方式中，串联连接的电感器612和613通常可以指第一耦合的电感器电路(例如，611)，并且串联连接的电感器622和623通常可以指第二耦合的电感器电路(例如，621)。输入端口601通常可以指第一端子，输出端口602 通常可以指第二端子，输出端口603通常可以指第三端子。
在一个或多个实施方式中，第一耦合的电感器电路(例如，611)被配置为基于传递函数向输出端口602(或第一输出端子)提供第一输出信号，该传递函数包括串联连接的电感器612的第一耦合系数(例如，K1)。在一些实施方式中，第二耦合的电感器电路(例如，621)被配置为基于包括串联连接的电感器622和623的第二耦合系数(例如，K2)的传递函数向输出端口603(或第二输出端子)提供第二输出信号。
第一和第二耦合的电感器电路(例如，611、621)具有具有相同电感 L的串联电感器。电容器614和624具有相同的电容C。第一和第二耦合的电感器电路(例如，611、621)具有相同的耦合系数K，其中电感器612 和613之间的电感耦合量对应于电感器622和623的电感耦合量。在一些方面中，耦合系数大于零且小于1(例如，K<1)。在一些实施方式中，耦合系数在0.7和0.9的范围内。
在一些方面中，电流以相同的方向流过每个串联连接的电感器(例如， 612、613、622、623)，这可以用点约定表示。在图6A中，电流从输入端口601流入并进入电感器612的第一端子(由第一端子处的点位置标记) 并且通过电感器612的第二端子输出并进入电感器613的第一端子(由第一端子处的点位置表示)并通过电感器613的第二端子输出到输出端口 602。类似地，电流从输入端口601流出并进入电感器622的第一端子(由第一端子处的点位置表示)并且通过电感器622的第二端子离开并进入电感器623的第一端子(由第一端子处的点位置表示)并且通过电感器623 的第二端子输出到输出端口603。电感器612、613、622、623采用的相同的点约定表示彼此紧密地和正磁耦合的电感器。
图6B的Wilkinson分配器/组合器电路650包含与图6A的Wilkinson 分配器/组合器电路600中所示的组件类似的组件。Wilkinson分配器/组合器电路650表示Wilkinson分配器/组合器电路600的等效模型。当电感器作为“T”布置彼此紧密地和磁耦合时，观察到负耦合。例如，电感器612、 613，例如，在第一信号路径610中有效地添加负分路电感(例如，651)，其与电容器614串联，并且负分路电感651可以抵消极并延长Wilkinson 分配器/组合器电路650的带宽。类似地，在第二信号路径620中，电感器 622、623有效地添加负并联电感(例如，652)。在图6B中，电感器612、 613、622、623中的每一个由表示为L*(1+K)的电感限定，其中K是耦合系数。分流电感651和652表示为-K*L.
图7A示出了根据一个或多个实施方式的组合器模型700的示意图。然而，并非所有描绘的组件都可以使用，并且一个或多个实现可以包括图中未示出的附加组件。在不脱离本文所述的权利要求的精神或范围的情况下，可以对组件的布置和类型进行变化。可以提供附加组件、不同组件或更少组件。
组合器模型700的传递函数可以定义为
Figure DEST_PATH_GDA0002194711760000131
其中ω是径向频率，RL是隔离电路的阻抗，L是每个电感器的电感，C是电容，j是虚拟值。
图7B示出了根据一个或多个实施方式的具有磁耦合的电感器的组合器模型710的等效电路的示意图。然而，并非所有描绘的组件都可以使用，并且一个或多个实现可以包括图中未示出的附加组件。在不脱离本文所述的权利要求的精神或范围的情况下，可以对组件的布置和类型进行变化。可以提供附加组件、不同组件或更少组件。
图7B的组合器模型710包含与图6B的Wilkinson分配器/组合器电路 650中所示的组件类似的组件，其包括负载电阻器(RL)。在一些实施方式中，传递函数是第一和第二耦合系数的函数，隔离电路的阻抗，第一和第二多个电感器的电感，与第一和第二耦合的电感器电路相关的电容，和与第一和第二耦合的电感器电路相关的径向频率。在一个或多个实施方式中，组合器模型710的传递函数可以定义为例如，
Figure DEST_PATH_GDA0002194711760000132
其中ω是径向频率 (例如2π*频率)，RL是隔离电路的阻抗，K是耦合系数，L每个第一耦合的电感器电路和第二耦合的电感器电路的电感，C是与第一耦合的电感器电路和第二耦合的电感器电路相关的电容，j是虚拟值。在这方面，输入和输出端口之间的信号路径的传递函数基于布置在信号路径中的耦合的电感器的耦合系数。在一些方面中，传递函数可以根据耦合的电感器的布置而变化而不脱离本公开的范围。
图7C示出了传统组合器模型的传递函数与具有磁耦合的电感器的组合器模型的传递函数的曲线图730。曲线730描绘了作为频率的函数的增益(dB)的二维表示。频率可以在大约1x109赫兹到大约1x1013赫兹的范围内，但是可以针对指定的带宽设计。曲线730包括对应于传统组合器模型700的第一波形(例如，730-1)，对应于组合器模型710的第二波形(例如，730-2)的耦合系数设置为0.8，对应于组合器模型710的第三波形(例如730-3)的耦合系数设定为1.0。
在曲线730中，表示传统威尔金森组合器的频率响应的第一波形730-1 在典型的3阶低通响应中滚降之前在较低频率处提供稳态幅度信号。第二个波形，代表具有K＝0.8的具有耦合的电感器的Wilkinson组合器，730-2 在滚动、扩展带宽之前为更高的频率提供更稳态的增益，相对于传统的组合器而言约为10倍。在这方面，与传统的组合器模型700相比，所需幅度的带宽更宽。第三波形730-3基于耦合的电感器之间的理想耦合电感，为所有观察到的频率、所有通过带宽提供稳态增益幅度。
图7D-1描绘了与具有磁耦合的电感器的组合器模型相比传统组合器模型的散射参数响应的曲线图，包括当源被放置在输入端口并终止输出端口时的输入复数反射系数。图7D-2描绘了与具有磁耦合的电感器的组合器模型相比传统组合器模型的散射参数响应的曲线图，包括当源被放置在输出端口并终止输入端口时的输入复数反射系数。图7D-3描绘了与具有磁耦合的电感器的组合器模型相比传统组合器模型的散射参数响应的曲线图，并示出了输出端口之间的隔离。图7D-4描绘了与具有磁耦合的电感器的组合器模型相比传统组合器模型的散射参数响应的曲线图，并示出了输入端口和输出端口之间的插入损耗。每个图(例如，740-1、740-2、 740-3、740-4)示出了对应于传统组合器700的散射参数响应的第一波形和对应于组合器模型710的散射参数响应的第二波形。曲线740-1描绘了当源被放置在输入端口(例如，601)并终止输出端口(例如，602)时的输入复数反射系数。在曲线740-1中，第二波形显示比第一波形更宽的带宽，增益幅度约为-30dB。曲线740-2描绘了当源被放置在输出端口(例如， 602)并终止输入端口(例如，601)时的输入复数反射系数。在曲线740-2 中，对于约-35dB的增益幅度，第二波形还示出比第一波形更宽的带宽。曲线740-3描绘了输出端口(例如，602、603)之间的隔离。在曲线740-3 中，对于约-35dB的增益幅度，第二波形显示比第一波形宽得多的带宽。曲线740-4描绘了输入端口(例如，601)和输出端口(例如，602)之间的插入损耗。在曲线740-4中，对于所有观察到的频率，第二波形显示比第一波形更稳定的响应信号，大约-3dB，而第一波形在大约13GHz处急剧下降。
图8A和8B示出了根据一个或多个实施方式的具有磁耦合的电感器的 Wilkinson分配器/组合器电路的示意图，该电感器具有不同的耦合取向。然而，并非所有描绘的组件都可以使用，并且一个或多个实现可以包括图中未示出的附加组件。在不脱离本文所述的权利要求的精神或范围的情况下，可以对组件的布置和类型进行变化。可以提供附加组件、不同组件或更少组件。
图8A的Wilkinson分配器/组合器电路800包含与图6A的Wilkinson 分配器/组合器电路600中所示的组件类似的组件。Wilkinson分配器/组合器电路800包括端口801-803、电感器811、812、821和822、电容器813 和823、以及隔离电阻器830。
耦合的电感器811和812分别具有电感L1和L2，并且耦合的电感器 821和822分别具有电感L3和L4。电容器813和823分别具有电容C1 和C2。第一和第二耦合的电感器电路(例如，811/812、821/822)分别具有耦合系数K1(例如，814)和K2(例如，824)。在一些方面中，电感 L1和L2是等效的并且对应于电感L3和L4。在其他方面，电容C1和C2 彼此对应，并且耦合系数K1和K2彼此对应。
在图8A中，电流从输入端口801流入并进入电感器811的第一端子 (由第一端子处的点位置标记)并且通过电感器811的第二端子输出并进入电感器812的第一端子(由第一端子处的点位置表示)并通过电感器812 的第二端子输出到输出端口802。类似地，电流从输入端口801流出并进入电感器821的第一端子(由第一端子处的点位置表示)并通过电感器821 的第二端子输出并进入电感器822的第一端子(由第一端子处的点位置表示)并且通过电感器822的第二端子输出到输出端口803。电感器811、812、 821、822采用的相同的点约定表示电感器彼此紧密地和正磁性地耦合。
图8B的Wilkinson分配器/组合器电路850包含与图8A的Wilkinson 分配器/组合器电路800中所示的组件类似的组件。Wilkinson分配器/组合器电路850包括端口851-853、电感器861、862、871和872、电容器863 和873、以及隔离电阻器880。电感器861和862具有耦合系数K1(例如 864)，电感器871和872具有耦合系数K2(例如，874)。
在图8B中，电感器861、862、871、872采用的点约定不同于图8A 中描绘的点约定。例如，电流从输出端口802流入并进入电感器862的第二端子(由第二端子处的点位置标记)并且通过电感器862的第一端子流出并进入电感器861的第二端子(由第二端子处的点位置表示)并通过电感器861的第一端子输出到输入端口801。类似地，电流从输出端口803 流出并进入电感器872的第二端子(由第二端子处的点位置标记)并通过电感器872的第一端子进出并进入电感器871的第二端子(由第二端子处的点位置表示)并通过电感器871的第一端子输出到输入端口801。
图9示出了根据一个或多个实施方式的具有磁耦合的电感器的 Wilkinson分配器/组合器电路900的另一示例的示意图。然而，并非所有描绘的组件都可以使用，并且一个或多个实现可以包括图中未示出的附加组件。在不脱离本文所述的权利要求的精神或范围的情况下，可以对组件的布置和类型进行变化。可以提供附加组件、不同组件或更少组件。
图9的Wilkinson分配器/组合器电路900包含与图8A的Wilkinson分配器/组合器电路800中所示的组件类似的组件。Wilkinson分配器/组合器电路900包括端口901-803、电感器911、912、921和922、电容器913、 914、923和924、以及隔离电阻器930。电感器911和912具有耦合系数 K1(例如，941)，电感器921和922具有耦合系数K2(例如，942)。电容器914沿着输入端口901和输出端口902之间的第一信号路径910并联耦合到串联连接的电感器911和912。电容器924沿着输入端口901和输出端口903之间的第二信号路径920并联耦合到串联连接的电感器921和 922。电容器914和924的添加有助于调节电路性能。当耦合系数K1和K2不接近1.0时，这在实际电路实现中是常见的，电容器914和924可用于改善电路频率响应。
图10示出了根据一个或多个实施方式的具有磁耦合的电感器的 Wilkinson分配器/组合器电路1000的又一示例的示意图。然而，并非所有描绘的组件都可以使用，并且一个或多个实现可以包括图中未示出的附加组件。在不脱离本文所述的权利要求的精神或范围的情况下，可以对组件的布置和类型进行变化。可以提供附加组件、不同组件或更少组件。
图10的Wilkinson分配器/组合器电路1000包含与图9的Wilkinson 分配器/组合器电路900中所示的组件类似的组件。Wilkinson分配器/组合器电路1000包括端口1001-1003、电感器1011、1012、1021和1022、电容器1013-1016和1023-1026、以及隔离电阻器1030。电感器1011和1012 具有耦合系数K1(例如，1041)，并且电感器1021和1022具有耦合系数K2(例如，1024)。
电容器1014沿着输入端口1001和输出端口1002之间的第一信号路径1010并联耦合到串联连接的电感器1011和1012。电容器1024沿着输入端口1001和输出端口1003之间的第二信号路径1020并联耦合到串联连接的电感器1021和1022。电容器1015和1025的第一端子分别耦合到电感器1011和1021(其中电容器1015和1025的第二端子接地)。类似地，电容器1016和1026的第一端子分别耦合到电感器1012和1022(其中电容器1016和1026的第二端子接地)。电容器1015、1016、1025和1026 的添加有助于进一步调节电路性能。在这方面，C6/L1/C1可以用作传输线的一个部分，C1/L2/C7可以用作传输线(或信号路径)的第二部分。
图11示出了根据一个或多个实施方式的具有差分电感器的Wilkinson 分配器/组合器电路1100的示例的示意图。然而，并非所有描绘的组件都可以使用，并且一个或多个实现可以包括图中未示出的附加组件。在不脱离本文所述的权利要求的精神或范围的情况下，可以对组件的布置和类型进行变化。可以提供附加组件、不同组件或更少组件。
Wilkinson分配器/组合器电路1100包括端口1101-1103、差分电感器 1111和1121、电容器1112-1122和隔离电阻器1130。在一些实施方式中，第一耦合的电感器电路611(图6A)可以由第一差分电感器1111替换(或实现)，并且第二耦合的电感器电路621(图6A)可以由第二差分电感器 1121替换(或实现)。具有差分电感器的Wilkinson分配器/组合器电路1100 提供了更小的电路尺寸和紧密耦合的优点，这有利于本主题技术的电路拓扑。
第一端口1101耦合到第一差分电感器1111的第一端子和第二差分电感器1122的第一端子。第二端口1102在第一信号路径上耦合到第一差分电感器1111的第二端子，第三端口1103在第二信号路径1120上耦合到第二差分电感器1122的第二端子。第一电容器1112耦合到第一差分电感器 1111的第一中心抽头节点，第二电容器1122耦合到第二差分电感器1121 的第二中心抽头节点。隔离电阻器130耦合到第一信号路径1110和第二信号路径1120以提供输出端口1102和1103之间的隔离。
图12示出了描绘根据一个或多个实施方式的图11的差分电感器的布局布置的示意图。然而，并非所有描绘的组件都可以使用，并且一个或多个实现可以包括图中未示出的附加组件。在不脱离本文所述的权利要求的精神或范围的情况下，可以对组件的布置和类型进行变化。可以提供附加组件、不同组件或更少组件。
图12的Wilkinson分配器/组合器电路1200包含与图11的Wilkinson 分配器/组合器电路1100中所示的组件类似的组件。Wilkinson分配器/组合器电路1200包括端口1201-1203、电感器1216、1218、1226和1228、电容器1214和1224、以及隔离电阻器1230。电感器1216以平面布置交错电感器1218，以沿第一信号路径1210形成第一差分电感器1215。电感器 1226以平面布置交错交错电感器1228，以沿第二信号路径1220形成第二差分电感器1225。具体地说，端口1202耦合到电感器1216的第一端子 1211，端口1202耦合到电感器1218的第二端子1212。端口1202还耦合到电感器1226的第一端子1221，端口1203耦合到电感器1228的第二端子1222。第一电容器1214耦合到插入在电感器1216和1218之间的第一中心抽头节点1213，并且第二电容器1224耦合到插入在电感器1226和 1228之间的第二中心抽头节点1223。隔离电阻器130耦合到第一信号路径1210和第二信号路径1220，以提供输出端口1202和1203之间的隔离。
图13A示出了根据一个或多个实施方式的具有磁耦合的电感器的多级Wilkinson分配器/组合器电路1300的示例的示意图。然而，并非所有描绘的组件都可以使用，并且一个或多个实现可以包括图中未示出的附加组件。在不脱离本文所述的权利要求的精神或范围的情况下，可以对组件的布置和类型进行变化。可以提供附加组件、不同组件或更少组件。
多级Wilkinson分配器/组合器电路1300包括端口1301-1303，电感器 1311、1312、1315、1316、1321、1322、1325和1326，电容器1313、1317、 1323和1327，以及隔离电阻器1331和1332。多级分配器/组合器电路1300 包括第一级1304，其与输入端口1301和输出端口1302和1303之间的第二级1306串联。在一个或多个实施方式中，电感器1311和1312具有对应于电感器1321和1322的耦合系数(例如，K1)，并且电感器1315和1316 具有对应于电感器1325和1326的耦合系数(例如，K2)。耦合系数K1 和K2在一些实施方式中彼此对应，或者在其他实现中彼此不同。
第一信号路径1310包括电感器(例如，1311和1312)，它们彼此紧密且正磁耦合，电容器1313的第一端作为第一级1304的一部分插入电感器 1311和1312之间(其中电容器1313的第二端子接地)。第一信号路径1310 还包括电感器(例如，1315和1316)，它们彼此紧密且正磁耦合，电容器 1317的第一端子作为第二级1306的一部分插入电感器1315和1316之间 (其中电容器1317的第二端子接地)。
第二信号路径1320包括电感器(例如，1321和1322)彼此紧密且正磁耦合，其中电容器1323的第一端子作为第一级1304的一部分插入在电感器1321和1322之间(其中电容器1323的第二端子接地)。第二信号路径1320还包括电感器(例如，1325和1326)，它们彼此紧密且正磁耦合，电容器1327的第一端子作为第二级1306的一部分插入电感器1325和1326之间(其中电容器1327的第二端子接地)。隔离电阻器1331耦合到电感器1312和1322的第一端子以在第一级1304和第二级1306之间的中间节点处提供输出端口1302和1303之间的隔离。隔离电阻器1332耦合到电感器1316和1326的第一端子，以在第二级1306的输出处提供输出端口 1302和1303之间的隔离。
在一个或多个实施方式中，输出端口1303的终端阻抗大于输出端口 1302的终端阻抗。例如，输出端口1303可具有100欧姆的终端阻抗，而输出端口1302的终端阻抗为50欧姆。在一些方面中，在不脱离本公开的范围的情况下，输出端口1302可以具有大于输出端口1303的终端阻抗。
图13B-1描绘了与具有图13A的磁耦合的电感器的多级Wilkinson分配器/组合器电路相比的传统多级组合器模型的不同散射参数响应的曲线图，并示出了输出端口之间的每个阶段的隔离。图13B-2描绘了与具有图 13A的磁耦合的电感器的多级Wilkinson分配器/组合器电路相比的传统多级组合器模型的不同散射参数响应的曲线图，并示出了输入端口和输出端口之间的插入损失。图13B-3描绘了与具有图13A的磁耦合的电感器的多级Wilkinson分配器/组合器电路相比的传统多级组合器模型的不同散射参数响应的曲线图，包括当源被放置在输入端口并终止在输出端口时的输入复数反射系数。图13B-4描绘了与具有图13A的磁耦合的电感器的多级 Wilkinson分配器/组合器电路相比的传统多级组合器模型的不同散射参数响应的曲线图，包括当源被放置在输出端口并终止在输入端口时的输入复数反射系数。每个图(例如，1350-1、1350-2、1350-3、1350-4)示出了对应于传统多级Wilkinson分配器/组合器电路400的散射参数响应的第一波形和对应于多级Wilkinson分配器/组合器电路1300的散射参数响应的第二波形。曲线1350-1描绘了输出端口(例如，1302、1303)之间的每个阶段的隔离。在曲线1350-1中，第二波形显示比每级的第一波形宽得多的带宽，增益幅度约为-35dB。曲线1350-2描绘了输入端口(例如，1301)和输出端口(例如，1302)之间的插入损失。在曲线1350-2中，对于所有观察到的频率，第二波形显示比第一波形更稳定的响应信号，约-3dB，而第一波形在约17GHz处急剧下降。曲线1350-3描绘了当源被放置在输入端口(例如，1301)并终止输出端口(例如，1302)时的输入复数反射系数。在曲线1350-3中，第二波形显示比第一波形更宽的带宽，增益幅度约为-32dB。曲线1350-4描绘了当源被放置在输出端口(例如，1302)并终止输入端口 (例如，1301)时的输入复数反射系数。在曲线1350-4中，第二波形还显示比每级的第一波形更宽的带宽，增益幅度约为-44dB。
图14示出了根据一个或多个实施方式的具有磁耦合的电感器的多级 Wilkinson分配器/组合器电路1400的另一示例的示意图。然而，并非所有描绘的组件都可以使用，并且一个或多个实现可以包括图中未示出的附加组件。在不脱离本文所述的权利要求的精神或范围的情况下，可以对组件的布置和类型进行变化。可以提供附加组件、不同组件或更少组件。
多级Wilkinson分配器/组合器电路1400包括端口1401-1403、电感器 1411、1412、1415、1421、1422和1425、电容器1413、1416、1417、1423、 1426和1427、以及隔离电阻器1431和1432。多级Wilkinson分配器/组合器电路1400包括与输入端口1401和输出端口1402和1403之间的第二级 1408串联的第一级1406。在一个或多个实施方式中，电感器1411和1412具有对应于电感器1421和1422的耦合系数(例如，K1)。
第一信号路径1410包括电感器(例如，1411和1412)，其彼此紧密且正磁耦合，电容器1413的第一端子作为第一级1404的一部分插入电感器 1411和1412之间(其中电容器1413的第二端子接地)。第一信号路径1410 还包括与在电容器1416和1417之间作为第二级1408的一部分插入(电感器1415的第二端子接地)的电感器1415的第一端子串联连接的电容器 (例如，1416和1417)。
第二信号路径1420包括电感器(例如，1421和1422)，其彼此紧密且正磁耦合，电容器1423的第一端作为第一级1404的一部分插入电感器 1421和1422之间(其中电容器1423的第二端子接地)。第二信号路径1420 还包括与在电容器1426和1427之间作为第二级1408的一部分插入(其中电感器1425的第二端子接地)的电感器1425的第一端子串联连接的电容器(例如，1426和1427)。隔离电阻器1431耦合到电感器1412和1422 的第一端子，以在第一级1406和第二级1408之间的中间节点处提供输出端口1402和1403之间的隔离。隔离电阻器1432耦合到电容器1417和1427 的第一端子，以在第二级1408的输出端提供输出端口1402和1403之间的隔离。
图15示出了根据一个或多个实施方式的具有磁耦合的电感器并具有2N个附加输出的多级Wilkinson分配器/组合器电路1500的又一示例的示意图，其中N≥1。然而，并非所有描绘的组件都可以使用，并且一个或多个实现可以包括图中未示出的附加组件。在不脱离本文所述的权利要求的精神或范围的情况下，可以对组件的布置和类型进行变化。可以提供附加组件、不同组件或更少组件。
多级Wilkinson分配器/组合器电路1500包括端口1501、1502-1、 1502-2、1503-1和1503-2、电感器1511、1511-1、1511-2、1512、1512-1、 1521-2、1521、1521-1、1521-2、1522、1522-1和1522-2、电容器1513、 1513-1、1513-2、1523、1523-1和1523-2、以及隔离电阻器1530、1530-1 和1530-2。多级Wilkinson分配器/组合器电路1500包括与输入端口1501和输出端口1502-1、1502-2、1503-1和1503-2之间的第二级1506串联的第一级1504。在一个或多个实施方式中，电感器1511和1512具有对应于电感器1521和1522的耦合系数(例如，K1)。在一个或多个实施方式中，电感器1511-1和1512-1具有对应于电感器1511-2和1512-2的耦合系数(例如，K2)。在一个或多个实施方式中，电感器1521-1和1522-1具有对应于电感器1521-2和1522-2的耦合系数(例如，K3)。耦合系数K1、K2和 K3在一些实施方式中彼此对应，或者在其他实施方式中彼此不同。
第一信号路径1510包括电感器(例如，1511和1512)，其彼此紧密且正磁耦合，其中电容器1513的第一端子作为第一级1504的一部分插入电感器1511和1512之间(其中电容器1513的第二端子接地)。
源自第一信号路径1510的信号路径1510-1包括电感器(例如，1511-1 和1512-1)，其彼此紧密且正磁耦合，其中电容器1513-1的第一端子作为第二级1506的一部分插入在电感器1511-1和1512-1之间(其中电容器 1513-1的第二端子接地)。源自第一信号路径1510的信号路径1510-2包括电感器(例如，1511-2和1512-2)，其紧密且正磁耦合，电容器1513-2的第一端子作为第二级1506的一部分插入电感器1511-2和1512-2之间(其中电容器1513-2的第二端子连接到地)。
第二信号路径1520包括电感器(例如，1521和1522)，其彼此紧密且正磁耦合，电容器1523的第一端子作为第一级1504的一部分插入电感器1521和1522之间(其中电容器1523的第二端子接地)。
源自第一信号路径1520的信号路径1520-1包括电感器(例如，1521-1 和1522-1)，其彼此紧密且正磁耦合，其中电容器1523-1的第一端子作为第二级1506的一部分插入在电感器1521-1和1522-1之间(其中电容器 1523-1的第二端子接地)。源自第一信号路径1520的信号路径1520-2包括电感器(例如，1521-2和1522-2)，其紧密且正磁耦合，电容器1523-2的第一端子作为第二级1506的一部分插入电感器1521-2和1522-2之间(其中电容器1523-2的第二端子接地)。
隔离电阻器1530耦合到电感器1512和1522的第一端子，以在第一级1504和第二级1506之间的中间节点处提供输出端口1502-1、1502-2、1503-1和1503-2之间的隔离。隔离电阻器1530-1耦合到电感器1512-1和 1512-2的第一端子，以提供输出端口1502-1和1503-1之间的隔离。隔离电阻器1530-2耦合到电感器1522-1和1522-2的第一端子，以在输出端口1502-2和1503-2之间提供隔离。
提供先前的描述是为了使所属领域的技术人员能够实践本文中所描述的各种方面。对于本领域技术人员来说，对这些方面的各种修改是显而易见的，并且这里定义的一般原理可以应用于其他方面。因此，权利要求不旨在限于本文所示的方面，而是与符合语言权利要求的全部范围一致，其中除非特别说明，否则对单数元素的引用并非旨在表示“一个且仅一个”，而是“一个或多个”。除非另外特别说明，否则术语“一些”是指一个或多个。男性中的代词(例如，他的)包括女性和中性(例如，她和她的)，反之亦然。标题和副标题(如果有的话)仅用于方便，并不限制本主题公开。
谓词“被配置为”、“可操作地”和“被编程为”并不意味着对象的任何特定的有形或无形修改，而是旨在可互换地使用。例如，配置成监视和控制操作或组件的处理器还可以意味着处理器被编程为监视和控制操作，或者处理器可操作以监视和控制操作。同样地，被配置为执行代码的处理器可以被解释为被编程为执行代码或可操作以执行代码的处理器。
诸如“方面”之类的短语并不暗示这样的方面对于主题技术是必不可少的，或者这样的方面适用于主题技术的所有配置。与一方面有关的公开内容可适用于所有配置或一个或多个配置。诸如方面的短语可以指代一个或多个方面，反之亦然。诸如“配置”之类的短语并不暗示这种配置对于主题技术是必不可少的，或者这种配置适用于主题技术的所有配置。与配置有关的公开可以适用于所有配置或一个或多个配置。诸如配置的短语可以指代一个或多个配置，反之亦然。
本文使用词语“示例”来表示“用作示例或说明”。本文中描述为“示例”的任何方面或设计不必被解释为比其他方面或设计更优选或更具优势。
本领域普通技术人员已知或以后将知道的贯穿本公开内容所描述的各个方面的元件的所有结构和功能等同物通过引用明确地并入本文，并且旨在由权利要求书涵盖。此外，无论在权利要求中是否明确地叙述了这样的公开内容，本文所公开的内容都不旨在致力于公众。根据35U.S.C§112，第六段，的规定，任何权利要求内容均不得解释，除非使用短语“用于... 的装置”明确地叙述该元件，或者在方法权利要求的情况下，使用短语“用于......的步骤”来叙述该元件。此外，对于在说明书或权利要求书中使用术语“包括”、“具有”等的程度，这样的术语旨在以类似于术语“包括”的方式包括在内，因为“包括”在作为权利要求中的过渡词时被解释。

Claims (20)

1.一种便于利用更宽频率带宽进行信号分裂和重组的电路，包括：
第一耦合的电感器电路，耦合到输入端子并在所述输入端子和第一输出端子之间提供第一信号路径，所述第一耦合的电感器电路包括彼此正磁耦合的第一多个电感器；
第二耦合的电感器电路，耦合到所述输入端子并在所述输入端子和第二输出端子之间提供第二信号路径，所述第二耦合的电感器电路包括彼此正磁耦合的第二多个电感器；和
隔离电路，耦合到所述第一输出端子和所述第二输出端子，所述隔离电路在所述第一输出端子和所述第二输出端子之间提供隔离。
2.权利要求1所述的电路，其中所述第一多个电感器与第一电容器的第一端子串联连接，所述第一电容器的第一端子连接到所述第一多个电感器中的每一个的公共端子，所述第一电容器具有接地的第二端子，并且其中所述第二多个电感器与第二电容器的第一端子串联连接，所述第二电容器的第一端子连接到所述第二多个电感器中的每一个的公共端子，所述第二电容器具有接地的第二端子。
3.权利要求1所述的电路，其中所述第一多个电感器具有与所述第二多个电感器的电流方向对应的电流方向。
4.权利要求1所述的电路，其中所述第一耦合的电感器电路与第一耦合系数相关联，并且所述第二耦合的电感器电路与第二耦合系数相关联，并且其中所述第一耦合系数和所述第二耦合系数中的每一个均大于零并小于1。
5.权利要求4所述的电路，其中所述第一耦合系数和所述第二耦合系数中的每一个均在0.7和1的范围内。
6.权利要求5所述的电路，其中所述第一耦合的电感器电路和所述第二耦合的电感器电路均被配置为基于传递函数向所述第一输出端子和所述第二输出端子提供相应的输出信号，其中所述传递函数是所述第一和第二耦合系数、所述隔离电路的阻抗、所述第一和第二多个电感器的电感、与所述第一和第二耦合的电感器电路相关的电容、以及与所述第一和第二耦合的电感器电路相关的径向频率的函数。
7.权利要求6所述的电路，其中所述传递函数定义为
Figure FDA0001934411580000021
其中ω是与所述第一耦合的电感器电路和所述第二耦合的电感器电路相关的径向频率，RL是所述隔离电路的阻抗，K是耦合系数，L是所述第一耦合的电感器电路和所述第二耦合的电感器电路中的每一个的电感，C是与所述第一耦合的电感器电路和所述第二耦合的电感器电路相关的电容，以及j是虚拟值。
8.权利要求1所述的电路，其中所述第一耦合的电感器电路和所述第二耦合的电感器电路的阻抗对应于等效于四分之一波长阻抗变压器的阻抗。
9.权利要求1所述的电路，其中所述第二输出端子的终端阻抗大于所述第一输出端子的终端阻抗。
10.一种用于便于利用更宽频率带宽进行信号分裂和重组的电子装置，包括：
第一耦合的电感器电路，耦合到第一传输线上的第一端口和第二端口；
第二耦合的电感器电路，耦合到第二传输线上的第一端口和第三端口；和
其中所述第一耦合的电感器电路和所述第二耦合的电感器电路中的每个包括至少一对串联的正磁耦合电感器，
其中所述第二端口和所述第三端口彼此隔离。
11.权利要求10所述的电子装置，其中：
所述第一耦合的电感器电路包括第一电感器、第二电感器和第一电容器，所述第一电容器耦合到所述第一电感器和所述第二电感器之间的第一节点并接地，所述第一电感器具有对应于所述第二电感器的电感的电感，
所述第二耦合的电感器电路包括第三电感器、第四电感器和第二电容器，所述第二电容器耦合到所述第三电感器和所述第四电感器之间的第二节点并接地，所述第三电感器具有对应于所述第四电感器的电感的电感。
12.权利要求11所述的电子装置，其中所述第一耦合的电感器电路具有对应于所述第二耦合的电感器电路的电感的电感，并且其中所述第一电容器具有对应于所述第二电容器的电容的电容。
13.权利要求11所述的电子装置，其中所述第一耦合的电感器电路包括与所述第一端口和所述第二端口串联耦合的第三电容器，所述第三电容器并联耦合到所述第一电感器和所述第二电感器，并且其中所述第二耦合的电感器电路包括与所述第一端口和所述第三端口串联耦合的第四电容器，所述第四电容器并联耦合到所述第三电感器和所述第四电感器。
14.权利要求13所述的电子装置，其中所述第一耦合的电感器电路包括第五电容器和第六电容器，所述第五电容器耦合到所述第一端口，并且所述第一电感器和所述第六电容器耦合到所述第二端口和所述第二电感器，并且其中所述第二耦合的电感器电路包括第七电容器和第八电容器，所述第七电容器耦合到所述第一端口，并且所述第三电感器和所述第八电容器耦合到所述第三端口和所述第四电感器。
15.权利要求11所述的电子装置，其中所述第一耦合的电感器电路是第一差分电感器，并且所述第二耦合的电感器电路是第二差分电感器，其中所述第一端口耦合到所述第一差分电感器的第一端子和所述第二差分电感器的第一端子，其中所述第二端口耦合到所述第一差分电感器的第二端子并且所述第三端口耦合到所述第二差分电感器的第二端子，其中所述第一电感器以平面布置交错所述第二电感器以形成所述第一差分电感器，并且所述第三电感器以平面布置交错所述第四电感器以形成第二差分电感器，并且其中所述第一电容器耦合到插入在所述第一电感器和所述第二电感器之间的第一中心抽头节点，并且所述第二电容器耦合到插入在所述第三电感器和所述第四电感器之间的第二中心抽头节点。
16.权利要求11所述的电子装置，其中所述第一电感器与所述第二电感器串联耦合，并且其中所述第三电感器与所述第四电感器串联耦合。
17.权利要求16所述的电子装置，其中所述第一电感器和所述第二电感器具有对应于所述第三电感器和所述第四电感器的耦合系数的耦合系数。
18.一种用于便于利用更宽频率带宽进行信号分裂和重组的系统，包括：
多个耦合的电感器电路，连接到输入端子并在所述输入端子和多个输出端子之间提供多个信号路径，其中所述多个耦合的电感器电路中的每个包括至少两个彼此正磁耦合并与不同的信号路径相关的电感器；
第一隔离电阻器，插入在所述多个耦合的电感器电路中的两个之间；和
第二隔离电阻器，连接到所述多个输出端子，
其中所述多个耦合的电感器电路中的每个被配置为向所述多个输出端子中的相应一个提供输出信号。
19.权利要求18所述的系统，其中所述多个信号路径包括：
第一级，耦合到所述输入端子和所述多个输出端子，所述第一级包括耦合到所述输入端子的多个耦合的电感器电路的第一耦合的电感器电路和所述多个信号路径的第一信号路径上的多个输出端子的第一输出端子，所述第一级包括耦合到所述输入端子的多个耦合的电感器电路的第二耦合的电感器电路和所述多个信号路径的第二信号路径上的多个输出端子的第二输出端子，所述第一级包括耦合到所述第一信号路径和所述第二信号路径的第一隔离电阻器；和
第二级，耦合到所述第一隔离电阻器和所述多个信号路径上的多个输出端子，所述第二级包括耦合到所述第一隔离电阻器的多个耦合的电感器电路的第三耦合的电感器电路和所述第一信号路径上的第一输出端子，所述第二级包括耦合到所述第一隔离电阻器的多个耦合的电感器电路的第四耦合的电感器电路和所述第二信号路径上的第二输出端子，并且所述第二级包括耦合在所述第一输出端子和所述第二输出端子之间的第二隔离电阻器。
20.权利要求19所述的系统，其中所述第二级包括所述多个耦合的电感器电路的第五耦合的电感器电路和所述耦合的电感器电路的第六耦合的电感器电路，所述第五耦合的电感器电路耦合到所述第一隔离电阻器和所述多个信号路径的第三信号路径上的多个输出端子的第三输出端子，所述第六耦合的电感器电路耦合到所述第一隔离电阻器和所述多个信号路径的第四信号路径上的多个输出端子的第四输出端子，其中所述第二隔离电阻器耦合在所述第一输出端子和所述第三输出端子之间，并且所述第二级包括耦合在所述第二输出端子和所述第四输出端子之间的第三隔离电阻器。
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