CN216488454U - 一种耦合器及其耦合电路、通信设备 - Google Patents

Abstract

本申请适用于通信技术领域，提供了一种耦合器及其耦合电路、通信设备，耦合电路包括：功率分配单元和两个耦合单元；耦合单元用于将耦合到的n个射频信号合路为一路并输出；功率分配单元包括两个输入电路、第一隔离电阻及输出电路，第一隔离电阻的第一端和第二端分别通过第一传输线和第二传输线连接预设点，两个输入电路分别连接第一隔离电阻的第一端和第二端，两个输入电路各连接一个耦合单元；输入电路用于接收来自耦合单元的射频信号并输出，两个输入电路输出的射频信号在预设点处被合路为第一合路信号，输出电路用于将第一合路信号传输至耦合端；第一传输线的长度和第二传输线的长度为射频信号的波长的四分之一，从而提高了耦合端的回波损耗。

Description

一种耦合器及其耦合电路、通信设备

技术领域

本申请属于通信技术领域，尤其涉及一种耦合器及其耦合电路、通信设备。

背景技术

耦合器是一种功率分配元件，其可以从接收到的射频信号中耦合出一部分信号用作信号的检测或监测等，例如，功率测量或检波，其作为微波/射频电路的重要组成部分已被广泛应用于各种通信系统中。耦合器的耦合端的回波损耗是衡量耦合器性能的重要指标之一。回波损耗指从耦合端的输出信号中反射回来的反射信号的功率与输出信号的功率之比，通常以对数形式的绝对值来表示。回波损耗越大表示反射信号的功率越小。

为了使耦合器的耦合度能够满足预设要求，现有技术提供了一种设置有多个耦合单元的耦合器，通过该多个耦合单元分别从耦合器的主传输线上耦合射频信号，再将该多个耦合单元耦合到的射频信号合为一路并通过耦合端输出，可以实现对耦合端输出的射频信号的功率的调节，进而实现对耦合器的耦合度的调节。然而，现有的上述耦合器为了提高耦合端的回波损耗，需要将耦合单元设置在射频板材上，射频板材的成本较高，会增加耦合器的成本。而基于成本的考虑，上述耦合器若不使用射频板材则会降低耦合端的回波损耗。

实用新型内容

有鉴于此，本申请实施例提供了一种耦合器及其耦合电路、通信设备，以解决现有的耦合器在不使用射频板材时耦合端的回波损耗较小的技术问题。

第一方面，本申请实施例提供一种耦合器的耦合电路，设置于印刷电路板上，所述耦合电路包括功率分配单元和两个耦合单元；

所述耦合单元用于从所述耦合器的主传输线上耦合n个射频信号，并将所述n个射频信号合路为一路后输出；n为大于1的整数；

所述功率分配单元包括两个输入电路、第一隔离电阻及输出电路，所述第一隔离电阻的第一端和第二端分别通过第一传输线和第二传输线连接所述印刷电路板上的预设点，所述两个输入电路分别连接所述第一隔离电阻的第一端和第二端，所述两个输入电路各连接一个所述耦合单元的输出端，所述输出电路的第一端和第二端分别连接所述预设点和所述耦合器的耦合端；其中，所述第一传输线的长度和所述第二传输线的长度为所述射频信号的波长的四分之一；

所述输入电路用于接收来自所述耦合单元的射频信号并输出，所述两个输入电路输出的所述射频信号在所述预设点处被合路为第一合路信号，所述输出电路用于将所述第一合路信号传输至所述耦合端，所述第一隔离电阻用于隔离所述两个输入电路输出的所述射频信号。

可选的，所述输出电路包括第一调节单元、功率衰减单元及信号隔离单元；

所述第一调节单元的第一端连接所述预设点，所述第一调节单元用于调节所述功率分配单元的电长度；

所述功率衰减单元的第一端连接所述预设点，所述功率衰减单元用于对所述第一合路信号进行功率衰减，并输出功率衰减后的所述第一合路信号；

所述信号隔离单元的第一端连接所述功率衰减单元的第二端，所述信号隔离单元的第二端作为所述输出电路的第二端，所述信号隔离单元用于隔离所述第一合路信号中的直流信号，并输出所述第一合路信号至所述耦合端。

可选的，每个所述耦合单元包括n个信号耦合电路，所述信号耦合电路用于从所述耦合器的主传输线上耦合射频信号并输出，每个所述耦合单元中的n个信号耦合电路输出的射频信号经至少一级合路后得到一路合路后的射频信号，所述耦合单元用于将所述合路后的射频信号输出至与所述耦合单元连接的输入电路。

可选的，所述信号耦合电路包括耦合线、耦合度调节单元及隔离度调节单元；

所述耦合线的第一端连接所述耦合度调节单元的第一端，所述耦合度调节单元的第二端作为所述信号耦合电路的输出端，所述耦合线的第二端连接所述隔离度调节单元；所述耦合度调节单元用于调节所述信号耦合电路的耦合度，所述隔离度调节单元用于调节所述信号耦合电路的隔离度。

可选的，所述第一调节单元包括第一电感和第二电感，所述第一电感的第一端和所述第二电感的第一端共接并作为所述第一调节单元的第一端，所述第一电感的第二端和所述第二电感的第二端均接地。

可选的，所述功率衰减单元包括第三电阻、第四电阻及第五电阻，所述第三电阻的第一端和所述第五电阻的第一端共接并作为所述功率衰减单元的第一端，所述第三电阻的第二端和所述第四电阻的第一端共接并作为所述功率衰减单元的第二端，所述第五电阻的第二端和所述第四电阻的第二端均接地。

可选的，所述信号隔离单元包括第一电容，所述第一电容的第一端作为所述信号隔离单元的第一端，所述第一电容的第二端作为所述信号隔离单元的第二端。

可选的，所述输入电路包括第三电感、第四电感、第二电容及第三电容，一个所述输入电路中的所述第三电感的第一端、所述第四电感的第一端、所述第二电容的第一端及所述第三电容的第一端均连接所述第一隔离电阻的第一端，另一个所述输入电路中的的所述第三电感的第一端、所述第四电感的第一端、所述第二电容的第一端及所述第三电容的第一端均连接所述第一隔离电阻的第二端，所述两个输入电路中的所述第三电感的第二端、所述第四电感的第二端、所述第二电容的第二端及所述第三电容的第二端均接地。

第二方面，本申请实施例提供一种耦合器，包括输入端、直通端、耦合端、隔离端以及连接在所述输入端与所述直通端之间的主传输线；所述耦合器还包括如上述第一方面所述的耦合电路。

第三方面，本申请实施例提供一种通信设备，包括如上述第二方面所述的耦合器。

实施本申请实施例提供的耦合器及其耦合电路、通信设备具有以下有益效果：

本申请实施例提供的一种耦合器的耦合电路，包括功率分配单元和两个耦合单元，耦合单元用于从耦合器的主传输线上耦合n个射频信号，并将该n个射频信号合路为一路后输出；功率分配单元包括两个输入电路、第一隔离电阻和输出电路，第一隔离电阻的第一端和第二端分别通过第一传输线和第二传输线连接印刷电路板上的预设点，两个输入电路分别连接第一隔离电阻的第一端和第二端，两个输入电路各连接一个耦合单元的输出端；输入电路用于接收来自耦合单元的射频信号并输出，两个输入电路输出的射频信号在预设点处被合路为第一合路信号，输出电路用于将第一合路信号传输至耦合端。由于第一传输线的长度和第二传输线的长度均为射频信号的波长的四分之一，因此可以使耦合端处于阻抗匹配状态，提高了耦合端的回波损耗。此外，由于耦合电路设置于印刷电路板上，相对于现有技术使用射频板材而言，可以降低耦合器的成本。可见，本申请实施例提供的耦合电路既可以降低耦合器的成本，也可以提高耦合器的耦合端的回波损耗。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种耦合器的耦合电路的结构示意图；

图2为本申请另一实施例提供的一种耦合器的耦合电路的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的一种耦合器的耦合电路的电路原理示意图；

图4为本申请实施例提供的一种耦合器的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的一种通信设备的结构示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，本申请实施例的实施方式部分使用的术语仅用于对本申请的具体实施例进行解释，而非旨在限定本申请。在本申请实施例的描述中，除非另有说明，“/”表示或的意思，例如，A/B可以表示A或B；本文中的“和/或”仅仅是一种描述关联物的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，在本申请实施例的描述中，除非另有说明，“多个”是指两个或多于两个，“至少一个”、“一个或多个”是指一个、两个或两个以上。

以下，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。由此，限定有“第一”、“第二”特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

在本说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。

本申请实施例首先提供一种耦合器的耦合电路，该耦合电路可以设置于印刷电路板(printed circuit board，PCB)上。请参阅图1，为本申请实施例提供的一种耦合器的耦合电路的结构示意图。如图1所示，该耦合电路可以包括功率分配单元10和两个耦合单元(耦合单元1和耦合单元2)。

每个耦合单元用于从耦合器的主传输线上耦合n个射频信号，并将该n个射频信号合路为一路后输出；n为大于1的整数。

功率分配单元10可以包括两个输入电路(输入电路1和输入电路2)、第一隔离电阻R1及输出电路101，第一隔离电阻R1的第一端和第二端分别通过第一传输线102和第二传输线103连接印刷电路板上的预设点K，两个输入电路分别连接第一隔离电阻R1的第一端和第二端，两个输入电路各连接一个耦合单元的输出端，输出电路101的第一端和第二端分别与预设点K和耦合器的耦合端A连接。其中，第一传输线102的长度和第二传输线103的长度均为耦合单元耦合到的射频信号的波长的四分之一。

输入电路用于接收来自其连接的耦合单元的射频信号并输出，两个输入电路输出的射频信号在预设点K处被合路为第一合路信号，输出电路101用于将第一合路信号传输至耦合端A，第一隔离电阻R1用于隔离两个输入电路输出的射频信号，以避免两个输入电路输出的射频信号之间产生相互干扰。

在本申请的一个实施例中，第一传输线101在PCB上形成的形状与第二传输线102在PCB上形成的形状相同。其中，第一传输线101在PCB上形成的形状和第二传输线102在PCB上形成的形状可以根据实际需求设置，此处不对其做特别限定。此外，第一传输线101和第二传输线102可以以第一直线为对称轴对称设置在PCB上，两个输入电路可以以第一直线为对称轴对称设置在PCB上，两个耦合单元也可以以第一直线为对称轴对称设置在PCB上。其中，第一直线为第一隔离电阻R1的中点与预设点K的连接线所在的直线。

本实施通过对称设置，可以使两个输入电路传输的射频信号的相位保持一致，进而使耦合端的回波损耗更加稳定。

以上可以看出，本实施例提供的耦合器的耦合电路，由于第一传输线的长度和第二传输线的长度均为射频信号的波长的四分之一，因此可以使耦合端处于阻抗匹配状态，提高了耦合端的回波损耗。此外，由于耦合电路设置于印刷电路板上，相对于现有技术使用射频板材而言，可以降低耦合器的成本。

请参阅图2，为本申请另一实施例提供的一种耦合器的耦合电路的结构示意图。如图2所示，本实施例与上一实施例的区别在于，本实施例中，输出电路101包括第一调节单元1011、功率衰减单元1012及信号隔离单元1013。

其中，第一调节单元1011的第一端连接预设点K，第一调节单元1011用于调节功率分配单元的电长度，以实现对耦合器的耦合端的回波损耗的调节。

功率衰减单元1012的第一端连接预设点K，功率衰减单元1012用于对第一合路信号进行功率衰减，并输出功率衰减后的第一合路信号。

信号隔离单元1013的第一端连接功率衰减单元1012的第二端，信号隔离单元1013的第二端作为输出电路101的第二端，信号隔离单元1013用于隔离第一合路信号中的直流信号，并输出第一合路信号至耦合端A。

在本申请的又一个实施例中，每个耦合单元可以包括n个信号耦合电路，信号耦合电路用于从耦合器的主传输线上耦合射频信号并输出。每个耦合单元中的n个信号耦合电路输出的射频信号经至少一级合路后得到一路合路后的射频信号，耦合单元用于将合路后的射频信号输出至与耦合单元连接的输入电路。

需要说明的是，每个耦合单元中的n个信号耦合电路输出的射频信号的合路方式可以根据实际需求设置，此处不对其做特别限定，例如，至少一级合路中，每一级合路对应的合路方式均可以为两两进行合路或者两个以上进行合路，经过多级合路后最终得到一路合路后的射频信号。

在一种可能的实现方式中，每级合路得到的合路后的射频信号对应的至少两个合路前的射频信号之间可以通过第二隔离电阻R2进行隔离，以避免不同射频信号之间产生相互干扰。

在本申请的又一个实施例中，每个信号耦合电路均可以包括耦合线111、耦合度调节单元及隔离度调节单元。其中，耦合线111的第一端连接耦合度调节单元的第一端，耦合线111的第二端连接隔离度调节单元的第一端，耦合度调节单元的第二端作为信号耦合电路的输出端。耦合度调节单元用于调节信号耦合电路的耦合度，隔离度调节单元用于调节信号耦合电路的隔离度。

请参阅图3，为本申请实施例提供的一种耦合器的耦合电路的电路原理示意图。如图3所示，本实施例中，第一调节单元1011可以包括第一电感L1和第二电感L2。其中，第一电感L1的第一端和第二电感L2的第一端共接并作为第一调节单元1011的第一端，第一电感L1的第二端和第二电感L2的第二端均接地。本实施例通过第一电感L1和第二电感L2可以实现对功率分配单元10的电长度的调节，进而实现对耦合端的回波损耗的调节。

在本申请的又一个实施例中，功率衰减单元1012可以包括第三电阻R3、第四电阻R4及第五电阻R5。其中，第三电阻R3的第一端和第五电阻R5的第一端共接并作为功率衰减单元1012的第一端，第三电阻R3的第二端和第四电阻R4的第一端共接并作为功率衰减单元1012的第二端，第五电阻R5的第二端和第四电阻R4的第二端均接地。

本实施例中，第三电阻R3、第四电阻R4及第五电阻R5构成π型衰减电路，用于对第一合路信号的功率进行衰减。通过对第一合路信号的功率进行衰减，可以提高耦合端的回波损耗的稳定性。

在本申请的又一个实施例中，信号隔离单元1013可以包括第一电容C1。第一电容C1的第一端作为信号隔离单元的第一端，第一电容C1的第二端作为信号隔离单元的第二端。

在本申请的又一个实施例中，输入电路可以包括第三电感L3、第四电感L4、第二电容C2及第三电容C3。其中，一个输入电路(例如输入电路1)中的第三电感L3的第一端、第四电感L4的第一端、第二电容C2的第一端及第三电容C3的第一端均连接第一隔离电阻R1的第一端，另一个输入电路(例如输入电路2)中的第三电感L3的第一端、第四电感L4的第一端、第二电容C2的第一端及第三电容C3的第一端均连接第一隔离电阻R1的第二端，两个输入电路中的第三电感L3的第二端、第四电感L4的第二端、第二电容C2的第二端及第三电容C3的第二端均接地。

本实施例中，两个输入电路中的第三电感L3以第一直线为对称轴对称设置。两个输入电路中的第四电感L4以第一直线为对称轴对称设置，两个输入电路中的第二电容C2以第一直线为对称轴对称设置，两个输入电路中的第三电容C3以第一直线为对称轴对此设置。本实施例通过第二电容C2和第三电容C3可以调节功率分配单元10的电长度，以实现对耦合端的回波损耗的调节。通过第三电感L3和第四电感L4也可以实现对耦合端的回波损耗的调节。

在本申请的又一个实施例中，耦合度调节单元包括第一电位器RV1。第一电位器RV1的第一导通端作为耦合度调节单元的第一端，第一电位器RV1的第二导通端空接，第一电位器RV1的活动端作为耦合度调节单元的第二端。

本实施例中，通过调节第一电位器RV1的阻值可以实现对信号耦合电路所耦合到的射频信号的功率的调节，进而实现对耦合器的耦合度的调节。

在本申请的又一个实施例中，隔离度调节单元包括第二电位器RV2、第六电阻R6及第五电感L5，第五电感L5的第一端和第六电阻R6的第一端共接并作为隔离度调节单元的第一端，第六电阻R6的第二端连接第二电位器RV2的活动端，第二电位器RV2的第一导通端空接，第二电位器RV2的第一导通端和第五电感L5的第二端均接地。

本实施例中，第五电感L5可以增加信号耦合电路的隔离端的感性以使信号耦合电路与其传输的射频信号达到阻抗匹配的效果，第六电阻R6在增加信号耦合电路的隔离端的阻抗的同时可以减少第二电位器RV2产生的寄生电容，使得耦合端的阻抗匹配效果更佳。通过调节第二电位器RV2的阻值可以实现对信号耦合电路的隔离度的调节。

本申请实施例还提供一种耦合器。请参阅图4，为本申请实施例提供的一种耦合器的结构示意图。如图4所示，耦合器40可以包括输入端B、直通端C、耦合端A、隔离端(未图示)以及连接在输入端B与直通端C之间的主传输线41。本实施例中，耦合器40还包括图1至图3对应的各个实施例中的耦合电路。

其中，耦合电路中的各条耦合线均与主传输线41耦合设置。需要说明的是，关于耦合电路的说明具体可以参阅图1至图3以及图1至图3对应的实施例中的相关描述，此处不再进行赘述。

本申请实施例还提供一种通信设备。请参阅图5，为本申请实施例提供的一种通信设备的结构示意图。如图5所示，该通信设备50可以包括耦合器40。

其中，耦合器40可以为图4对应的实施例中的耦合器40，关于耦合器40的说明具体可以参阅图4以及图4对应的实施例中的描述，此处不再进行赘述。

在本申请的一个实施例中，通信设备50还可以包括信号发射电路51和天线52，耦合器40可以连接在信号发射电路51和天线52之间。

具体地，耦合器40的输入端可以与信号发射电路51的输出端连接，耦合器40的耦合端A可以与天线52连接。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种耦合器的耦合电路，其特征在于，设置于印刷电路板上，所述耦合电路包括功率分配单元和两个耦合单元；

所述耦合单元用于从所述耦合器的主传输线上耦合n个射频信号，并将所述n个射频信号合路为一路后输出；n为大于1的整数；

所述功率分配单元包括两个输入电路、第一隔离电阻及输出电路，所述第一隔离电阻的第一端和第二端分别通过第一传输线和第二传输线连接所述印刷电路板上的预设点，所述两个输入电路分别连接所述第一隔离电阻的第一端和第二端，所述两个输入电路各连接一个所述耦合单元的输出端，所述输出电路的第一端和第二端分别连接所述预设点和所述耦合器的耦合端；其中，所述第一传输线的长度和所述第二传输线的长度为所述射频信号的波长的四分之一；

所述输入电路用于接收来自所述耦合单元的射频信号并输出，所述两个输入电路输出的所述射频信号在所述预设点处被合路为第一合路信号，所述输出电路用于将所述第一合路信号传输至所述耦合端，所述第一隔离电阻用于隔离所述两个输入电路输出的所述射频信号。

2.根据权利要求1所述的耦合电路，其特征在于，所述输出电路包括第一调节单元、功率衰减单元及信号隔离单元；

所述第一调节单元的第一端连接所述预设点，所述第一调节单元用于调节所述功率分配单元的电长度；

所述功率衰减单元的第一端连接所述预设点，所述功率衰减单元用于对所述第一合路信号进行功率衰减，并输出功率衰减后的所述第一合路信号；

所述信号隔离单元的第一端连接所述功率衰减单元的第二端，所述信号隔离单元的第二端作为所述输出电路的第二端，所述信号隔离单元用于隔离所述第一合路信号中的直流信号，并输出所述第一合路信号至所述耦合端。

3.根据权利要求1所述的耦合电路，其特征在于，每个所述耦合单元包括n个信号耦合电路，所述信号耦合电路用于从所述耦合器的主传输线上耦合射频信号并输出，每个所述耦合单元中的n个信号耦合电路输出的射频信号经至少一级合路后得到一路合路后的射频信号，所述耦合单元用于将所述合路后的射频信号输出至与所述耦合单元连接的输入电路。

4.根据权利要求3所述的耦合电路，其特征在于，所述信号耦合电路包括耦合线、耦合度调节单元及隔离度调节单元；

所述耦合线的第一端连接所述耦合度调节单元的第一端，所述耦合度调节单元的第二端作为所述信号耦合电路的输出端，所述耦合线的第二端连接所述隔离度调节单元；所述耦合度调节单元用于调节所述信号耦合电路的耦合度，所述隔离度调节单元用于调节所述信号耦合电路的隔离度。

5.根据权利要求2所述的耦合电路，其特征在于，所述第一调节单元包括第一电感和第二电感，所述第一电感的第一端和所述第二电感的第一端共接并作为所述第一调节单元的第一端，所述第一电感的第二端和所述第二电感的第二端均接地。

6.根据权利要求2所述的耦合电路，其特征在于，所述功率衰减单元包括第三电阻、第四电阻及第五电阻，所述第三电阻的第一端和所述第五电阻的第一端共接并作为所述功率衰减单元的第一端，所述第三电阻的第二端和所述第四电阻的第一端共接并作为所述功率衰减单元的第二端，所述第五电阻的第二端和所述第四电阻的第二端均接地。

7.根据权利要求2所述的耦合电路，其特征在于，所述信号隔离单元包括第一电容，所述第一电容的第一端作为所述信号隔离单元的第一端，所述第一电容的第二端作为所述信号隔离单元的第二端。

8.根据权利要求1至7任意一项所述的耦合电路，其特征在于，所述输入电路包括第三电感、第四电感、第二电容及第三电容，一个所述输入电路中的所述第三电感的第一端、所述第四电感的第一端、所述第二电容的第一端及所述第三电容的第一端均连接所述第一隔离电阻的第一端，另一个所述输入电路中的所述第三电感的第一端、所述第四电感的第一端、所述第二电容的第一端及所述第三电容的第一端均连接所述第一隔离电阻的第二端，所述两个输入电路中的所述第三电感的第二端、所述第四电感的第二端、所述第二电容的第二端及所述第三电容的第二端均接地。

9.一种耦合器，包括输入端、直通端、耦合端、隔离端以及连接在所述输入端与所述直通端之间的主传输线；其特征在于，所述耦合器还包括如权利要求1至8任一项所述的耦合电路。

10.一种通信设备，其特征在于，包括如权利要求9所述的耦合器。

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