FR2923950A1 - Coupleur bidirectionnel integre. - Google Patents

Coupleur bidirectionnel integre. Download PDF

Info

Publication number
FR2923950A1
FR2923950A1 FR0759185A FR0759185A FR2923950A1 FR 2923950 A1 FR2923950 A1 FR 2923950A1 FR 0759185 A FR0759185 A FR 0759185A FR 0759185 A FR0759185 A FR 0759185A FR 2923950 A1 FR2923950 A1 FR 2923950A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
coupler
cpld
ports
port
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR0759185A
Other languages
English (en)
Other versions
FR2923950B1 (fr
Inventor
Francois Dupont
Hilal Ezzeddine
Sylvain Charley
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
STMicroelectronics Tours SAS
Original Assignee
STMicroelectronics Tours SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by STMicroelectronics Tours SAS filed Critical STMicroelectronics Tours SAS
Priority to FR0759185A priority Critical patent/FR2923950B1/fr
Priority to US12/273,122 priority patent/US8476987B2/en
Publication of FR2923950A1 publication Critical patent/FR2923950A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of FR2923950B1 publication Critical patent/FR2923950B1/fr
Priority to US13/907,455 priority patent/US8773217B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01PWAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P5/00Coupling devices of the waveguide type
    • H01P5/12Coupling devices having more than two ports
    • H01P5/16Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port
    • H01P5/18Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port consisting of two coupled guides, e.g. directional couplers
    • H01P5/184Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port consisting of two coupled guides, e.g. directional couplers the guides being strip lines or microstrips
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01PWAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P5/00Coupling devices of the waveguide type
    • H01P5/12Coupling devices having more than two ports
    • H01P5/16Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port
    • H01P5/18Conjugate devices, i.e. devices having at least one port decoupled from one other port consisting of two coupled guides, e.g. directional couplers

Landscapes

  • Transmitters (AREA)

Abstract

L'invention concerne un coupleur directif en lignes distribuées comportant: une première ligne conductrice (2) entre des premier et deuxième ports (IN, OUT) destinés à véhiculer un signal à transmettre ; et une deuxième ligne conductrice, couplée à la première, entre des troisième et quatrième ports (CPLD, ISO), la deuxième ligne étant interrompue approximativement en son milieu, les deux extrémités intermédiaires étant connectées à des atténuateurs (4').

Description

B8533 - 07-10-295-296 1 COUPLEUR BIDIRECTIONNEL INTÉGRÉ
Domaine de l'invention La présente invention concerne de façon générale l'industrie électronique et, plus particulièrement, les systèmes d'émission/réception radiofréquence. L'invention concerne plus précisément un coupleur bidirectionnel et ses applications. Exposé de l'art antérieur Un coupleur est généralement utilisé pour prélever une partie de la puissance présente sur une ligne de transmission, dite principale ou primaire, vers une autre ligne, dite couplée ou secondaire, située à proximité. Les coupleurs se répartissent en deux catégories selon qu'ils sont constitués de composants passifs discrets (on parle alors de coupleurs à éléments localisés) ou de lignes conductrices proches l'une de l'autre pour être couplées (on parle alors de coupleurs à lignes distribuées). L'invention concerne la deuxième catégorie de coupleurs. Dans de nombreuses applications, on a besoin de pré-lever une partie de la puissance transmise sur une ligne, par exemple, pour contrôler la puissance d'amplificateurs dans un circuit d'émission, pour contrôler la linéarité d'un amplificateur d'émission en fonction des pertes liées à la réflexion d'une antenne, pour adapter dynamiquement une antenne, etc.
B8533 - 07-10-295-296
2 Un coupleur se définit, entre autres, par sa directivité qui représente la différence en puissance (exprimée en dBm) entre les deux ports d'accès de sa ligne couplée ou secondaire.
En théorie, un coupleur idéal présente une directivité infinie, c'est-à-dire qu'aucune puissance n'est présente sur le port de sa ligne secondaire situé en regard du port de sortie de sa ligne principale quand un signal circule sur sa ligne principale du port d'entrée vers ce port de sortie. En pratique, un coupleur est dit directionnel quand sa directivité est suffisante (typiquement supérieure +20 dB) pour que les puissances récupérées sur les ports d'accès de sa ligne secondaire permettent de distinguer le sens de circulation de la puissance dans la ligne principale. Quand les deux ports du coupleur sont utilisés pour avoir simultanément l'information de puissance sur les deux ports de sa ligne secondaire, le coupleur est dit bidirectionnel. Si les deux ports de sa ligne secondaire et le port de sortie de sa ligne principale sont parfaitement adaptés, aucune réflexion parasite ne se produit. Une telle adaptation parfaite ne peut malheureusement pas être obtenue en pratique. En particulier, le port sur lequel est prélevée la partie de la puissance par couplage est rarement idéalement adapté. Il en découle que des réflexions parasites engendrent des erreurs sur les informations récupérées. Un défaut d'adaptation du port de la ligne secondaire du coupleur sur lequel est prélevée l'information peut avoir différente source. Le plus souvent, le coupleur est reporté sur un substrat isolant (par exemple de type circuit imprimé) pour être associé à d'autres circuits. Il n'est alors pas possible de garantir une parfaite adaptation (typiquement à 50 ohms) du port de mesure. Pour tenter de remédier à ce problème, on a déjà proposé d'équiper les extrémités de la ligne secondaire d'atténuateurs. Toutefois, à facteur de couplage constant, cela B8533 - 07-10-295-296
3 requiert d'accroître le couplage, donc la taille du coupleur, et augmente donc les pertes en transmissions. De plus, cela ne fait que décaler le problème des réflexions parasites qui apparais-sent alors pour des niveaux plus importants de désadaptation des ports de la ligne secondaire. Résumé de l'invention Ainsi, un objet d'un mode de réalisation de l'invention est de pallier tout ou partie des inconvénients des coupleurs usuels.
Un autre objet d'un mode de réalisation est d'améliorer la fiabilité des mesures du coupleur sur les ports de sa ligne secondaire. Un autre objet d'un mode de réalisation est de rendre la mesure insensible à une variation d'adaptation des circuits 15 connectés sur le port de mesure. Un autre objet d'un mode de réalisation est une solution permettant de diminuer de façon significative l'encombre-ment du coupleur. Un autre objet vise la réalisation d'un coupleur 20 double voies. Pour atteindre tout ou partie de ces objets ainsi que d'autres, il est prévu un coupleur directif en lignes distribuées comportant : une première ligne conductrice entre des premier et 25 deuxième ports destinés à véhiculer un signal à transmettre ; et une deuxième ligne conductrice, couplée à la première, entre des troisième et quatrième ports, la deuxième ligne étant interrompue approximativement en son milieu, les deux extrémités intermédiaires étant connectées 30 à des atténuateurs. Selon un mode de réalisation, les deux atténuateurs ont des valeurs d'au moins la moitié du coefficient de directivité du coupleur.
B8533 - 07-10-295-296
4 Il est également prévu un circuit de couplage directif comportant deux coupleurs interconnectés par deux séparateurs de puissance résistifs. Il est également prévu un circuit d'émission ou de 5 réception de signaux radiofréquence, comportant : au moins un amplificateur ; au moins un coupleur ; et au moins un circuit de mesure d'une information pré-levée sur un des ports de la deuxième ligne. 10 Brève description des dessins Ces objets, caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non-limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : 15 la figure 1 est un exemple d'architecture d'une voie d'émission radiofréquence du type à laquelle s'applique à titre d'exemple la présente invention ; la figure 2 représente un exemple de coupleur en lignes distribuées ; 20 les figures 3A, 3B et 3C sont des représentations schématiques du coupleur de la figure 2 illustrant trois situations de fonctionnement ; la figure 4 représente un autre exemple de coupleur en lignes distribuées ; 25 les figures 5A, 5B et 5C sont des représentations schématiques du coupleur de la figure 4 illustrant trois situations de fonctionnement ; la figure 6 représente un mode de réalisation d'un coupleur ; 30 les figures 7A, 7B et 7C sont des représentations schématiques du coupleur de la figure 6 illustrant trois situations de fonctionnement ; la figure 8 représente un exemple d'architecture d'une ligne d'émission double voies ; et B8533 -07-10-295-296
la figure 9 est une représentation schématique d'un mode de réalisation d'un coupleur double voies. Description détaillée De mêmes éléments ont été désignés par de mêmes 5 références aux différentes figures. De plus, par souci de clarté, seuls les éléments utiles à la compréhension de l'invention ont été représentés et seront décrits. En particulier, les différentes exploitations possibles du signal prélevé sur la ligne secondaire du coupleur n'ont pas été détaillées, l'inven- tion étant compatible avec toute utilisation usuelle. La figure 1 est un schéma bloc d'une ligne d'émission radiofréquence utilisant un coupleur 1 du type auquel s'applique à titre d'exemple la présente invention. Un circuit 11 (SEND) d'émission envoie un signal Tx à émettre à un amplificateur 12 (PA) dont la sortie est destinée à être reliée à une antenne 13. Une ligne principale d'un coupleur 1 est intercalée entre la sortie de l'amplificateur 12 et l'antenne 13. Un port d'accès IN, dit d'entrée, est côté amplificateur 12 tandis qu'un port d'accès OUT (parfois également désigné DIR), dit de sortie, est côté antenne. Une ligne couplée ou secondaire du coupleur prélève une partie de la puissance de la ligne principale. Un port CPLD du coupleur, correspondant à l'extrémité de la ligne secondaire côté port IN, fournit une information sur la mesure. Cette information dépend, entre autres, des pertes dues à la réflexion de l'antenne. S'agissant d'un coupleur directif, l'extrémité ISO de la ligne secondaire, côté port OUT, n'est pas utilisée. Elle est chargée par l'impédance de référence du circuit (typiquement 50 ohms). Dans l'exemple de la figure 1, la mesure sert à adapter le gain de l'amplificateur au moyen d'un circuit 14 (CTRL) recevant l'information prélevée sur le port CPLD et commandant le gain de l'amplificateur 12. La mesure des pertes en réflexion de l'antenne peut également permettre une adaptation dynamique de l'antenne si celle-ci possède cette fonctionnalité.
B8533 - 07-10-295-296
6 Le cas échéant, un séparateur de voies 16 (SPLIT) est intercalé entre le coupleur 1 et l'antenne 13. Un tel séparateur sert à séparer l'émission de la réception (flux Rx en figure 1) qui est traitée par une ligne de réception radiofréquence non représentée. La figure 2 est une vue schématique d'un coupleur en lignes distribuées. Une ligne principale 2 du coupleur 1 est destinée à être intercalée sur la ligne de transmission et comporte deux ports ou bornes IN et OUT respectivement d'entrée et de sortie. Une ligne secondaire 3 comporte deux ports ou bornes respectivement CPLD et ISO et est destinée à véhiculer l'information proportionnelle à la puissance transmise dans la ligne 2. Les lignes 2 et 3 sont en pratique formées de pistes conductrices portées par un substrat isolant. Les longueurs des lignes dépendent de la fréquence de fonctionnement souhaitée. Leur largeur dépend de la directivité et de l'impédance caractéristique recherchées. Le coupleur de la figure 2 est directif, les signaux présents sur les ports CPLD et ISO ne présentant pas les mêmes niveaux. Un tel coupleur est toutefois symétrique ce qui le rend bidirectionnel, c'est-à-dire que, de la même manière qu'un signal appliqué sur la borne IN est couplé sur la borne CPLD, un signal appliqué sur la borne OUT est couplé au niveau de la borne ISO. Par conséquent, une réflexion de l'antenne se retrouve sur le port ISO du coupleur. Dans un coupleur directif et symétrique tel qu'illustré par la figure 2, les rôles des bornes sont définis par les connexions du coupleur aux autres éléments. Les principaux paramètres d'un coupleur sont : les pertes d'insertion qui représentent la perte de transmission entre les deux ports d'accès de la ligne principale (les pertes d'insertion se définissent alors que les deux autres ports du coupleur sont chargés par une impédance de 50 ohms) ; le couplage qui représente la perte de transmission 35 entre les ports IN et CPLD (le couplage se définit alors que les B8533 -07-10-295-296
7 deux autres ports OUT et ISO sont chargés par une impédance de 50 ohms) ; l'isolation qui représente la perte de transmission entre les ports IN et ISO (l'isolation se définit alors que les deux autres ports OUT et CPLD sont chargés par une impédance de 50 ohms) ; et la directivité qui représente la différence de pertes en transmission entre les ports ISO et CPLD, depuis le port IN. Les figures 3A, 3B et 3C illustrent le fonctionnement du coupleur de la figure 2 dans trois exemples de situations. Comme indiqué précédemment, un coupleur n'est jamais parfait. On considère qu'il présente une bonne directivité si elle est d'au moins 20 dB. Avec un couplage de -30 dB (ce qui correspond à prélever 1/1000 de la puissance transmise), l'iso- lation est de l'ordre de -50 dB, ce qui est acceptable. Idéalement, l'antenne absorbe tout le signal sans produire de réflexion. Toutefois, l'antenne présente un coefficient de réflexion non nul. Il en découle des pertes en réflexion (return loss) qui attaquent le port OUT. La mesure de ces pertes est utile. Cette mesure exploite le couplage entre les bornes OUT et ISO. Mais, des pertes en réflexion se produisent également sur le port CPLD dans la mesure où l'adaptation d'impédance de ce port n'est en pratique pas parfaite. Ces réflexions parasites peuvent fausser les mesures des pertes en réflexion de l'antenne (plus généralement, de la charge du coupleur). L'exemple de la figure 3A illustre un cas théorique de fonctionnement du coupleur où les ports IN, CPLD et ISO sont parfaitement adaptés (tous chargés à 50 ohms), de sorte qu'aucune réflexion ne se produit sur la borne CPLD. Dans les exemples qui suivent, on suppose une directivité de 30 dB. Les données de fonctionnement en réflexion sont illustrées entre parenthèses aux figures. En supposant l'entrée IN attaquée par un signal, par 35 exemple à 0 dBm, l'information reçue sur la borne CPLD présente B8533 - 07-10-295-296
8 un niveau de -30 dBm en raison du coefficient de couplage à 30 dB. En supposant que l'antenne présente des pertes en réflexion de 30 dB, elle retourne un signal à -30 dBm sur la borne OUT. Comme le coupleur est symétrique, un signal entrant sur la borne OUT est couplé sur la borne ISO avec un couplage à -30 dB (pointillés en figure 3A). Il en découle que le signal réfléchi présente un niveau de -60 dBm sur la borne ISO. Si le signal réfléchi est en phase avec le signal d'isolation (qui est également à un niveau de -60 dBm), la résultante présente un niveau de -54 dBm par rapport aux -60 dBm attendus si le cou-pleur avait été idéal (le signal mesuré par le circuit connecté à la borne CPLD est en fait la différence entre les niveaux vus par les bornes CPLD et ISO) . Par contre, si ces signaux sont en opposition de phase, le niveau de leur résultante (-0.0 dBm) n'est plus détectable et l'erreur sur la mesure du coefficient de pertes en réflexion (return loss - RL) présenté à l'antenne devient infinie. Le signal exploité sur la borne CPLD indique donc un niveau correspondant à une absence de perte en réflexion alors qu'il en existe.
Le fonctionnement ci-dessus montre que la limite de fonctionnement du coupleur est liée à sa directivité. Si les pertes en réflexion correspondent à une atténuation supérieure à la directivité (signal réfléchi plus atténué que le coefficient de directivité), on ne peut plus les détecter.
La figure 3B illustre un autre cas théorique où l'antenne est parfaite, mais où la charge connectée au port CPLD n'est pas parfaitement adaptée, c'est-à-dire est différente de 50 ohms. On suppose le cas d'un port CPLD engendrant une réflexion de -30 dB. Dans ce cas, le port ISO voit non seulement un signal à -60 dBm par l'isolation (couplage + directivité), mais également un signal à -60 dBm provenant de la conduction sur la ligne secondaire de la réflexion sur la borne CPLD. Là encore, ces pertes peuvent rendre infiniment basse la résultante sur le port ISO. La limite est également à -30 dB de pertes en réflexion. Cela signifie que si le port CPLD présente un défaut B8533 - 07-10-295-296
9 d'adaptation tel qu'il engendre une réflexion d'un niveau supérieur à -30 dB, les résultats sont significativement faussés. Or, garantir des pertes inférieures à -30 dB est difficilement réalisable en raison des circuits connectés sur le port CPLD.
La figure 3C illustre un cas réel où la charge connectée à la borne CPLD et l'antenne engendrent des pertes en réflexion (par exemple, de -20 dB). Le signal réfléchi par l'antenne se retrouve sur la borne ISO avec une amplitude de -50 dBm, de même que le signal réfléchi par la borne couplée. Il en découle encore un risque de ne pas détecter le niveau des pertes en réflexion selon la phase des signaux. De plus, il suffit que les pertes en réflexion soient identiques sur l'antenne et sur le port CPLD pour que le problème survienne. Par conséquent, le seuil de détection devient incontrôlable.
La figure 4 représente un coupleur 1 dont les ports CPLD et ISO sont chargés par des atténuateurs 4. Dans l'exemple, on suppose des atténuateurs formés de trois résistances R couplées en pi. Une première résistance R est intercalée en série à chaque extrémité de la ligne tandis que les deux autres résistances connectent les deux extrémités de la première résistance à la masse. Les figures 5A, 5B et 5C illustrent les mêmes cas qu'aux figures 3A, 3B et 3C pour le coupleur de la figure 4. On suppose que les atténuateurs sont de 5 dB. La présence de l'atténuateur côté borne couplée CPLD nécessite d'augmenter le couplage, c'est-à-dire que l'atténuation entre les bornes CPLD et IN n'est plus que de 25 dB. De même, avec une directivité de 30 dB, l'isolation entre les bornes IN et ISO devient de -55 dB. En figure 5A, on suppose une adaptation parfaite côté port CPLD et une antenne ayant des pertes en réflexion à -30 dB. La présence des atténuateurs ne change rien par rapport au cas de la figure 3A, c'est-à-dire que le coupleur ne fonctionne que si les pertes en réflexion sont inférieures à la directivité. En figure 5B, on suppose que le port CPLD apporte une réflexion atténuée de 20 dB par rapport au signal reçu et que B8533 - 07-10-295-296
10 l'antenne est parfaite. Pour un signal entrant (borne IN) à 0 dBm, le port CPLD reçoit, en réflexion, un signal à -50 dBm. Ce signal retraverse l'atténuateur de la borne CPLD et se retrouve, une fois atténué par celui de la borne ISO, au même niveau (-60 dBm) que celui provenant de la borne IN qui a été atténué de 55 dB par l'isolation, puis de 5 dB par l'atténuateur de la borne ISO. Un problème est donc susceptible de se produire selon la phase de signaux. Pour ce type de pertes, la limite de fonctionnement reste liée à la directivité (-30 dB) diminuée du double de la valeur des atténuateurs, soit -20 dB. La présence des atténuateurs améliore donc le coupleur. Toutefois, le seuil reste fonction des pertes en réflexion côté port CPLD. Par conséquent, on ne peut pas trop augmenter les atténuateurs sans dégrader les autres paramètres.
Le cas de la figure 5C est à rapprocher de celui de la figure 3C. On suppose des pertes en réflexion par l'antenne de 20 dB et par le port CPLD de 10 dB. Un signal à 0 dBm sur la borne IN se retrouve à -30 dBm au niveau du port CPLD (couplage de -25 dB et atténuation de 5 dB). Le signal réfléchi à -40 dBm est de nouveau atténué de 5 dB et arrive sur le port ISO où il est encore atténué de 5 dB. Le niveau final est donc de -50 dBm. Le même signal réfléchi par l'antenne à -20 dB est couplé sur la borne ISO avec un coefficient de -25 dB et atténué par l'atténuateur de 5 dB. Il se retrouve donc également avec un niveau de -50 dBm. La possibilité de détecter les pertes en réflexion dépend donc encore de la phase du signal. Pour l'antenne, la limite de fonctionnement (ici -20 dB) correspond à un coefficient de réflexion inférieur à la directivité (ici - 30 dB) minorée de la différence (ici -10 dB) entre les pertes en réflexion de l'antenne (ici -20 dB) et du port CPLD (ici - 10 dB). Pour le port CPLD, la limite (ici -10 dB) correspond à la celle de l'antenne diminuée du double de la valeur des atténuateurs. Par rapport au cas de la figure 3, on peut donc détecter des pertes côté antenne même si elles sont de niveau B8533 -07-10-295-296
11 supérieur (moins atténué) que la directivité et même si le port CPLD est moins bien adapté. Toutefois, les possibilités de détection des pertes en réflexions dépendent de la valeur même de ces pertes en réflexion. En outre, la présence des atténuateurs sur les ports CPLD et ISO augmente le couplage, donc les pertes d'insertion. La figure 6 représente un mode de réalisation d'un coupleur. Cette vue est à rapprocher de celle des figures 2 et 4. On retrouve la ligne principale 2 entre des ports d'accès IN et OUT. Toutefois, la ligne secondaire, ou couplée, est divisée en deux tronçons 31 et 32 de préférence symétriques, c'est-à-dire de même longueur. Les extrémités respectives externes des tronçons 31 et 32 sont reliées aux bornes CPLD et ISO. Leurs extrémités respectives internes sont connectées à des atténuateurs 4'. Les atténuateurs 4' sont, de préférence, choisis pour fournir une atténuation au moins égale à la moitié de la directivité du coupleur. En reprenant l'exemple d'un coupleur à 30 dB, cela signifie que les atténuateurs 4' sont chacun d'au moins 15 dB. La séparation en deux de la ligne couplée et la présence d'atténuateurs sur les extrémités internes des tronçons 31 et 32 a plusieurs avantages : chacun des tronçons est ajustable indépendamment de l'autre ; et la qualité du coupleur repose sur les atténuateurs 4' et non plus sur les charges présentées sur les ports CPLD et ISO. Les figures 7A, 7B et 7C sont des vues à rapprocher de celles des figures 3 et 5 et illustrent le fonctionnement du coupleur de la figure 6 dans le cas d'un couplage de -30 dB et d'une directivité de 30 dB. La figure 7A illustre la limite de fonctionnement 35 théorique du point de vue des pertes en réflexion côté borne 30 B8533 - 07-10-295-296
12 OUT. Cette limite n'est pas modifiée, c'est-à-dire qu'elle reste pour des pertes en réflexion inférieures à la directivité. La figure 7B illustre le cas théorique d'une antenne parfaite avec des pertes en réflexion de -20 dB côté borne CPLD.
Un signal à 0 dBm sur la borne IN est couplé sur la borne CPLD et arrive avec un niveau de -30 dBm. Le signal réfléchi a un niveau de -50 dBm. Ce signal n'arrive cependant pas sur la borne ISO par la ligne secondaire (atténuation infinie (-0.0 dBm)). Le signal à 0 dBm directement couplé sur la borne ISO est atténué de 60 dB (couplage + directivité). Par conséquent, le problème des figures 3B et 4B ne peut pas se produire ici. La figure 7C illustre un exemple de cas réel de pertes en réflexion de - 20 dB sur l'antenne et sur le port CPLD. Un signal à 0 dBm sur l'entrée IN est réfléchi par l'antenne et se retrouve couplé sur la borne ISO où il arrive avec un niveau de - 50 dBm. Le signal d'entrée à 0 dBm arrive par l'isolation à - 60 dBm sur le port ISO. Le même signal à 0 dBm arrive à -30 dBm sur le port CPLD où il est réfléchi. Le signal réfléchi à - 50 dBm n'arrive sur la borne ISO qu'avec une atténuation très élevée. Le niveau de -50 dBm n'est plus masqué par d'autres signaux moins atténués et devient donc détectable en utilisant deux détecteurs. Le risque présenté en relation avec les figures 3C et 4C n'existe plus. Un avantage du coupleur de la figure 6 est donc que sa limite de fonctionnement n'est plus liée à la charge sur la borne CPLD, donc à l'adaptation des circuits de mesure. De plus, on peut considérer qu'elle n'est plus liée à l'antenne autrement qu'avec la limite de la directivité. La figure 8 est un schéma-blocs d'une chaîne d'émis- Sion à deux voies. Deux amplificateurs 12 et 12' reçoivent des signaux Tx et Tx' à transmettre et se partagent un même coupleur 20 qu'ils attaquent respectivement sur deux bornes d'entrée IN1 et IN2. Les sorties OUT1 et OUT2 des lignes principales du cou- pleur sont connectées à deux antennes 13 et 13', le cas échéant par l'intermédiaire de séparateurs permettant de distinguer les B8533 -07-10-295-296
13 flux d'émission des flux de réception Rx1 et Rx2. Le coupleur 20 ne possède qu'une ligne secondaire dont la borne CLPD est envoyée sur un circuit d'interprétation. Dans l'exemple représenté, on suppose qu'il s'agit d'un circuit 14' de contrôle de gain des amplificateurs 12 et 12', mais il pourra également s'agir de circuit d'adaptation des antennes. Le circuit 14' possède deux sorties à destination des amplificateurs respectifs 12 et 12'. Les commutations entre les deux voies sont usuelles. La figure 9 illustre un mode de réalisation d'un coupleur en lignes distribuées. Le coupleur est, par exemple, formé de deux coupleurs, dits de Lange, interconnectés par deux séparateurs de puissance résistifs 21 et 22. D'autres types de coupleurs pourront être utilisés. Les séparateurs sont en T, c'est-à-dire que les accès internes CPL1 et CPL2 sont inter-connectés par deux résistances R' en série dont le point milieu est relié, par une troisième résistance R', à la borne CPLD. La même structure est prévue côté borne ISO entre les accès ISO1 et ISO2. La longueur de chaque coupleur de Lange dépend de la bande de fréquences de la voie concernée. Les résistances R1 sont choisies pour avoir des valeurs identiques correspondant au 1/3 de l'adaptation d'impédance du circuit (typiquement 1/3 de 50 ohms, soit 16,67 ohms. La directivité intrinsèque de chaque coupleur n'est 25 pas impactée par l'autre coupleur grâce à l'utilisation des séparateurs. Le diviseur de puissance formé par les montages résistifs permet une bonne adaptation entre les deux coupleurs. Chaque coupleur de la figure 9 peut avoir sa ligne 30 secondaire coupée en deux, conformément au mode de réalisation de la figure 6. Pour obtenir un fonctionnement symétrique, la coupure est, de préférence, faite au milieu de chaque ligne secondaire. Des modes de réalisation particuliers de la présente 35 invention ont été décrits. Diverses variantes et modifications B8533 -07-10-295-296
14 apparaîtront à l'homme de l'art. En particulier, les dimensions des lignes en fonctions des bandes de fréquences souhaitées pour les coupleurs sont déterminables par l'homme du métier en utilisant les méthodes habituelles.

Claims (4)

REVENDICATIONS
1. Coupleur directif en lignes distribuées comportant : une première ligne conductrice (2) entre des premier et deuxième ports (IN, OUT) destinés à véhiculer un signal à transmettre ; et une deuxième ligne conductrice, couplée à la première, entre des troisième et quatrième ports (CPLD, ISO), caractérisé en ce que la deuxième ligne est interrompue approximativement en son milieu, les deux extrémités intermédiaires étant connectées à des atténuateurs (4').
2. Coupleur selon la revendication 1, dans lequel les deux atténuateurs (4') ont des valeurs d'au moins la moitié du coefficient de directivité du coupleur.
3. Circuit de couplage directif comportant deux cou-pleurs conformes à la revendication 1 ou 2 interconnectés par 15 deux séparateurs de puissance résistifs.
4. Circuit d'émission ou de réception de signaux radiofréquence, comportant : au moins un amplificateur ; au moins un coupleur conforme à l'une quelconque des 20 revendications 1 à 3 ; et au moins un circuit de mesure d'une information pré-levée sur un des ports de la deuxième ligne.
FR0759185A 2007-11-20 2007-11-20 Coupleur bidirectionnel integre. Expired - Fee Related FR2923950B1 (fr)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0759185A FR2923950B1 (fr) 2007-11-20 2007-11-20 Coupleur bidirectionnel integre.
US12/273,122 US8476987B2 (en) 2007-11-20 2008-11-18 Integrated bidirectional coupler
US13/907,455 US8773217B2 (en) 2007-11-20 2013-05-31 Integrated bidirectional coupler

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0759185A FR2923950B1 (fr) 2007-11-20 2007-11-20 Coupleur bidirectionnel integre.

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR2923950A1 true FR2923950A1 (fr) 2009-05-22
FR2923950B1 FR2923950B1 (fr) 2010-03-12

Family

ID=39590230

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR0759185A Expired - Fee Related FR2923950B1 (fr) 2007-11-20 2007-11-20 Coupleur bidirectionnel integre.

Country Status (2)

Country Link
US (2) US8476987B2 (fr)
FR (1) FR2923950B1 (fr)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011036423A1 (fr) 2009-09-28 2011-03-31 Stmicroelectronics (Tours) Sas Amelioration de la selectivite d'un coupleur bi-bande
EP2432129A1 (fr) 2010-09-17 2012-03-21 STMicroelectronics (Tours) SAS Architecture de couplage multi-bande
FR2979042A1 (fr) * 2011-08-11 2013-02-15 St Microelectronics Tours Sas Coupleur differentiel
WO2016176516A1 (fr) * 2015-04-28 2016-11-03 Bird Technologies Group, Inc Capteur de puissance directionnel à ligne traversante comportant un coupleur à microruban

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2923950B1 (fr) * 2007-11-20 2010-03-12 St Microelectronics Tours Sas Coupleur bidirectionnel integre.
FR2933540B1 (fr) * 2008-07-01 2011-12-02 St Microelectronics Tours Sas Coupleur directif integre
FR2947400B1 (fr) * 2009-06-26 2011-06-03 St Microelectronics Tours Sas Circuit de couplage multibandes
JP5477469B2 (ja) * 2010-07-06 2014-04-23 株式会社村田製作所 電子部品
DE102010055671B4 (de) 2010-12-22 2015-05-21 Epcos Ag Richtkoppler
WO2013129447A1 (fr) * 2012-03-02 2013-09-06 株式会社村田製作所 Coupleur directionnel
US9319006B2 (en) * 2013-10-01 2016-04-19 Infineon Technologies Ag System and method for a radio frequency coupler
US9322858B2 (en) 2014-02-04 2016-04-26 Infineon Technologies Austria Ag System and method for a phase detector
US9570793B2 (en) * 2014-04-15 2017-02-14 Gatesair, Inc. Directional coupler system
JP6760315B2 (ja) * 2017-06-01 2020-09-23 株式会社村田製作所 双方向性結合器、モニタ回路、およびフロントエンド回路
CN109982339B (zh) * 2017-12-28 2022-02-25 中国电信股份有限公司 室内分布系统
US11621470B2 (en) * 2021-02-02 2023-04-04 Samsung Electronics Co., Ltd Compact high-directivity directional coupler structure using interdigitated coupled lines
TWI802086B (zh) * 2021-11-17 2023-05-11 啟碁科技股份有限公司 通訊裝置與射頻構件

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4754241A (en) * 1986-05-23 1988-06-28 Georg Spinner 3dB directional coupler
WO1991004588A1 (fr) * 1989-09-14 1991-04-04 Astec International Limited Coupleur hf ameliore
US5363071A (en) * 1993-05-04 1994-11-08 Motorola, Inc. Apparatus and method for varying the coupling of a radio frequency signal
JP2000022411A (ja) * 1998-07-06 2000-01-21 Murata Mfg Co Ltd 方向性結合器、方向性結合器装置、可変減衰器及び送受信装置
WO2002052675A1 (fr) * 2000-12-22 2002-07-04 Allgon Ab Circuit a microruban hybride a quatre ports de type lange
US20060119452A1 (en) * 2004-12-08 2006-06-08 Kevin Kim Apparatuses for coupling radio frequency signal power

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5138325A (en) * 1983-04-01 1992-08-11 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Shipboard sensor exerciser apparatus
CN1237725C (zh) * 2000-03-15 2006-01-18 日立金属株式会社 高频复合部件和使用该部件的无线通信装置
US6803818B2 (en) * 2002-11-26 2004-10-12 Agere Systems Inc. Method and apparatus for improved output power level control in an amplifier circuit
FR2923950B1 (fr) * 2007-11-20 2010-03-12 St Microelectronics Tours Sas Coupleur bidirectionnel integre.
US7961064B2 (en) * 2009-01-30 2011-06-14 Tdk Corporation Directional coupler including impedance matching and impedance transforming attenuator
FR2947400B1 (fr) * 2009-06-26 2011-06-03 St Microelectronics Tours Sas Circuit de couplage multibandes
JP5482901B2 (ja) * 2010-08-03 2014-05-07 株式会社村田製作所 方向性結合器
FR2964810B1 (fr) * 2010-09-10 2012-09-21 St Microelectronics Tours Sas Coupleur en boitier

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4754241A (en) * 1986-05-23 1988-06-28 Georg Spinner 3dB directional coupler
WO1991004588A1 (fr) * 1989-09-14 1991-04-04 Astec International Limited Coupleur hf ameliore
US5363071A (en) * 1993-05-04 1994-11-08 Motorola, Inc. Apparatus and method for varying the coupling of a radio frequency signal
JP2000022411A (ja) * 1998-07-06 2000-01-21 Murata Mfg Co Ltd 方向性結合器、方向性結合器装置、可変減衰器及び送受信装置
WO2002052675A1 (fr) * 2000-12-22 2002-07-04 Allgon Ab Circuit a microruban hybride a quatre ports de type lange
US20060119452A1 (en) * 2004-12-08 2006-06-08 Kevin Kim Apparatuses for coupling radio frequency signal power

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011036423A1 (fr) 2009-09-28 2011-03-31 Stmicroelectronics (Tours) Sas Amelioration de la selectivite d'un coupleur bi-bande
EP2432129A1 (fr) 2010-09-17 2012-03-21 STMicroelectronics (Tours) SAS Architecture de couplage multi-bande
FR2979042A1 (fr) * 2011-08-11 2013-02-15 St Microelectronics Tours Sas Coupleur differentiel
WO2016176516A1 (fr) * 2015-04-28 2016-11-03 Bird Technologies Group, Inc Capteur de puissance directionnel à ligne traversante comportant un coupleur à microruban
US10775419B2 (en) 2015-04-28 2020-09-15 Bird Technologies Group Inc. Thru-line directional power sensor having microstrip coupler
US11415605B2 (en) 2015-04-28 2022-08-16 Bird Technologies Group, Inc. Thru-line directional power sensor having microstrip coupler

Also Published As

Publication number Publication date
US20130257559A1 (en) 2013-10-03
US8773217B2 (en) 2014-07-08
US8476987B2 (en) 2013-07-02
FR2923950B1 (fr) 2010-03-12
US20090128255A1 (en) 2009-05-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FR2923950A1 (fr) Coupleur bidirectionnel integre.
EP2483965B1 (fr) Amelioration de la selectivite d'un coupleur bi-bande
EP1863116B1 (fr) Coupleur directif large bande
EP2267910A2 (fr) Circuit de couplage multibandes
US9385411B2 (en) Directional coupler
EP1427053B1 (fr) Coupleur directif
FR2933540A1 (fr) Coupleur directif integre
FR2979042A1 (fr) Coupleur differentiel
FR2877163A1 (fr) Reglage du rapport d'impedances d'un balun
FR2934421A1 (fr) Detection de valeur d'une impedance d'un systeme radiofrequence
FR2970817A1 (fr) Separateur radiofrequence
EP2432129B1 (fr) Architecture de couplage multi-bande
EP1367714A1 (fr) Coupleur haute frequence
FR3004007A1 (fr) Coupleur large bande
EP3619815B1 (fr) Procédé de contrôle de l'adaptation d'une antenne à un chemin de transmission, et dispositif correspondant
WO2004053517A1 (fr) Procede de calibration d’une source hyperfrequence
EP2337220A1 (fr) Evaluation d'une impédance de charge en sortie d'un coupleur directif
FR3115429A1 (fr) Module pour l’émission/réception de signaux, en particulier des signaux radiofréquence, et appareil de communication correspondant
FR2607639A1 (fr) Rejecteur de bande a grande selectivite, et utilisation d'un tel rejecteur
EP2457326B1 (fr) Structure hyperfréquences de commutation à amplificateur distribué avec entrée d'injection de signal de test
EP2147478A1 (fr) Coupleur de signaux hyperfrequences en technologie microruban
EP1431772A1 (fr) Limiteur de puissance pour radar
FR2547679A1 (fr) Coupleur de trois voies electriques, a large bande, pour radiofrequences

Legal Events

Date Code Title Description
ST Notification of lapse

Effective date: 20150731