TWI676352B - 功率組合器/分離器及其操作方法 - Google Patents

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TWI676352B TW107140439A TW107140439A TWI676352B TW I676352 B TWI676352 B TW I676352B TW 107140439 A TW107140439 A TW 107140439A TW 107140439 A TW107140439 A TW 107140439A TW I676352 B TWI676352 B TW I676352B
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Abstract

提供一種功率組合器/分離器，該功率組合器/分離器包括：公共埠，複數個輸入/輸出埠，第一四分之一波長元件，第一開關，第二四分之一波長元件和第二開關。其中，該複數個輸入/輸出埠包括包括第一輸入/輸出埠和第二輸入/輸出埠，該第一四分之一波長元件耦接在所述公共埠和所述第一輸入/輸出埠之間，該第一開關耦接在所述第一輸入/輸出埠和參考電壓節點之間，該第二四分之一波長元件耦接在所述公共埠和所述第二輸入/輸出埠之間，該第二開關耦接在所述第二輸入/輸出埠和所述參考電壓節點之間。

Description

功率組合器/分離器及其操作方法
本發明總體涉及功率組合器和分離器裝置及操作功率組合器和分離器裝置的方法。特別的，本發明關於射頻（radio frequency，RF）或者微波（例如毫米波（Millimeter Wave，mmW））的功率組合器和分離器電路。
功率組合器（combiner）通常用於在複數個輸入埠處接收電信號並在公共埠處生成組合信號。功率分離器（splitter），也稱為分配器（divider），通常用於在公共埠處接收電信號並在複數個輸出埠處產生複數個信號。功率組合器和分離器是通常用作處理射頻（RF）信號的元件。組合器/分離器可以具有一個公共埠以及複數個輸入/輸出埠，該公共埠用作分離器的輸入和組合器的輸出，該複數個輸入/輸出埠用作分離器的輸出和組合器的輸入。
一種已知的功率組合器/分離器結構是威爾金森Wilkinson功率組合器/分離器。第1A圖是雙向Wilkinson功率組合器/分離器100的示意圖。第1B圖示出了雙向Wilkinson功率組合器/分離器100相應的s參數矩陣。組合器/分離器具有公共埠P1，兩個輸入/輸出埠P2和P3，以及耦接在P1與P2之間和P1與P3之間的四分之一波長元件102。輸入/輸出埠P2和P3與具有阻抗值2Z0 的電阻器104耦接。作為組合器，組合器/分離器100將在輸入埠P2，P3處施加的相等相位信號組合成公共埠P1處的一個信號。作為分離器，組合器/分離器100將公共埠P1處的輸入信號分成在輸出埠P2，P3處的兩個功率和相位都相等的信號。四分之一波長（λ/ 4）元件102也可以稱為90°相移元件，並且被配置為在發送的射頻信號中引起90°相移。四分之一波長元件102可以是具有特徵阻抗和長度λ/ 4的傳輸線，其中λ是在電路中傳播的電磁波的波長，Z0 是連接到P1，P2和P3的RF系統的特徵阻抗，N是輸入/輸出埠的數量。或者使用集總（lumped）LC電路，該LC電路等效於具有特徵阻抗Z0 和長度λ/ 4的傳輸線。
Wilkinson組合器/分離器的一個優點是所有埠都是阻抗匹配的，並且由於電阻器104輸入/輸出埠P2與輸入/輸出埠P3之間相互隔離。在理想的Wilkinson組合器/分離器中，沒有反射引起的功率損失，並且在P2和P3之間的電阻器104中沒有功率損失。
第2A圖是廣義N路Wilkinson功率組合器/分離器200的示意圖，而第2B圖示出了Wilkinson功率組合器/分離器200相應的s參數矩陣。 N個輸入/輸出埠P2和P3各自通過四分之一波長元件102與公共埠P1耦接。每個輸入/輸出埠還經由具有阻抗值Z0 的電阻器204耦接到其餘輸入/輸出埠中的每一個，其中在一對輸入/輸出埠之間串聯連接有兩個電阻器204。功率組合器/分離器200與雙向功率組合器/分離器100類似地工作，並且具有匹配所有埠和N個輸入/輸出埠P2 ，P3 ，...，PN + 1 之間的完全隔離的優點。因此，對於理想情況，沒有反射引起的功率損耗，並且在電阻器204中沒有功率損耗。
根據一些實施例，提供了一種功率組合器/分離器。 功率合成器/分配器包括公共埠，複數個輸入/輸出埠，第一四分之一波長元件，第一開關，第二四分之一波長元件和第二開關; 該複數個輸入/輸出埠包括第一輸入/輸出埠和第二輸入/輸出埠; 該第一四分之一波長元件耦接在公共埠和第一輸入/輸出埠之間; 該第一開關耦接在第一輸入/輸出埠和參考電壓節點之間; 該第二四分之一波長元件耦接在公共埠和第二輸入/輸出埠之間; 該第二開關耦接在第二輸入/輸出埠和參考電壓節點之間。
本發明實施例提供一種功率組合器/分離器的操作方法，該功率組合器/分離器包括：公共埠，多個輸入/輸出埠，第一開關，第二開關，第一四分之一波長元件和第二四分之一波長元件，所述多個輸入/輸出埠包括第一輸入/輸出埠和第二輸入/輸出埠；所述第一四分之一波長元件耦接在所述公共埠和所述第一輸入/輸出埠之間；所述第一開關耦接在所述第一輸入/輸出埠和參考電壓節點之間；所述第二四分之一波長元件耦接在所述公共埠和所述第二輸入/輸出埠之間；所述第二開關耦接在所述第二輸入/輸出埠和所述參考電壓節點之間；該方法包括：根據所述埠啟用資訊，確定所述第一輸入/輸出埠的狀態是否從啟用變為不啟用；其中，所述埠啟用資訊指示所述多個輸入/輸出埠中的每一個的狀態為啟用的或者不啟用的，以及回應於確定出所述第一輸入/輸出埠的狀態從啟用變為不啟用，通過關閉所述第一開關將所述第一輸入/輸出埠耦接到所述參考電壓節點。
本申請提供的功率組合器/分離器及其操作方法通過利用第一開關耦接在功率組合器/分離器的第一輸入/輸出埠和參考電壓節點之間，或者利用第二開關耦接在功率組合器/分離器的第二輸入/輸出埠和參考電壓節點之間，使得可以在第一輸入/輸出埠或者第二輸入/輸出埠不啟用時，有利於減少功率組合器/分離器的損耗。
在下面的詳細描述中描述其它實施例和優點。本發明內容並非旨在限定本發明。本發明由申請專利範圍限定。
發明人已經認識並理解，現有技術中已知的Wilkinson功率組合器/分離器僅在輸入/輸出埠全部用於使用匹配阻抗連接到外部負載的理想情況下才實現無損操作，其中，匹配阻抗等於特徵阻抗Z0 。在實踐中，存在並非功率組合器/分離器的所有埠都用於組合/分離功率的情況。例如，一個或複數個埠可以是未使用的或停用的（deactivated）。在一種情況下，複數個輸入/輸出埠可以耦接到天線陣列的天線以用於接收/發送信號，而天線陣列中並不是所有天線都處於啟用（active）狀態的。一些天線可以被配置為未使用或不啟用(inactive)，例如在特定波束成形配置中。因此，通常連接到這些天線的功率組合器/分離器的為了組合/分離功率的相應埠不再是啟用的。根據本申請的一方面，可以提供埠啟用資訊以指示哪個或哪些輸入/輸出埠在特定時間是啟用的（active）或不啟用的(inactive)。當用作功率分離器時，埠通常端接（terminated with）與特徵系統阻抗Z0 匹配的負載，但是在未連接到負載的不啟用埠中將存在功率損耗。類似地，當Wilkinson功率組合器/分離器用作具有複數個輸入埠的功率組合器且當一個或複數個輸入埠不啟用時，在Wilkinson功率組合器/分離器的電阻器Z0 中將存在功率損耗。
為了說明這樣的問題，第3圖示出了根據一些實施例的雙向組合器/分離器300的示意圖，其中該雙向組合器/分離器300中並非所有埠都被使用和啟用的。在該圖中，所有埠P1，P2和P3被出示為具有接地（ground）的系統阻抗Z0 ，其可以表示物理的連接到埠的電路，跡線和傳輸線的阻抗。如第3圖中的場景所示，僅埠P1和P2是啟用的。例如，P2還用於耦接到負載阻抗312。然而，埠P3是不啟用的，並且在該示例中埠P3被端接到地313，而不是用於進一步耦接到與系統阻抗Z0 匹配的負載阻抗。發明人已經認識並理解，當信號施加到埠P1時，一半的功率將在埠P2處傳送，剩餘的一半功率在埠P3中消耗。同時，電阻器2Z0 中沒有功耗。另一方面，當信號施加到埠P2時，只有一半的功率被傳送到埠P1，剩餘的一半功率被消耗在電阻器2Z0 中。同時，由於埠到埠的隔離，埠P3處沒有功率消耗。因此，當未使用功率組合器/分離器的一個或複數個輸入/輸出埠時，希望減少或消除這種功率損耗。
當不是所有埠都是啟用的時，本申請的各方面解決了功率組合器/分離器的上述缺點。 發明人已經認識並理解，當改變配置使得輸入/輸出埠的狀態從啟用變為不啟用時，可以提供開關以從功率組合器/分離器的其餘部分切斷該輸入/輸出埠。
進一步的，根據一方面，當輸入/輸出埠中的一個被配置為不啟用的，根據剩餘的K個啟用的輸入/輸出埠的數量，調整功率組合器/分離器中的可程式設計四分之一波長元件和電阻器，使得實際上，對於耦接到負載阻抗的輸入/輸出埠，電路的操作與在理想情況的K路Wilkinson功率組合器/分離器的操作相似。因此，可以減少或者消除由於未使用埠或者不啟用埠導致的功率損耗。
正如本文中所使用的，功率組合器/分離器可以指用於功率組合器的電路，該電路也可以作為分離器反向工作，但是並不要求功率組合器/分離器能夠以兩種方式工作。功率組合器/分離器可以指主要用作功率組合器的電路，或主要用作功率分離器的電路。 埠也可以稱為節點，連接點或終端。埠可以是內部物理連接點或者到一電路的物理連接點，或者可以是電路中的電壓節點。
根據本發明一方面，本發明提供的功率組合器/分離器可以用於射頻通信領域，也可以用於微波（例如毫米波（Millimeter Wave，mmW））通信領域。根據本發明的一方面，在功率組合器/分離器的N個輸入/輸出埠的相應各埠和參考電壓節點之間提供第一類型開關。當輸入/輸出埠當前沒有被耦接到負載阻抗或者輸入/輸出埠是不啟用的，則配置第一類型開關關閉。在一些例子中，參考電壓節點可以是地節點。進一步的，根據本申請的一方面，在該輸入/輸出埠和被指定為啟用的剩餘輸入/輸出埠中的每一個之間提供第二類型開關，當輸入/輸出埠從啟用改變到不啟用，第二類型開關被配置為打開。在一些例子中，第二類型開關耦接在輸入/輸出埠和公共節點之間，該公共節點位於該輸入/輸出埠和啟用的剩餘輸入/輸出埠的每一個之間。通過關閉第一類型開關並且打開第二類型開關，可以從功率組合器/分離器電路的其餘部分切斷不啟用的輸入/輸出埠。根據另一方面，四分之一波長元件具有可程式設計的阻抗並且該阻抗可以被調整，使得四分之一波長元件的阻抗約為，其中，Z0 是特徵阻抗，並且k是啟用且預計將耦接到負載阻抗的輸入/輸出埠的數目。當所有輸入/輸出埠被配置為使用中或者啟用的，k = N。如果一個埠變為不啟用的，k變為N-1。Z0 可以具有任何合適的值，以用於射頻應用，並且Z0 可以在25到200歐姆（Ohm）的範圍內，或者50到100的歐姆（Ohm）範圍內，上述範圍包括端點。
第4A圖根據本發明的一些方面示出雙向功率組合器/分離器400的示意圖。功率組合器/分離器400與第1A圖中的雙向Wilkinson功率組合器/分離器100的不同之處在於：在相應的輸入/輸出埠P3和參考電壓節點407之間提供有第一開關S3,b ，在相應的輸入/輸出埠P2和參考電壓節點406之間提供有第二開關S2,b 。在一些例子中，參考電壓節點407,406是地節點。應當理解的是，地節點可以是連接到參考地電壓的物理的連接節點，或者，地節點可以是具有與參考地電壓相同的電壓電位的電壓節點。
第三開關S3 與第一電阻405串聯連接，並且兩者都設置在P3和公共節點420之間。第四開關S2 與第二電阻404串聯連接，並且兩者都設置在P2和公共節點420之間。四分之一波長元件402和403各自具有可程式設計阻抗。控制器480被提供並配置以通過合適的控制連接（未示出）控制開關S2,b , S3,b , S2 和S3的切換，以及調整四分之一波長元件402和403的可程式設計阻抗。
如第4A圖所示，負載412耦接到埠P2，負載413耦接到埠P3。因為P2和P3都用於耦接到負載，開關S2,b , S3,b 是打開的而開關S2 和S3 是關閉的，使得電路400的操作與理想的雙向Wilkinson功率組合器/分離器的操作相似。
可以在功率組合器/分離器400中提供埠啟用資訊482，以指示公共埠P1和兩個輸入/輸出埠P2和P3的狀態。在第4A圖所示的示例中，三個埠都是啟用的，正如埠啟用資訊482所指示的。埠啟用資訊482可以存儲在功率組合器/分離器400內的記憶體上。在一些實施例中，埠啟用資訊482可以是控制器480的一部分。埠啟用資訊482可以存儲為任何合適形式的資料結構。例如，埠啟用資訊482可以包括與功率組合器/分離器的每個埠相對應的一個或複數個索引位元，並且可以使用一個或複數個位元來將每個埠的狀態表示為啟用或不啟用，但是也可以使用任何其他合適的埠狀態指定。取決於功率組合器/分離器的預期配置，埠啟用資訊482內的埠狀態可以由控制器480在內部更新，或者通過用戶從外部輸入更新，或者通過從與功率組合器/分離器400通信的其他電子元件接收的指令更新。
第4B圖根據一些實施例示出當輸入/輸出埠中一個的狀態改變成不啟用的時雙向功率組合器/分離器400的配置的示意圖。在第4B圖中，功率組合器/分離器被配置為僅使用埠P1和P2，不再使用P3。埠啟用資訊484指示埠P3的狀態從如第4A圖所示的啟用變為不啟用。回應於改變埠P3的狀態為不啟用的指示，控制器480打開開關S3 ，閉合開關S3,b 以將埠P3耦接到地並將埠P3與埠P2隔離。應當理解的是，因為開關S2 和S3 串聯連接在埠P3和P2之間，所以當S3打開時，不需要必須打開S2 來將P3與P2隔離。在一些實施例中，開關S2 可以是可選的，並且在雙向功率組合器/分離器的兩個輸入/輸出埠之間可以只有一個單個開關，當兩個輸入/輸出埠中一個變為不啟用時，可以打開該開關。
由於長度為λ/ 4的傳輸線在其輸出負載短路時在輸入側呈現高阻抗，因此將P3短接到地可以使得從P1觀察時埠P3呈現為開路並且具有非常高的阻抗。 控制器480還配置耦接到埠P2的四分之一波長元件402，以將四分之一波長元件402的阻抗從變為Z0 。因此，P1具有與P2匹配的阻抗，並且P1和P2之間幾乎沒有功率損耗。
可程式設計四分之一波長元件402,403可以使用所屬領域已知的任何合適技術實現，例如通過使用具有可調特性值的集總（lumped）元件來實現。可程式設計四分之一波長元件也可以使用可程式設計傳輸線來實現，例如所屬領域已知的可程式設計微帶（microstrip）線，或可程式設計共面（co-planar）波導。
第5A圖根據本申請的一些方面示出N路組合器/分離器500的示意圖。在第5A圖所示，第一類型開關S2,b , S3,b, . . . SN+1,b 被提供在相應輸入/輸出埠P2 , P3 . . . PN+1 與地之間，第二類型開關S2 , S3 , . . . SN+1 被提供在複數個輸入/輸出埠中一個和複數個輸入/輸出埠中另一個之間。特別的，如第5A圖所示，第二類型開關S2 , S3 , . . . SN+1 中每一個耦接在N個輸入/輸出埠中的埠和公共節點520之間。電阻504具有阻抗值Z0 ，並且耦接在N個輸入/輸出埠中的埠和公共節點520之間，並且與第二類型開關S2 , S3 , . . . SN+1 中的相應開關串聯。控制器480被提供以控制第一類型開關S2,b , S3,b, . . . SN+1,b ，第二類型開關S2 , S3 , . . . SN+1 以及可程式設計四分之一波長元件5022 , 5023 , . . . 502N+1 。埠啟用資訊582被提供並且該埠啟用資訊582包括埠P1 , P2 , P3 . . . PN+1 中的每一個埠的埠狀態的指示。
如第5A圖中所示出的例子所示，當所有輸入/輸出埠P2 , P3 . . . PN+1 是啟用的，例如，正在負載網路中使用，N個第一類型開關S2,b , S3,b, . . . SN+1,b 保持打開，第二類型開關S2 , S3 , . . . SN+1 保持關閉，四分之一波長元件5022 , 5023 , . . . 502N+1 中的每一個具有阻抗，其中k = N。在這種情況下，功率組合器/分離器500的操作和性能類似于N路Wilkinson功率組合器/分離器的操作和性能。
第5B圖示出當複數個輸入/輸出埠中的一個被配置為不啟用的N路組合器/分離器500的示意圖。如第5B圖所示，當一個輸入/輸出埠Pi+1 從啟用狀態改變成不啟用狀態，正如埠啟用資訊584所示出的，控制器480通過控制相應的第二類型開關si+1 打開和相應的第一類型開關si+1,b 關閉來回應。這引起連接在埠P1 和Pi+1 之間的四分之一波長元件502i+1 的負載在Pi+1 節點上被短路到地，引起在四分之一波長元件502i+1 的P1 側上的高阻抗。使用這種可程式設計配置，在第二類型開關Si+1 打開的相應埠Pi+1 中或者相應的電阻器Z0 中沒有功率損耗。
控制器480也被配置為根據埠的數目k調整每一個四分之一波長元件，以具有特徵阻抗，其中k等於在埠啟用資訊582中指示為啟用的輸入/輸出埠的數目。在第5B圖所示出的該例子中，k變為N-1。
第6圖是根據一些例子示出的操作正如本申請所示出的功率組合器/分離器的方法600的流程圖。正如第6圖所示，方法600在步驟602處在埠啟用資訊中指示複數個輸入/輸出埠的每一個埠的狀態。該狀態可以是啟用的或者不啟用的，例如圖4中的示例性埠啟用資訊482中所示。在步驟604處，根據埠啟用資訊，確定複數個輸入/輸出埠的第一輸入/輸出埠的狀態是否從啟用改變成不啟用，如果是，則方法600在步驟606處通過關閉耦接在第一輸入/輸出埠和參考電壓節點之間的第一開關，將第一輸入/輸出埠耦接到參考電壓節點（例如地（ground）），例如該第一開關可以是前述實施例中的第一類型開關。在步驟608處，方法600包括打開耦接在第一輸入/輸出埠和公共節點之間的第三開關，其中該公共節點耦接到第一和第二輸入/輸出埠，例如該第三開關可以是前述實施例中的第二類型開關。在步驟610，設置可程式設計阻抗。該方法首先確定在埠啟用資訊中被指示為啟用的輸入/輸出埠的數目。可程式設計阻抗是耦接在功率組合器/分離器的公共埠和第二輸入/輸出埠之間的第二四分之一波長元件的阻抗。可程式設計阻抗然後被設置為。在一些例子中，控制器480可以用於控制開關的切換和調整四分之一波長元件的可程式設計阻抗。根據一些實施例，控制器480可以包括邏輯電路，該邏輯電路選擇性的輸出控制信號到開關的控制端和四分之一波長元件以控制開關的切換和調整四分之一波長元件的可程式設計阻抗。控制器480可以是與功率組合器/分離器設置在同一設備封裝上的積體電路（IC），或者該控制器480可以在單獨的封裝中。
第7圖是容納本文描述的一個或者複數個功率組合器/分離器設備類型的無線通訊設備700。根據本發明的一方面，功率組合器/合成器設備710可以設置在消費電子設備中，例如第7圖所示出的無線通訊設備700，該功率組合器/合成器設備710與天線陣列790耦接，將待發送的RF信號分成複數個RF信號，以通過天線陣列發送，或者將從天線陣列接收的複數個RF信號組合成測量的RF信號。無線通訊設備710可以是包含用於發送/接收無線信號的複數個天線的任何設備。無線通訊設備710的例子包括但不限於行動電話，無線顯示器，智慧手錶或者利用無線通訊的其他可穿戴設備。無線通訊設備710也不限於行動電話，無線通訊設備710可以是無線接入點，無線路由器，無線中繼器（wireless repeater），無線基站等等。
已經如此描述了本發明的至少一個實施例的若干方面，應當理解的是，所屬領域具有通常知識者將容易想到各種改變，修改和改進。
這些改變，修改和改進旨在成為本發明公開的一部分，並且旨在落入本發明的精神和範圍內。此外，儘管指出了本發明的優點，但應該理解的是，並非本文描述的技術的每個實施例都包括每個所描述的優點。一些實施例可以不實施在此描述為優點的任何特徵，並且在一些實例中，可以實施所描述的特徵中的一個或複數個以得到進一步的實施例。 因此，前面的描述和附圖僅是示例性的。
本發明的各個方面可以單獨使用，組合使用，或者在前面描述的實施例中沒有具體討論的各種安排中使用，因此不限於其應用於在前面的描述中所闡述的或在附圖中所示出的部件的細節和配置。例如，雖然描述了無線通訊設備，但是本申請中描述的可程式設計功率組合器和分離器不限於在通信設備中使用，也可以在諸如雷達，聲納或基於聲學發送器/接收器的醫療成像設備（例如超聲成像器）的其他設備中實施。在一個實施例中描述的方面可以以任何方式與在其他實施例中描述的方面組合。
此外，本發明可以體現為一種方法，已經提供了該方法的例子。作為方法的一部分的操作可以以任何合適的排序執行。因此，可以構造這樣的實施例，該實施例以不同於示例性實施例所示出的順序執行操作，即使在示例性實施例中示出為順序的操作，該實施例也可以包括同時執行一些操作。
在請求項中使用諸如“第一”，“第二”，“第三”等的序數術語來修飾請求項元素本身並不意味著一個請求項元素優先於另一個請求項元素的優先順序，優先權或順序，或者執行方法的操作的時間順序，但僅用作標籤以將具有特定名稱的一個請求項元素與具有相同名稱的另一個元素（但是用於使用序數術語）區分，以區分請求項元素。
此外，這裡使用的措辭和術語是出於描述的目的，而不應被視為限制。 本文中“包括”，“包含”或“具有”，“含有”，“涉及”及其變化形式的使用旨在涵蓋其後列出的項目及其等同物以及附加項目。
雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬領域具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，因此本發明的保護範圍當以所附請求項為准。
100‧‧‧組合器/分離器
P1‧‧‧公共埠
P2，P3，...，PN + 1‧‧‧輸入/輸出埠
102‧‧‧四分之一波長元件
200‧‧‧組合器/分離器
300‧‧‧組合器/分離器
312‧‧‧負載阻抗
313‧‧‧地
400‧‧‧功率組合器/分離器
S3,b‧‧‧第一開關
S2,b‧‧‧第二開關
S3‧‧‧第三開關
S2‧‧‧第四開關
402，403‧‧‧四分之一波長元件
412，413‧‧‧負載
407，406‧‧‧參考電壓節點
404‧‧‧第二電阻
405‧‧‧第一電阻
482，484‧‧‧埠啟用資訊
500‧‧‧功率組合器/分離器
5022， 5023，. . . 502N+1‧‧‧四分之一波長元件
504‧‧‧電阻
520‧‧‧公共節點
S2,b，S3,b，. . . SN+1,b‧‧‧第一類型開關
S2，S3， . . . SN+1‧‧‧第二類型開關
480‧‧‧控制器
582，584‧‧‧埠啟用資訊
600‧‧‧方法
602，604，606，608，610‧‧‧步驟
700‧‧‧無線通訊設備
710‧‧‧功率組合器/合成器設備
790‧‧‧天線陣列
將參考以下附圖描述各個方面和實施例。應該理解的是，附圖不一定按比例繪製。在附圖中示出的每個相同或幾乎相同的元件由相同的標記表示。為清楚起見，並非每個元件都在每個圖中標記出。 第1A圖是雙向Wilkinson功率組合器/分離器100的示意圖； 第1B圖示出與第1A圖中的雙向Wilkinson功率組合器/分離器相對應的s參數矩陣； 第2A圖示出N路Wilkinson功率組合器/分離器2的示意圖； 第2B圖示出與第2A圖中的N路Wilkinson功率組合器/分離器相對應的s參數矩陣； 第3圖示出根據本發明一些實施例的雙向Wilkinson功率組合器/分離器300的示意圖，其中該雙向Wilkinson功率組合器/分離器300不是所有埠都被使用和啟用的； 第4A圖是根據本發明實施例示出的雙向功率組合器/分離器400的示意圖； 第4B圖是根據本發明一些實施例，示出的當複數個輸入/輸出埠中的一個被重配置為不啟用時雙向功率組合器/分離器400的配置的示意圖； 第5A圖是根據本發明的一些方面，示出N路功率組合器/分離器500的示意圖； 第5B圖是根據本發明的一些方面，示出的當複數個輸入/輸出埠中的一個被重配置為不啟用時N路功率組合器/分離器500的配置的示意圖； 第6圖是根據本發明實施例示出的操作本發明所揭示的功率組合器/分離器的方法600的示意圖；以及 第7圖是容納一個或者複數個本文所描述的類型的一個或者複數個功率組合器/分離器設備的無線通訊設備700的示意圖。
在下面的詳細描述中，為了說明的目的，闡述了許多具體細節，以便所屬技術領域中具有通常知識者能夠更透徹地理解本發明實施例。然而，顯而易見的是，可以在沒有這些具體細節的情況下實施一個或複數個實施例，不同的實施例可根據需求相結合，而並不應當僅限於附圖所列舉的實施例。

Claims (13)

  1. 一種功率組合器/分離器，包括：公共埠；包括第一輸入/輸出埠和第二輸入/輸出埠的複數個輸入/輸出埠；第一四分之一波長元件，耦接在所述公共埠和所述第一輸入/輸出埠之間；第一開關，耦接在所述第一輸入/輸出埠和參考電壓節點之間；第二四分之一波長元件，耦接在所述公共埠和所述第二輸入/輸出埠之間；第二開關，耦接在所述第二輸入/輸出埠和所述參考電壓節點之間；其中，所述第一輸入/輸出埠和所述第二輸入/輸出埠與公共節點耦接，所述功率組合器/分離器進一步包括：第三開關，耦接在所述第一輸入/輸出埠和所述公共節點之間；第四開關，耦接在所述第二輸入/輸出埠和所述公共節點之間；第一電阻，耦接在所述第一輸入/輸出埠和所述公共節點之間，並且與所述第三開關串聯；第二電阻，耦接在所述第二輸入/輸出埠和所述公共節點之間，並且與所述第四開關串聯。
  2. 根據申請專利範圍第1項所述之功率組合器/分離器，其中，所述第一或者第二四分之一波長元件包括四分之一波長傳輸線，或者，所述第一或者第二四分之一波長元件包括集總的元件電路。
  3. 根據申請專利範圍第1項所述之功率組合器/分離器，其中，所述第一四分之一波長元件和所述第二四分之一波長元件中每一個具有可程式設計阻抗。
  4. 根據申請專利範圍第1項所述之功率組合器/分離器，其中，所述第一電阻和所述第二電阻的電阻值等於特徵阻抗Z0。
  5. 根據申請專利範圍第4項所述之功率組合器/分離器，其中，Z0在50歐姆到100歐姆的範圍內。
  6. 根據申請專利範圍第1項所述之功率組合器/分離器，進一步包括：控制器，用於回應於埠啟用資訊中的表示所述第一輸入/輸出埠的狀態從啟用變為不啟用的指示，關閉所述第一開關，以將所述第一輸入/輸出埠與所述參考電壓節點耦接。
  7. 根據申請專利範圍第6項所述之功率組合器/分離器，其中，所述控制器用於回應於所述指示打開所述第三開關。
  8. 根據申請專利範圍第6項所述之功率組合器/分離器，其中，所述控制器進一步用於設置所述第二四分之一波長元件的可程式設計阻抗為sqrt(k)*Z0，其中，k是在所述埠啟用資訊中被指示為啟用的輸入/輸出埠的數目，其中，Z0是第一電阻和第二電阻的電阻值。
  9. 根據申請專利範圍第1項所述之功率組合器/分離器，其中，所述複數個輸入/輸出埠中的一個或者複數個在無線通訊設備中與天線陣列耦接。
  10. 根據申請專利範圍第1項所述之功率組合器/分離器，其中，所述參考電壓節點是地節點。
  11. 一種功率組合器/分離器的操作方法，其中，所述功率組合器/分離器包括：公共埠，複數個輸入/輸出埠，第一開關，第二開關，第一四分之一波長元件和第二四分之一波長元件，所述複數個輸入/輸出埠包括第一輸入/輸出埠和第二輸入/輸出埠；所述第一四分之一波長元件耦接在所述公共埠和所述第一輸入/輸出埠之間；所述第一開關耦接在所述第一輸入/輸出埠和參考電壓節點之間；所述第二四分之一波長元件耦接在所述公共埠和所述第二輸入/輸出埠之間；所述第二開關耦接在所述第二輸入/輸出埠和所述參考電壓節點之間；該方法包括：根據埠啟用資訊，確定所述第一輸入/輸出埠的狀態是否從啟用變為不啟用；其中，所述埠啟用資訊指示所述複數個輸入/輸出埠中的每一個的狀態為啟用的或者不啟用的，以及回應於確定出所述第一輸入/輸出埠的狀態從啟用變為不啟用，通過關閉所述第一開關將所述第一輸入/輸出埠耦接到所述參考電壓節點；其中，所述第一輸入/輸出埠和所述第二輸入/輸出埠與公共節點耦接，所述功率組合器/分離器進一步包括：第三開關，耦接在所述第一輸入/輸出埠和所述公共節點之間，第四開關，耦接在所述第二輸入/輸出埠和所述公共節點之間；第一電阻，耦接在所述第一輸入/輸出埠和所述公共節點之間，並且與所述第三開關串聯；以及第二電阻，耦接在所述第二輸入/輸出埠和所述公共節點之間，並且與所述第四開關串聯。
  12. 根據申請專利範圍第11項所述之方法，該方法進一步包括：回應於確定出所述第一輸入/輸出埠的狀態從啟用變為不啟用，打開所述第三開關。
  13. 根據申請專利範圍第11項所述之方法，其中，所述第一四分之一波長元件和所述第二四分之一波長元件中每一個具有可程式設計阻抗，並且該方法進一步包括：回應於確定出所述第一輸入/輸出埠從啟用變為不啟用，確定在所述埠啟用資訊中被指示為啟用的輸入/輸出埠的數目k，並設置所述第二四分之一波長元件的可程式設計阻抗等於sqrt(k)*Z0，其中，所述第一電阻和第二電阻的電阻值等於Z0。
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