本實(shí)用新型涉及射頻定向功率耦合器領(lǐng)域，特別涉及一種高集成度超寬帶的定向功率耦合器。

背景技術(shù)：

在現(xiàn)代通訊系統(tǒng)中，往往需要將一路微波功率按比例分成幾路，實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能的器件稱為功率分配元器件既功率耦合器。隨著通訊技術(shù)的快速發(fā)展，對(duì)功率耦合器的模塊化，小型化，集成化的要求日益增強(qiáng)，傳統(tǒng)的功率耦合器已經(jīng)無法滿足市場的需要。

在4G通訊系統(tǒng)中，要求功率耦合器的帶寬達(dá)到2Ghz的超寬帶寬。為了達(dá)到這個(gè)目的，目前常見的解決方案是：在系統(tǒng)中額外使用一顆或者多顆功率耦合器來實(shí)現(xiàn)寬帶功率定向耦合功能。但是，這種解決方案帶來的問題是，占用模塊中本已寶貴的空間，引入額外的射頻干擾，增加模塊的成本。請(qǐng)參考圖1所示，其為傳統(tǒng)的功率耦合器在一個(gè)實(shí)施例中的電路示意圖；請(qǐng)參考圖2所示，其為傳統(tǒng)的定向功率耦合器的仿真示意圖。

因此有必要提供一種新的解決方案來解決上述問題。

【本

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
】

本實(shí)用新型的目的在于提供一種定向功率耦合器及使用該射頻前端模塊，其不僅具有良好的集成度，而且可以工作在超寬帶寬下。

根據(jù)本實(shí)用新型的目的，本實(shí)用新型提供一種功率耦合器，其包括射頻輸入端口、射頻輸出端、耦合輸出端口、耦合線圈和耦合系數(shù)補(bǔ)償電路，所述耦合線圈包括第一電感線圈和第二電感線圈，所述耦合系數(shù)補(bǔ)償電路包括第一電阻、第二電阻、電感和電容，其中，第一電感線圈的一個(gè)連接端與射頻輸入端口相連，其另一連接端與射頻輸出端口相連；第一電阻和電容串聯(lián)于第二電感線圈的一端和接地端之間；電感和第二電阻串聯(lián)于第二電感線圈的另一端和接地端之間，且電感和第二電阻之間的連接節(jié)點(diǎn)與所述耦合輸出端口相連。

進(jìn)一步的，所述第一電阻的一端與所述第二電感線圈的一端，所述第一電阻的另一端與電容的一端相連，電容的另一端與接地端相連；所述電感的一端與第二電感線圈的另一端，所述電感的另一端與第二電阻的一端相連，第二電阻的另一端與接地端相連。

根據(jù)本實(shí)用新型的另一個(gè)方面，本實(shí)用新型提供了一種射頻前端模塊，其包括功率耦合器。所述功率耦合器，其包括射頻輸入端口、射頻輸出端、耦合輸出端口、耦合線圈和耦合系數(shù)補(bǔ)償電路，所述耦合線圈包括第一電感線圈和第二電感線圈，所述耦合系數(shù)補(bǔ)償電路包括第一電阻、第二電阻、電感和電容，其中，第一電感線圈的一個(gè)連接端與射頻輸入端口相連，其另一連接端與射頻輸出端口相連；第一電阻和電容串聯(lián)于第二電感線圈的一端和接地端之間；電感和第二電阻串聯(lián)于第二電感線圈的另一端和接地端之間，且電感和第二電阻之間的連接節(jié)點(diǎn)與所述耦合輸出端口相連。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型中的定向功率耦合器包括耦合線圈和耦合系數(shù)補(bǔ)償電路，從而不僅實(shí)現(xiàn)了高集成度，而且可以工作在超過2Ghz的超寬帶寬下。

【附圖說明】

結(jié)合參考附圖及接下來的詳細(xì)描述，本實(shí)用新型將更容易理解，其中同樣的附圖標(biāo)記對(duì)應(yīng)同樣的結(jié)構(gòu)部件，其中：

圖1為傳統(tǒng)的功率耦合器在一個(gè)實(shí)施例中的電路示意圖；

圖2為傳統(tǒng)的定向功率耦合器的仿真示意圖；

圖3為本實(shí)用新型在一個(gè)實(shí)施例中的定向功率耦合器的電路示意圖；

圖4為圖3所示的定向功率耦合器的仿真示意圖。

【具體實(shí)施方式】

為使本實(shí)用新型的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

請(qǐng)參考圖3所示，其為本實(shí)用新型在一個(gè)實(shí)施例中的功率耦合器的電路示意圖。請(qǐng)參考圖4所示，其為圖3所示的功率耦合器的仿真示意圖。

圖3所示的功率耦合器包括射頻輸入端口RFIN、射頻輸出端RFOUT、耦合輸出端口Coupler out、耦合線圈110和耦合系數(shù)補(bǔ)償電路120。

所述耦合線圈110包括第一電感線圈112和第二電感線圈114。所述耦合系數(shù)補(bǔ)償電路120包括第一電阻R1、第二電阻R2、電感L1和電容C1。其中，第一電感線圈112的一個(gè)連接端與射頻輸入端口RFIN相連，其另一連接端與射頻輸出端口RFOUT相連；第一電阻R1和電容C1串聯(lián)于第二電感線圈114的一端和接地端之間；電感L1和第二電阻R2串聯(lián)于第二電感線圈114的另一端和接地端之間，且電感L1和第二電阻R2之間的連接節(jié)點(diǎn)與所述耦合輸出端口Coupler out相連。在圖2所示的具體實(shí)施例中，所述第一電阻R1的一端與所述第二電感線圈114的一端，所述第一電阻R1的另一端與電容C1的一端相連，電容C1的另一端與接地端相連；所述電感L1的一端與第二電感線圈114的另一端，所述電感L1的另一端與第二電阻R2的一端相連，第二電阻R2的另一端與接地端相連。

射頻能量(信號(hào))從射頻輸入端口RFIN輸入圖2所示的功率耦合器，其中，一部分能量從射頻輸出端口RFOUT輸出，另一部分能量通過耦合線圈110耦合到另一路，經(jīng)過耦合系數(shù)補(bǔ)償電路120后，通過耦合輸出端口Coupler out輸出。

在所述耦合系數(shù)補(bǔ)償電路120中，通過選取不同取值的電感L1來調(diào)整耦合器的工作帶寬；通過選取不同取值的第一電阻R1和/或電容C1來調(diào)整耦合器工作頻帶內(nèi)的耦合平坦度；通過選取不同取值的第二電阻R2來調(diào)整耦合輸出端口Coupler out的反射系數(shù)。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型中的功率耦合器包括以下兩個(gè)重要的發(fā)明點(diǎn)。

第一點(diǎn)：非常高的集成度。目前主流的射頻前端模塊的尺寸越來越小，模塊內(nèi)含有多個(gè)管芯以及各類匹配元件，留給耦合器的空間極為有限，這就決定了耦合器必須具備很高的集成度。為了實(shí)現(xiàn)此目標(biāo)，本實(shí)用新型去掉了傳統(tǒng)耦合器需要的多個(gè)分離元件，只保留四個(gè)分離元件，大大提高了耦合器的集成度。

第二點(diǎn)：寬帶特性。目前主流的射頻前端模塊的工作頻率從700Mhz—2.7Ghz不等，這決定耦合器必須能工作在很寬的帶寬下適應(yīng)不同模塊的要求。正常來說頻率越高耦合系數(shù)越強(qiáng)，需要保持低頻和高頻具備相似的耦合系數(shù)。為了實(shí)現(xiàn)此目標(biāo)，本實(shí)用新型中設(shè)計(jì)了高頻耦合系數(shù)補(bǔ)償電路120，使用此電路可以有效控制耦合器在高頻下的耦合系數(shù)，使耦合器在低頻到高頻均保持一致的耦合系數(shù)。例如，使用本實(shí)用新型的功率耦合器，在1GHz到4GHz的耦合度差異在1db左右(請(qǐng)參見圖4所示)，而傳統(tǒng)的定向功率耦合器的耦合度差異超過8db(請(qǐng)參見圖2所示)。

需要特別說明的是，使用本實(shí)用新型的射頻前端模塊，無需額外的器件既可以使之具備功率耦合器的功能，從而降低了射頻通訊模塊的成本，增加了射頻通訊模塊的集成度，為通訊模塊贏得了寶貴的額外空間。得益于本實(shí)用新型電路的寬帶特性，本實(shí)用新型亦可廣泛適用于射頻前端模塊如：功率放大器，低噪聲放大器模塊，射頻開關(guān)模塊，天線調(diào)諧模塊等。

本實(shí)用新型中的“耦接”、“相連”、“相接”、“連接”、“接地”等表示電性連接的詞，除了特別說明的外，都表示直接或間接的電性相連，間接的電性相連意味著中間可以串聯(lián)一些器件，比如電阻或電感等。

上述說明已經(jīng)充分揭露了本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式。需要指出的是，熟悉該領(lǐng)域的技術(shù)人員對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式所做的任何改動(dòng)均不脫離本實(shí)用新型的權(quán)利要求書的范圍。相應(yīng)地，本實(shí)用新型的權(quán)利要求的范圍也并不僅僅局限于所述具體實(shí)施方式。