可调定向耦合器电路制造技术

可调定向耦合器电路包括定向耦合器和校正电路。该定向耦合器包括接收输入信号的第一端口；向负载输出输入信号的第二端口；输出第一耦合信号的第三端口，该第一耦合信号包含与输入信号的正向功率成比例的所希望第一耦合信号、和与反射信号的反向功率成比例的外来第一耦合信号；以及输出第二耦合信号的第四端口，该第二耦合信号包含与该反向功率成比例的所希望第二耦合信号、和与该正向功率成比例的外来第二耦合信号。该校正电路调整第二耦合信号的样本的幅度和相位以提供调整的第二耦合信号，和相加该调整的第二耦合信号和该第一耦合信号以消除该外来第一耦合信号。

【技术实现步骤摘要】
可调定向耦合器电路
本专利技术涉及可调定向耦合器电路。
技术介绍
定向耦合器是能够测量输入信号的功率的四端口设备。该四个端口可以标为输入 端口、输出端口、正向耦合端口和反向耦合端口。输入和输出端口与，例如，受测设备（DUT) 连接，正向和反向耦合端口用于监视功率。正向耦合端口上的信号与沿着向前方向从输入 端口行进到输出端口的信号(例如，输入信号）成比例。反向耦合端口上的信号与沿着向后 方向从输出端口行进到输入端口的信号(例如，反射信号）成比例。 定向耦合器的一种常见应用是监视无线电系统中的无线电发射器与天线之间的 功率，例如，其中发射器和天线分别与定向耦合器的输入端口和输出端口连接。功率从发射 器流向天线(正向功率)，因此从输入端口流向输出端口。当天线不完美时，一些功率从天线 反射回来(反向功率)，向后流向输入端口，返回到无线电发射器。由于至少两个原因，这不 是所希望的。首先，反向功率降低了从天线辐射的功率量，因此缩小了无线电系统的范围和 降低了无线电系统的灵敏度。其次，过量的反射功率可能损坏发射器。因此，天线设计试图 使反向功率最小。 图1是定向耦合器的简化框图。参照图1，定向耦合器110包括具有，例如，从无 线电发射器接收输入信号的第一端口 101 (输入端口）、和将输入信号输出到，例如，天线的 第二端口 102 (输出端口）的传输线111。定向耦合器110还包括具有展示从第一端口 101 流到第二端口 102的输入信号的采样功率的第三端口 103 (正向耦合端口）、和展示从第二 端口 102流到第一端口 101 (从与第二端口 102连接的负载反射）的反射信号的采样功率 的第四端口 104 (反向耦合端口）的耦合线112。第四端口 104也可以称为输入信号的隔离 端口，第三端口 103也可以称为反射信号的隔离端口。如上所述，定向耦合器110具有在第 三端口 103上测量的耦合信号的功率与从第一端口 101流到第二端口 102的正向功率成比 例的性质。类似地，在第四端口 104上测量的耦合信号的功率与从第二端口 102流到第一 端口 101的反向功率成比例。因此，通过在第三和第四端口 103和104上测量耦合信号的 功率，可以分别确定在发射器与天线之间流动的正向功率和反向功率。 如在本领域中所知，可以使用S参数表示在定向耦合器110的任何两个端口之间 行进的功率，其中第一端口 101是端口1，第二端口 102是端口2，第三端口 103是端口 3，以及第四端口是端口4。因此，可以称为耦合因子、第三端口 103上的功率与输入 信号的正向功率之间的比值在S参数术语中可以用S31来表示。另外，S31是第三端口 103 上对正向功率的敏感性的量度，S32是第三端口 103上对反向功率的敏感性的量度。S参数 S32和S31之间的比值可以称为方向性。于是，与f禹合因子和方向性有关的定向f禹合器110 的S参数可以表示如下： S31=C S32=C*D S42=C S41=C*D S12=S21 ^ 1 在理想的定向耦合器中，第三端口 103只输出与正向功率成比例的耦合信号，一 点也不受反向功率影响。类似地，第四端口 104在理想情况下输出与反向功率成比例的耦 合信号，一点也不受正向功率影响。当然，没有实际定向耦合器是理想的，因此，事实上，第 三端口 103实际输出包括与正向功率成比例的所希望耦合信号和与反向功率成比例的外 来耦合信号两者的耦合信号，第四端口 104也输出包括与反射功率成比例的所希望耦合信 号和与正向功率成比例的外来耦合信号两者的耦合信号。外来耦合信号负面地影响方向 性。 一些传统定向耦合器试图在生产期间通过人工调谐来限制外来耦合信号和改善 方向性，这既费时又缺乏灵活性。例如，一些传统定向耦合器包括加以移动以实现所希望方 向性，然后适当胶住的调谐块。这个过程是费时的，因为必须重复地移走耦合器盖以调整和 重新调整调谐块，但每次都必须将它放回原处以测量方向性。进一步，一旦设定了调谐块， 定向耦合器就有效地局限于调谐频率。类似地，一些传统定向耦合器将线穿过定向耦合器 的主体的金属调谐芯块。由于可以从外部访问金属芯块，所以无需为了调谐而移走耦合器 盖。但是，人工对准仍然是费时的，不能为了管理具有不同频率的输入信号而容易地重新调 整。 于是，需要改善定向耦合器的方向性，尤其通过降低或消除反向功率对第三端口 103的输出的影响，以及通过降低或消除正向功率对第四端口 104的输出的影响。一般说 来，改善耦合器的方向性使正向功率和/或反向功率能够得到更精确测量。
技术实现思路
在一个代表性实施例中，可调定向耦合器电路包括定向耦合器和校正电路。该定 向耦合器包括配置成从信号源接收输入信号的第一端口；配置成向负载输出输入信号的第 二端口；配置成输出第一耦合信号的第三端口，该第一耦合信号包含与从第一端口流到第 二端口的输入信号的正向功率成比例的所希望第一耦合信号、和与从第二端口流到第一端 口的反射信号的反向功率成比例的外来第一耦合信号，该反射信号对应于从负载反射的输 入信号的一部分；以及配置成输出第二耦合信号的第四端口，该第二耦合信号包含与该反 向功率成比例的所希望第二耦合信号、和与该正向功率成比例的外来第二耦合信号。该校 正电路被配置成调整第二耦合信号的样本的幅度和相位以提供调整的第二耦合信号，和该 调整的第二相加该调整的第二耦合信号和该第一耦合信号以消除该外来第一耦合信号。 在另一个代表性实施例中，为定向耦合器提供了校正电路，该定向耦合器包含配 置成接收输入信号的输入端口；配置成向负载输出输入信号的输出端口；配置成输出第一 耦合信号的正向耦合端口，该第一耦合信号包含与输入信号的正向功率成比例的所希望第 一耦合信号；以及配置成输出第二耦合信号的反向耦合端口，该第二耦合信号包含与反射 信号的反射功率成比例的所希望第二耦合信号，该反射信号对应于从负载反射的输入信号 的一部分。该校正电路包括配置成调整从该反向耦合端口输出的第二耦合信号的幅度的第 一可调增益组件；配置成调整第二耦合信号的相位以提供调整的第二耦合信号的第一可调 移相器；以及配置成该调整的第二相加该调整的第二耦合信号和该正向耦合端口上的第一 耦合信号，以便消除与反射信号的反向功率成比例的第一耦合信号的外来第一耦合信号的 第一求和电路。该第一可调增益组件和该第一可调移相器可根据输入信号的频率来调整。 在另一个代表性实施例中，提供了消除定向耦合器的方向性误差的方法，该定向 耦合器包含配置成接收输入信号的第一端口；配置成向负载输出输入信号的第二端口；配 置成输出第一耦合信号的第三端口，该第一耦合信号包含与输入信号的正向功率成比例的 所希望第一耦合信号、和与反射信号的反向功率成比例的外来第一耦合信号，该反射信号 对应于从负载反射的输入信号的一部分；以及配置成输出第二耦合信号的第四端口，该第 二耦合信号包含与该反向功率成比例的所希望第二耦合信号、和与该正向功率成比例的外 来第二耦合信号。该方法包括识别输入信号的频率；检索与所识别频率相对应的增益和相 位设置；按照检索的增益和本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于定向耦合器（200，300）的校正电路（220，311），该定向耦合器（200，300）包含配置成接收输入信号的输入端口（201，301）；配置成向负载（306）输出输入信号的输出端口（202，302）；配置成输出第一耦合信号的正向耦合端口（203，303），该第一耦合信号包含与输入信号的正向功率成比例的所希望第一耦合信号、和与反射信号的反向功率成比例的外来第一耦合信号，该反射信号对应于从负载反射的输入信号的一部分；以及配置成输出第二耦合信号的反向耦合端口（204，304），该第二耦合信号包含与反射信号的反射功率成比例的所希望第二耦合信号，该校正电路包含：第一可调增益组件（223，323），配置成调整从该反向耦合端口（204，304）输出的第二耦合信号的幅度；第一可调移相器（224，324），配置成调整第二耦合信号的相位以提供调整的第二耦合信号；以及第一求和电路（225，325），配置成相加该调整的第二耦合信号和该正向耦合端口（203，303）上的第一耦合信号，以便消除外来第一耦合信号，其中该第一可调增益组件（223，323）和该第一可调移相器（224，324）可响应输入信号的频率来调整。...

【技术特征摘要】
2013.03.15 US 13/832,4941. 一种用于定向耦合器（200，300 )的校正电路（220，311)，该定向耦合器（200，300 )包 含配置成接收输入信号的输入端口（201，301);配置成向负载（306)输出输入信号的输出端 口（202, 302);配置成输出第一耦合信号的正向耦合端口（203, 303)，该第一耦合信号包含 与输入信号的正向功率成比例的所希望第一耦合信号、和与反射信号的反向功率成比例的 外来第一耦合信号，该反射信号对应于从负载反射的输入信号的一部分；以及配置成输出 第二耦合信号的反向耦合端口（204,304)，该第二耦合信号包含与反射信号的反射功率成 比例的所希望第二耦合信号，该校正电路包含： 第一可调增益组件（223,323)，配置成调整从该反向耦合端口（204,304)输出的第二 耦合信号的幅度； 第一可调移相器（224,324)，配置成调整第二耦合信号的相位以提供调整的第二耦合 信号；以及 第一求和电路（225, 325)，配置成相加该调整的第二稱合信号和该正向稱合端口 (203, 303)上的第一耦合信号，以便消除外来第一耦合信号， 其中该第一可调增益组件（223, 323)和该第一可调移相器（224, 324)可响应输入信号 的频率来调整。2. 如权利要求1所述的校正电路，其中该第一可调增益组件包含可编程衰减器。3. 如权利要求1所述的校正电路，其中该第一求和电路包含电阻组合器。4. 如权利要求1所述的校正电路，其中该第一求和电路包含差分放大器，其被配置成 输出该调整的第二耦合信号与该第一耦合信号之间的差值。5. 如权利要求1所述的校正电路，其中该第一求和电路包含变压器。6. 如权利要求1所述的校正电路，其中该第一可调移相器被配置成调整第二耦合信号 的相位，以便该第二耦合信号与正向耦合端口上的外来第一耦合信号相差180°。7. 如权利要求6所述的校正电路，其中该第一可调增益组件被配置成调整第二耦合信 号的幅度，以便该调整的第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：TR诺埃，
申请(专利权)人：安捷伦科技有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US