用于校准混合耦合器的中心频率的方法和设备技术

本发明专利技术涉及用于校准以功率分配器模式操作的混合耦合器(CH1)的中心频率(FC1)的方法，该混合耦合器(CH1)包括两个输入(BE1，BE2)、两个输出(BS1，BS2)、耦合在输入(BE1，BE2)与输出(BS1，BS2)之间或在每个输入(BE1，BE2)和每个输出(BS1，BS2)上的电容性模块(MC1)，该电容性模块(MC1)具有可调节的电容值(C1)使得能够调节中心频率(FC1)，该方法包括：在所述混合耦合器(CH1)的第一输入(BE1)上输出具有第一参考频率(FREF1)的第一参考信号(SREF1)，测量输出到耦合器(CH1)的第一输出(BS1)的第一信号(S1)的峰值(VC1)以及测量输出到耦合器(CH1)的第二输出(BS2)的第二信号(S2)的峰值(VC2)，比较两个峰值(VC1，VC2)，并调节电容性模块(MC1)的电容值(C1)，直到在容限内得到相等的峰值(VC1，VC2)。

Method and equipment for calibrating center frequency of hybrid coupler

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于校准混合耦合器的中心频率的方法和设备本专利技术的实施方式和实施例涉及电子设备，更特别地涉及包括电磁应用领域、特别是射频领域(“射频”，缩写为RF)中的本领域技术人员知晓的混合耦合器(“混合耦合器”为英文术语)的电子设备。常规的混合耦合器，更特别地常规的正交混合耦合器，或90°混合耦合器，通常包括：第一输入端子，第二输入端子，当耦合器以功率分配器模式操作时称为隔离，耦合到例如50欧姆的阻抗；或者当耦合器以功率组合器模式操作时，第二输入端子称为耦合；或者当耦合器以移相器模式操作时，第二输入端子称为直接，第一输出端子，称为发送，以及第二输出端子，当耦合器以功率分配器模式和以移相器模式操作时称为耦合，或当耦合器以功率组合器模式操作时称为隔离，连接到例如50欧姆的阻抗。当混合耦合器根据功率分配器模式操作时，该耦合器旨在接收第一输入端子上的输入信号，并且在第一输出端子和第二输出端子之上例如平均分配输入信号的功率。应当注意，在第一输出端子和第二输出端子上递送的信号包括例如90度的相移。当混合耦合器根据功率组合器模式操作时，该耦合器旨在接收第一输入端子上的第一输入信号以及称为“耦合”的第二输入端子上相对于第一输入信号具有例如90度的相移的第二输入信号，并且在第一输出端子上递送第一输入信号和第二输入信号的功率的组合。称为“隔离”的第二输出端子耦合到例如50欧姆的阻抗。应当注意，由于在两个输入信号之间的相移，第一输出端子处的功率重组是相长的，而第二输出端子处的功率重组是相消的。当混合耦合器根据移相器模式操作时，该耦合器旨在接收第一输入端子上的输入信号。耦合器的第一输出端子和第二输出端子分别耦合到两个可变复阻抗，该可变复阻抗与耦合器的例如50欧姆的参考阻抗不同，并且涉及本领域技术人员已知的反射系数。在耦合器的第一输入端子上接收的输入信号通过耦合器，并在第一输出端子和第二输出端子处反射。经反射的信号再次通过耦合器，并在第一输入端子和第二输入端子处组合。应当注意，在第一输入端子处的经反射信号的组合是相消的，因为它们相位相反，并且在第二输入端子处的经反射的信号的组合是相长的。因此，该耦合器被配置用于将具有等于反射系数的模量的衰减和与反射系数的角度有关的相移的输出信号递送到第二输入端子。通常，这样的混合正交耦合器在结构上非常对称。因此，任何端子都可以用作输入。这样的混合耦合器通常具有较窄的带宽。因此，混合耦合器中心频率的调节需要若干个适配级。此外，混合耦合器的中心频率会受到本领域技术人员通常已知的称为“角”冲击(“角冲击”为英文术语)的影响。该角冲击通常与制造混合耦合器的方法的变化有关。在最坏的情况下，这种角冲击可能导致达到混合耦合器中心频率的20％，甚至更高的变化。在这方面，当由于角冲击而导致在递送到第一输入端子的信号的频率与混合耦合器的中心频率之间存在差异时，可以观察到在两个输出端子上经递送的信号的幅度的差异。幅度的这种差异对混合耦合器的性能有负面影响。如果将若干个混合耦合器合并到电磁系统中，则系统的整体性能可能会受到相当大的影响。因此，需要提出一种具有低复杂度并且具有低能耗的技术解决方案，使得能够以简单的方式，优选地以自动的方式，根据参考频率来调节混合耦合器的中心频率，同时使用与所有常规技术兼容的硅上的实现方式。根据一个方面，提出了一种用于校准根据功率分配器模式操作的混合耦合器的中心频率的方法。混合耦合器包括两个输入、两个输出、一个电容性模块，该电容性模块耦合在输入与输出之间或在每个输入和每个输出上。电容性模块具有可调节的电容值，使得能够调节中心频率。该方法包括：在所述混合耦合器的第一输入上递送具有第一参考频率的第一参考信号，(通过峰值检测器或通过任何类型的幅度检测)测量递送到耦合器的第一输出的第一信号的峰值以及测量递送到耦合器的第二输出的第二信号的峰值，比较两个峰值并调节电容性模块的电容值，直到在容限内得到相等的峰值为止。第一信号和第二信号例如是电压。在这种情况下，作为非限制性示例，如果两个峰值相差至多5至10mV，则可以认为两个峰值相等。这样的方法有利地使得可以在不计算混合耦合器的实际中心频率或实际中心频率与第一参考频率之间的差异的情况下校准混合耦合器的中心频率。此外，这样的方法有利地允许简单的自动化校准混合耦合器。更精确地，可以例如通过算法的手段将混合耦合器的中心频率自动地调节到选定的频率，即参考频率。由于混合耦合器也可以操作为功率组合器，因此还提出了一种针对该操作模式的校准方法。在这方面并且根据另一方面，提出了一种用于校准根据功率组合器模式操作的混合耦合器的中心频率的方法。混合耦合器包括两个输入，两个输出，一个电容性模块，该电容性模块耦合在输入与输出之间或在每个输入和每个输出上。电容性模块具有可调节的电容值，使得可以调节中心频率。该方法包括：在所述混合耦合器的第一输出上递送具有第二参考频率的第二信号，测量递送到耦合器的第一输入的第一信号的峰值和递送到耦合器的第二输入的第二信号的峰值，比较两个峰值并且调节电容性模块的电容值，直到在容限内得到相等的峰值。应当注意，混合耦合器的第一输出在此用作功率组合器的输入，并且混合耦合器的第一输入和第二输入用作功率组合器的输出。根据另一方面，提出了一种用于校准根据移相器模式操作的混合耦合器的方法，该混合耦合器包括两个输入、两个输出、耦合在输入和输出之间或在每个输入和每个输出上的电容性模块，电容性模块具有可调节的电容值，使得可以调节中心频率。该方法包括：在所述混合耦合器的第一输入上递送具有第三参考频率的第三参考信号，测量递送到耦合器的第一输出的第一信号的峰值和递送到耦合器的第二输入的第二信号的峰值，以及比较两个峰值并且调节电容性模块的电容值，直到在容限内得到相等的峰值为止。根据另一方面，提出了一种用于校准结构的方法，该结构包括：以功率分配器模式操作的输入混合耦合器，以功率组合器模式操作的输出混合耦合器，以及耦合在两个耦合器之间的可断开的耦合级。该方法包括在诸如上文限定的校准根据功率分配器模式操作的输入混合耦合器的中心频率之前和在诸如上文限定的校准根据功率组合器模式操作的输出混合耦合器的中心频率之前断开耦合级。根据另一方面，提出了一种用于校准结构的方法，该结构包括具有相同结构并且能够根据相同或不同模式进行操作的至少两个混合耦合器，以及可能耦合在至少两个混合耦合器中的某些耦合器之间的一个或多个可断开的耦合级。该方法包括：如果存在一个或多个耦合级，则断开一个或多个耦合级，诸如上文限定的对根据功率分配器模式操作的输入混合耦合器的中心频率进行第一校准，或者诸如上文限定的对根据功率组合器模式操作的输出混合耦合器的中心频率进行校准，在第一校准结束时记录经校准的混合耦合器的电容性模块的电容值，以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于校准以功率分配器模式操作的混合耦合器(CH1)的中心频率(FC1)的方法，所述混合耦合器(CH1)包括两个输入(BE1，BE2)、两个输出(BS1，BS2)、电容性模块(MC1)，所述电容性模块(MC1)被耦合在所述输入(BE1，BE2)与所述输出(BS1，BS2)之间或在每个输入(BE1，BE2)和每个输出(BS1，BS2)上，所述电容性模块(MC1)具有可调节的电容值(C1)，使得能够调节所述中心频率(FC1)，所述方法包括：/n在所述混合耦合器(CH1)的第一输入(BE1)上递送具有第一参考频率(FREF1)的第一参考信号(SREF1)，/n测量向所述耦合器(CH1)的第一输出(BS1)递送的第一信号(S1)的峰值(VC1)以及测量向所述耦合器(CH1)的所述第二输出(BS2)递送的第二信号(S2)的峰值(VC2)，/n比较两个峰值(VC1，VC2)，并调节所述电容性模块(MC1)的所述电容值(C1)，直到在容限内得到相等的所述峰值(VC1，VC2)。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于校准以功率分配器模式操作的混合耦合器(CH1)的中心频率(FC1)的方法，所述混合耦合器(CH1)包括两个输入(BE1，BE2)、两个输出(BS1，BS2)、电容性模块(MC1)，所述电容性模块(MC1)被耦合在所述输入(BE1，BE2)与所述输出(BS1，BS2)之间或在每个输入(BE1，BE2)和每个输出(BS1，BS2)上，所述电容性模块(MC1)具有可调节的电容值(C1)，使得能够调节所述中心频率(FC1)，所述方法包括：
在所述混合耦合器(CH1)的第一输入(BE1)上递送具有第一参考频率(FREF1)的第一参考信号(SREF1)，
测量向所述耦合器(CH1)的第一输出(BS1)递送的第一信号(S1)的峰值(VC1)以及测量向所述耦合器(CH1)的所述第二输出(BS2)递送的第二信号(S2)的峰值(VC2)，
比较两个峰值(VC1，VC2)，并调节所述电容性模块(MC1)的所述电容值(C1)，直到在容限内得到相等的所述峰值(VC1，VC2)。


2.一种用于校准根据功率组合器模式操作的混合耦合器(CH2)的中心频率(FC2)的方法，所述混合耦合器(CH2)包括两个输入(BE3，BE4)、两个输出(BS3，BS4)、电容性模块(MC2)，所述电容性模块(MC2)被耦合在所述输入(BE3，BE4)与所述输出(BS3，BS4)之间或在每个输入(BE3，BE4)和每个输出(BS3，BS4)上，所述电容性模块具有可调节的电容值(C2)使得能够调节所述中心频率(FC2)，所述方法包括：
在所述混合耦合器(CH2)的第一输出(BS3)上递送具有第二参考频率(FREF2)的第二参考信号(SREF2)，
测量向所述耦合器(CH2)的第一输入(BE3)递送的第一信号(S3)的峰值(VC3)和向所述耦合器(CH2)的所述第二输入(BE4)递送的第二信号(S4)的峰值(VC4)，
比较两个峰值(VC3，VC4)，并调节所述电容性模块(MC2)的所述电容值(C2)，直到在容限内得到相等的所述峰值(VC3，VC4)。


3.一种用于校准根据移相器模式操作的混合耦合器(CH3)的方法，所述混合耦合器(CH3)包括两个输入(BE5，BE6)、两个输出(BS5，BS6)、电容性模块(MC3)，所述电容性模块(MC3)被耦合在所述输入(BE5，BE6)与所述输出(BS5，BS6)之间或在每个输入(BE5，BE6)和每个输出(BS5，BS6)上，所述电容性模块(MC3)具有可调节的电容值(C3)，使得能够调节中心频率(FC3)，所述方法包括：
在所述混合耦合器(CH3)的第一输入(BE5)上递送具有第三参考频率(FREF3)的第三参考信号(SREF3)，
测量向所述耦合器(CH3)的第一输出(BS5)递送的第一信号(S5)的峰值(VC5)和向所述耦合器(CH3)的所述第二输入(BE6)递送的第二信号(S6)的峰值(VC6)，以及
比较两个峰值(VC5，VC6)，并调节所述电容性模块(MC3)的所述电容值(C3)，直到在容限内得到相等的所述峰值(VC5，VC6)。


4.一种用于校准结构(5)的方法，所述结构包括以功率分配器模式操作的输入混合耦合器(CH1)、以功率组合器模式操作的输出混合耦合器(CH2)和耦合在两个耦合器(CH1，CH2)之间的可断开的耦合级(6)，所述方法包括在根据权利要求1校准根据功率分配器模式操作的所述输入混合耦合器(CH1)的所述中心频率(FC1)之前和根据权利要求2校准根据功率组合器模式操作的所述输出混合耦合器(CH2)的所述中心频率(FC2)之前断开所述耦合级(6)。


5.一种用于校准结构(9)的方法，所述结构(9)包括：具有相同结构并且能够根据相同或不同模式进行操作的至少两个混合耦合器(CH1，CH2，CH3)、以及耦合在所述至少两个混合耦合器(CH1，CH2)中的某些混合耦合器之间的可能的一个或多个可断开的耦合级(6)，所述方法包括：
如果存在所述一个或多个耦合级(6)，则断开所述一个或多个耦合级(6)，
根据权利要求1至3中任一项来第一校准所述至少两个混合耦合器中的任何一个混合耦合器(CH3)的中心频率(FC1)，
记录在所述第一校准结束时所校准的所述混合耦合器(CH3)的所述电容性模块(MC3)的电容值(C3C)，以及
利用所述电容值(C3C)调节另外的一个或多个耦合器(CH1，CH2)的一个或多个电容性模块(MC1，MC2)，然后这些另外的耦合器(CH1，CH2)被认为已校准。


6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述混合耦合器(CH1，CH2，CH3)是90°混合耦合器。


7.一种电子设备，包括：
根据功率分配器模式操作的混合耦合器(CH1)，所述混合耦合器(CH1)包括两个输入(BE1，BE2)、两个输出(BS1，BS2)、电容性模块(MC1)，所述电容性模块(MC1)被耦合在所述输入(BE1，BE2)与所述输出(BS1，BS2)之间或在每个输入(BE1，BE2)和每个输出(BS1，BS2)上，所述电容性模块(MC1)具有可调节的电容值(C1)使得能够调节所述混合耦合器(CH1)的中心频率(FC1)，所述混合耦合器(CH1)的第一输入(BE1)旨在接收具有第一参考频率(FREF1)的第一参考信号(SREF1)，
测量级(EM1)，被配置用于测量递送到所述耦合器(CH1)的第一输出(BS1)的第一信号(S1)的峰值(VC1)和递送到所述耦合器(CH1)的所述第二输出(...

【专利技术属性】
技术研发人员：V·诺皮克，J·福雷斯特，E·科赫维，
申请(专利权)人：意法半导体有限公司，波尔多大学，波尔多理工学院，国家科学研究中心，
类型：发明
国别省市：法国;FR