定向耦合器及使用该定向耦合器的双频带发射机制造技术

在此公开了一种通过用于信号耦合的带状线和用于相位补偿的叉指电容器实现的定向耦合器，以及使用该定向耦合器的双频带发射机。定向耦合器包括第一发射器件、第一定向耦合器件，用于耦合来自第一发射器件的信号的一部分、第一叉指电容器，连接在第一发射器件和第一定向耦合器件之间、第二发射器件、第二定向耦合器件，用于耦合来自第二发射器件的信号的一部分，以及连接在第二发射器件和第二定向耦合器件间的第二叉指电容器。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及应用于双频带移动通信终端诸如双频带移动电话上的定向耦合器，以及更具体地说，涉及通过用于信号耦合的带状线和用于相位补偿的叉指电容器实现以便它能改进定向性、最小化工艺误差以及微型化，从而更容易以单芯片的形式实现的定向耦合器，以及使用该定向耦合器的双频带发射机。
技术介绍
一般来说，功率放大器用在移动通信终端，诸如移动电话的发射机中，以便放大将通过终端的天线送出的发射信号的功率。这一功率放大器必须将该发射信号放大到适当的功率水平。能将用于调整功率放大器的输出功率的方法粗略在分成两种类型，通过定向耦合器检测来自功率放大器的输出端口的输出信号的一部分，使用肖特基二极管将所检测的信号转换成直流(DC)电流，以及通过比较器将所转换的DC电流与参考电压比较的闭环型，以及通过读出施加到功率放大器上的电压或电流，调整功率的开环型。闭环方法是传统的方法并具有能精确地控制功率的优点，但缺点在于涉及复杂电路实现，以及由于耦合器的损耗，降低放大器的功率。当前通常使用开环方法，因为其电路实现简单，但缺点在于不能精确控制功率。近年来，以集成电路(IC)的形式提供用在闭环方法中的部件，从而使电路实现简单。另外，控制芯片的性能会变得更好，从而显著地降低定向耦合器的耦合值，导致显著降低耦合器的损耗。特别地，能精确地控制功率的闭环方法已经应用于GSM(全球移动系统)通信系统，其中非常关注斜坡曲线。下面将参考图1，描述具有上述闭环类型的功率控制功能的发射机。图1是表示传统的发射机的结构的框图。如图1所示，传统的发射机包括用于放大发射信号ST的功率的功率放大器11、用于耦合来自功率放大器11的输出信号部分的定向耦合器12、用于在由定向耦合器12耦合的信号的电平的基础上，控制功率放大器11的放大系数的功率控制器13，以及用于通过定向耦合器12，从功率放大器11接收输出信号以及将其传递到天线ANT的滤波器14。近年来，已经开发了双频带终端，其能发射和接收两种频带的信号，例如高频带，诸如使用约1800MHz的DCS(数字蜂窝系统)1800通信系统的频带，以及低频带，诸如使用约900MHz的GSM通信系统的频带。这种双频带终端要求能耦合两种频带的每一个的信号以便控制每个频带的功率的定向耦合器。这种用于双频带终端的定向耦合器必须具有良好的定向性以及带间隔离特性。在下文中，将参考图2来描述应用于双频带终端的一种这样的定向耦合器。图2是传统的定向耦合器的布局视图。应用用标记20表示的、如图2所示的传统的定向耦合器来分别耦合第一输入端口1和第一输出端口2间的信号部分以及第二输入端口4和第二输出端口5间的信号部分，以及通过耦合端口3输出耦合信号。为此，定向耦合器20包括第一频带信号线SL1、第二频带信号线SL2和相邻地位于两个频带信号线SL1和SL2间的耦合线SL3。耦合线SL3共同用于两个频带，并具有连接到耦合端口3的一个端口以及经50Ω的电阻器RT连接到接地端的另一端口。这一定向耦合器具有由耦合线和每个信号线间的距离确定的耦合系数，以及耦合线的长度通常为λ/4。在欧洲专利No.0,859,463A3中示出了这种定向耦合器的详细描述。通常应用于双频带发射机的定向耦合器20通过使用一条耦合线，通过一个耦合端口输出两个频带的耦合信号。因此，减小了耦合器本身的大小，还简化了包括检测二极管、比较器等等的功率控制器。即，与按频带单个耦合的结构相比，在大小方面这一耦合结构更简洁和简单。然而，由于在用于双频带发射机的传统的定向耦合器中，耦合端口共同用于两个频带以便降低耦合器的芯片大小，问题在于在双频带发射机中降低了带间隔离。已经提出了如图3所示，使用双工器的滤波器型定向耦合器以便改进双频带发射机中的带间隔离。图3是传统的滤波器型定向耦合器的示意图。用标记30表示的、如图3所示的传统的滤波器型定向耦合器包括用于耦合第一输入端口1和第一输出端口2间的信号部分的第一耦合电容器C1、用于耦合第二输入端口4和第二输出端口5间的信号部分的第二耦合电容器C2，以及用于通过耦合端口3输出由第一和第二耦合电容器C1和C2耦合的信号的双工器31。双工器31包括用于高通滤波由第一耦合电容器C1耦合的信号的第一滤波器FT1，以及用于低通滤波由第二耦合电容器C2耦合的信号的第二滤波器FT2。在这一传统的滤波器型定向耦合器中，每个滤波器有选择地仅通过两个频带的相应的一个并阻碍另一频带，从而使两个频带间的隔离良好。一般来说，用于移动通信终端诸如移动电话的定向耦合器耦合用于功率控制所需的少量功率，例如约-33dB或-28dB，其导致约-0.02dB的耦合损耗。考虑到传输线上的损耗，出现由于不匹配等等的反射损耗，约-0.05至-0.1dB的小耦合损耗。然而，上述的传统滤波器型定向耦合器的不利之处在于增加了芯片大小并降低定向性，如参考图4a至4d所述。图4a至4d表示在通过第一输入端口1和第一输出端口2发射DCS频带信号，通过第二输入端口4和第二输出端口5发射GSM频带信号，以及通过耦合端口3输出DCS频带信号和GSM频带信号的耦合信号的情况下，图3的滤波器型定向耦合器的特性。图4a至4d是表示图3的滤波器型定向耦合器的特性的视图。在图4a中，S(2，1)和S(5，4)分别是DCS和GSM频带的插入损耗。在图4b中，S(3，1)是DCS1800MHz的耦合值，以及S(3，2)是在DCS频带输出端口处出现的抽取功率值。在这里，S(3，1)和S(3，2)间的差值表示定向性。在图4c中，S(1，4)是带间隔离。在图4d中，S(3，4)是GSM频带的耦合值，以及S(3，5)是在GSM输出端口处出现的抽取功率值。在这里，S(3，4)和S(3，5)间的差值表示定向性。S(P1，P2)，其中，P1和P2表示端口，表示部分发送到端口P1的端口P2的信号量。例如，S(3，1)表示从端口1发送到端口3的信号量。在传统的滤波器型定向耦合器中，然而，为抽取约33dB的低耦合值，有必要缩短带状线并使信号线与耦合线彼此远离。在这种情况下，为S(3，2)和S(3，1)间的差值以及S(3，4)和S(3，5)间的差值的定向性显示为约0至-1dB的低值，如图4b和4d所示。因此，传统的滤波器型定向耦合器的不利之处在于差的定向性并增加了芯片大小。
技术实现思路
因此，鉴于上述问题，做出了本专利技术，以及本专利技术的目的是提供通过用于信号耦合的带状线以及用于相位补偿的叉指电容器实现以便改进定向性、最小化工艺误差以及微型化，从而容易用单芯片形式实现的定向耦合器，以及使用该定向耦合器的双频带发射机。根据本专利技术的方面，通过提供一种定向耦合器来实现上述和其他目的，包括第一发射器件，用于发射第一频带信号；第一定向耦合器件，包括第一端子和第二端子并与第一发射器件分开预定距离，第一定向耦合器件耦合来自第一发射器件的第一频带信号的一部分并在其第一端子处生成耦合信号，第一定向耦合器件的第二端子连接到接地端；第一叉指电容器，具有连接到第一发射器件的一端以及连接到第一定向耦合器件的另一端；第二发射器件，用于发射第二频带信号；第二定向耦合器件，包括第一端子和第二端子并与第二发射器件分开预定距离，第二定向耦合器件耦合来自第二发射器件的第二频带信号的一部分以及本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种定向耦合器，包括：第一发射器件，用于发射第一频带信号；第一定向耦合器件，包括第一端子和第二端子并与所述第一发射器件分开预定距离，所述第一定向耦合器件耦合来自所述第一发射器件的所述第一频带信号的一部分并在其所述第一端子处生 成耦合信号，所述第一定向耦合器件的第二端子连接到接地端；第一叉指电容器，具有连接到所述第一发射器件的一端以及连接到所述第一定向耦合器件的另一端；第二发射器件，用于发射第二频带信号；　第二定向耦合器件，包括第一端子和第 二端子并与所述第二发射器件分开预定距离，所述第二定向耦合器件耦合来自所述第二发射器件的所述第二频带信号的一部分以及在其所述第一端子处生成耦合信号，所述第二定向耦合器件的所述第二端子连接到所述接地端；以及第二叉指电容器，具有连接到所述 第二发射器件的一端以及连接到所述第二定向耦合器件的另一端。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：金基仲，许大宪，边宇镇，
申请(专利权)人：三星电机株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]