[发明专利]方向性耦合器和无线通信装置

说明书

技术领域

本发明涉及方向性耦合器和无线通信装置，特别涉及使方向性耦合器中的耦合度的频率特性平坦化的技术。

背景技术

可以取出在传送线路上传播的电力的一部分的方向性耦合器（Directional Coupler/以下仅称为“耦合器”），在构成手机或无线LAN通信装置、蓝牙（Bluetooth）标准的通信装置等各种无线通信器械的发送电路的方面成为不可或缺的部件。

具体而言，耦合器构成以使发送信号的电平（level）成为一定的方式进行控制的调整单元，但该调整单元具备可控制增益的电力放大器（以下称为“PA”）、检测出发送信号的电平的耦合器、自动输出控制电路（以下称为“APC电路”）。所输入的发送信号被PA放大后，通过耦合器输出。耦合器将与从PA输出的发送信号的电平对应的电平的监测信号输出至APC电路。APC电路根据监测信号的电平（即发送信号的电平）控制PA的增益以使PA的输出成为一定。通过这样的PA的反馈控制来谋求发送输出的稳定化。

上述耦合器具备以电磁场耦合的方式彼此接近而配置的主线路与副线路，传送发送信号的主线路分别在一端配备输入端，在另一端配备输出端，检测出发送信号的电平的副线路分别在一端配备耦合端、在另一端配备隔离端。然后，在主线路传送的发送信号的一部分通过副线路被取出，通过耦合端而作为监测信号输出至APC电路。

作为耦合器的主要特性，可以举出插入损耗、耦合度、隔离度和方向性。插入损耗是由于耦合而产生的损耗，希望是低的。耦合度是正向（从主线路的输入端向输出端的方向）传播的电力与耦合端所取出的电力之比。隔离度表示反向（从主线路的输出端向输入端的方向）传播的电力朝着耦合端的泄漏的少的程度，因此希望其是高的（泄漏小）。另外，方向性是隔离度与耦合度之差，越高（绝对值大）则成为越良好的耦合器，能够减小检测误差而形成良好的APC电路。因此，方向性一般要求在20dB以上。

另一方面，手机或智能手机所代表的携带终端的通信频率带在各国家或地区不同，因此近年来提供了可利用能够灵活对应于这些频率情形的多个频带的通信装置。例如是可利用2个频带的双波段方式或可利用3个频带的三波段方式、还有可利用4个频带的四波段方式等。

另外，作为与这样的耦合器关联的文献有下述专利文献。

专利文献1：日本特开2002-280812号公报

专利文献2：日本特开2011-61440号公报

专利文献3：日本特开2009-27617号公报

发明内容

然而，作为发送信号传播的电力与耦合器的耦合端所取出的电力之比即所述耦合度，在实现发送电力的高精度的控制（PA的正确的反馈控制）的方面上希望其频率特性是平坦的，一般而言，若将主线路与副线路的长度设定为使用频带的1/4波长左右，则能够在该频带中获得平坦的耦合度。

然而，手机等的移动体无线器械主要所使用的准微波带的1/4波长为25cm~3cm左右（例如在10GHz是3cm），非常长，从尺寸的方面看,在需要轻薄短小化的手机等的移动体无线器械中所使用的耦合器中配备该长度的耦合线路是不现实的。另外，若使用数厘米以上的长的耦合线路，则插入损耗变得非常大，产生导致电池寿命的大幅劣化这样的对于移动体无线器械而言致命的不利情形。因此，通常使用比使用频带的1/4波长更短的耦合线路的耦合器。但是，这样的耦合线路的特性一般随频率变动，有频率越高耦合度越上升的趋势（例如参照上述专利文献1的图6（b））。

另一方面，在UMTS（Universal Mobile Telecommunications System：通用移动电话通信系统）或3G这样的第3代手机系统中，对于例如覆盖Band1（波段1）（1920~2170MHz）至Band5（波段5）（824~894MHz）而言，有必要使耦合度在800~2200MHz的宽频带中一定，但现在未能提供满足这样的标准的耦合器。

因此，在现有技术中，在构成利用频带涉及宽范围的装置的情况下，有必要具备多个耦合器。例如，图27是表示可利用多个频带的手机的发送接收部的一个例子的框图，但是在该图所示的现有的多波段方式的手机中，对应于利用频带而设置的发送电路301、401中分别配备耦合器311、411。再有，在该图中，符号101表示天线，102表示将通过天线101接收的电波分配至接收电路103、104并且将从发送电路301、401输入的发送信号送出至天线101的开关。开关102通过组合例如双工器（diplexer）或高频开关而构成。