[发明专利]宽带定向耦合器

说明书

【技术领域】

本发明涉及电路设计领域，特别涉及一种宽带定向耦合器。

【背景技术】

传统的定向耦合器，特别是宽带定向耦合器一般是通过优化传输线的无源结构来实现的，这种分布式设计方法实现的定向耦合器虽然性能较好，但往往需要很大的面积或复杂的结构来实现，因而受制于面积、成本、工艺等因素。

因此，有必要提出改进的带定向耦合器。

【发明内容】

本发明的目的之一在于提供一种改进的宽带定向耦合器，其采用集总元件形成，既节省了面积，且使用灵活。

为了解决上述问题，本发明提供一种定向耦合器，其包括：发射端口、输出端口、隔离端口、耦合端口、连接于所述发射端口和所述输出端口之间的第一电感以及连接于所述耦合端口和所述隔离端口之间的第二电感，其中第一电感的电感值小于第二电感的电感值，至少第二电感为集总元件。

进一步的，所述定向耦合器在工作于第一频率和第二频率之间时，发射端口和输出端口之间的插入损耗不超过0.5dB，发射端口和耦合端口之间的耦合度在-20dB和-30dB之间，所述发射端口和所述隔离端口之间的隔离度低于-30dB，各个端口的回损均小于-10dB，其中第一频率小于等于650MHz，第二频率大于等于2.7GHz。

进一步的，定向耦合器还包括有：连接于所述耦合端口和接地端之间的第一阻抗以及连接于所述隔离端口和接地端之间的第二阻抗，第二阻抗和第一阻抗为集总元件。

进一步的，该第一阻抗为电阻、MOS晶体管、电容、电感中的一个或两个的串联或并联，该第二阻抗为电阻、MOS晶体管、电容、电感中的一个或两个的串联或并联，第一阻抗的取值不等于第二阻抗的取值。

进一步的，第一阻抗或第二阻抗的取值为零。

进一步的，所述定向耦合器形成于基板上或芯片上。

进一步的，定向耦合器还包括有：连接于所述耦合端口和所述发射端口之间的第一电容。

进一步的，定向耦合器还包括有：连接于所述隔离端口和所述输出端口之间的第二电容。

进一步的，定向耦合器还包括：与第二电感一并串联于耦合端口和隔离端口之间的第三电感和/或第一电阻，第三电感和第一电阻为集总元件。

与现有技术相比，本发明中利用集总元件实现了宽带定向耦合器，其既节省了面积，且使用灵活，特别适用于片上实现或者基板设计，这种结构相较于分布式无源结构的方案而言，对无源结构的设计要求大大降低，灵活性也大大增强，而且容易实现高集成度和低成本。

【附图说明】

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：

图1示出了本发明中的宽带定向耦合器的设计模型示意图；

图2示出了本发明中的宽带定向耦合器在一个实施例中的电路图；

图3为图2中的宽带定向耦合器的插损频率特性曲线S21的示意图；

图4为图2中的宽带定向耦合器的耦合系数频率特性曲线S41、隔离度频率特性曲线S42的示意图；

图5为图2中的宽带定向耦合器的回损频率特性曲线S11，S22，S33的示意图；

图6示出了本发明中的宽带定向耦合器在另一个实施例中的电路图；

图7为图6中的宽带定向耦合器的插损频率特性曲线S21的示意图；

图8为图6中的宽带定向耦合器的耦合系数频率特性曲线S41、隔离度频率特性曲线S42的示意图；

图9为图6中的宽带定向耦合器的回损频率特性曲线S11，S22，S33的示意图；和

图10示出了本发明中的宽带定向耦合器在再一个实施例中的电路图。

【具体实施方式】

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。除非特别说明，本文中的连接、相连、相接的表示电性连接的词均表示直接或间接电性相连，间接电性相连是指经由另外一个器件或电路电性相连。