[发明专利]一种定向耦合器

说明书

本申请公开了一种定向耦合器。主信号线包括第一导体层上电性隔离的主信号线第一段与主信号线第二段。耦合信号线是第一导体层上的传输线，位于主信号线第一段与主信号线第二段之间；耦合信号线的至少一部分与主信号线第一段的至少一部分、主信号线第二段的至少一部分相邻且大致平行。开路截线包括第一导体层上的开路截线一与开路截线二；两条开路截线的至少一部分分别与两段主信号线的至少一部分相邻且大致平行。通孔电极电性连接第一导体层上的主信号线与第二导体层上的连接线。连接线在第二导体层上，用来电性连接第一导体层上的主信号线第一段与主信号线第二段。本申请的定向耦合器具有耦合系数大、面积小的特点。

技术领域

本申请涉及一种射频器件，特别是涉及一种定向耦合器。

背景技术

定向耦合器（directional coupler）是一种电子器件，通常用于射频领域。一种常见的定向耦合器是由两条耦合的传输线（transmission line）构成的，这两条传输线离得足够近，当能量在一条传输线中通过时就会耦合到另一条传输线上。

在移动通信领域中，以手机为典型代表的移动终端中通常具有定向耦合器，例如用来在移动终端与基站的通信中进行外环功率控制。通常对移动终端中的定向耦合器的性能指标要求为耦合系数（coupling factor）的绝对值≥20dB，方向性（directivity）≥20dB，各端口驻波比（standing wave ratio，SWR）在1.1以内。移动终端中的定向耦合器可以是一个独立器件，也可以集成在功率放大器模块中。所述功率放大器模块是指将裸片（die）与外围电路封装在一起的芯片，裸片上具有半导体器件形式的功率放大元件，外围电路例如包括匹配电路等。作为独立器件的定向耦合器具有成本高、需要进行额外调试等缺点。为了减少成本，大部分的功率放大器模块都会集成有定向耦合器。集成在功率放大器模块中的定向耦合器也有耦合系数小、占用面积大、会牺牲功率放大器的射频性能等缺点。

请参阅图1，这是一种传统的传输线类型的定向耦合器，是一种前向耦合器（forward coupler）。所述定向耦合器包括主信号线10和耦合信号线20，宽度均为W。主信号线10的两端分别是输入端P1和输出端P2。耦合信号线20的两端分别是耦合端P3和隔离端P4。输入端P1和隔离端P4在定向耦合器的一侧，输出端P2和耦合端P3在定向耦合器的另一侧。主信号线10的耦合段长度为L，耦合信号线20的耦合段长度也为L，主信号线10的耦合段与耦合信号线20的耦合段以间距S平行排列。当电磁信号从输入端P1进入主信号线10再从输出端P2离开，由于主信号线10的耦合段与耦合信号线20的耦合段之间的相互耦合，就会在耦合信号线20产生与主信号线10中的信号传输方向相同的耦合信号并在耦合端P3输出耦合信号。

请参阅图2，这是另一种传统的传输线类型的定向耦合器，是一种反向耦合器（reverse coupler）。所述定向耦合器包括主信号线10和耦合信号线20，宽度均为W。主信号线10的两端分别是输入端P1和输出端P2。耦合信号线20的两端分别是耦合端P3和隔离端P4。输入端P1和耦合端P3在定向耦合器的一侧，输出端P2和隔离端P4在定向耦合器的另一侧。主信号线10的耦合段长度为L，耦合信号线20的耦合段长度也为L，主信号线10的耦合段与耦合信号线20的耦合段以间距S平行排列。当电磁信号从输入端P1进入主信号线10再从输出端P2离开，由于主信号线10的耦合段与耦合信号线20的耦合段之间的相互耦合，就会在耦合信号线20产生与主信号线10中的信号传输方向相反的耦合信号并在耦合端P3输出耦合信号。