[发明专利]具有自动频率检测的自调节电磁耦合器

说明书

包括内置频率检测的电磁耦合器系统，以及包括这种系统的模块和设备。电磁耦合器系统的一个示例包括具有输入端口、输出端口、耦合端口和隔离端口的电磁耦合器，电磁耦合器包括在输入端口和输出端口之间延伸的主线以及在耦合端口和隔离端口之间延伸的耦合线，电磁耦合器被配置为响应于在输入端口处接收到输入信号而在耦合端口处产生耦合信号。可调终端阻抗连接到隔离端口。频率检测器连接到可调终端阻抗和耦合端口，并被配置为检测耦合信号的频率和提供阻抗控制信号，以基于耦合信号的频率调谐可调终端阻抗。

相关申请的交叉引用

本申请要求分别于2016年5月9日和2017年2月6日提交的共同未决的美国临时申请No.62/333,368和62/454,971在35U.S.C.§119(e)以及的PCT第8条下的权益，出于所有目的其各自通过引用整体并入本申请。

背景技术

定向耦合器广泛应用于前端模块(FEM)产品，例如无线电收发器、无线手持设备等。例如，定向耦合器可以用于检测和监视射频(RF)输出功率。当由RF源产生的RF信号被提供给例如天线的负载时，RF信号的一部分可以从负载反射回RF源。RF耦合器可以包括在RF源和负载之间的信号路径中，以提供从RF源传播到负载的RF信号的前向RF功率的指示和/或从负载反射的反向RF功率的指示。RF耦合器包括例如定向耦合器、双向耦合器、多频带耦合器(例如，双频带耦合器)等。

参照图1，RF耦合器100通常具有功率(power)输入端口102、功率输出端口104、耦合端口106和隔离端口108。可包括电感或电容耦合的电磁耦合机制通常由两个并行或重叠的传输线提供，所述传输线例如为微带、带状线、共面线等。在功率输入端口102和功率输出端口104之间延伸的传输线110被称为主线，并且可以将来自功率输入端口102的大部分信号提供给功率输出端口104。在耦合端口106和隔离端口108之间延伸的传输线112被称为耦合线，并且可以用于提取在功率输入端口102和功率输出端口104之间传播的功率的一部分以进行测量。当终端阻抗114被呈送给隔离端口108时(如图1所示)，在耦合端口106处提供从功率输入端口102传播到功率输出端口104的前向RF功率的指示。类似地，当终端阻抗被呈送给耦合端口106时，在隔离端口108处提供从功率输出端口104传输到功率输入端口102的反向RF功率的指示。在各种传统RF耦合器中，终端阻抗114通常由50欧姆分流电阻器实现。

发明内容

各方面和实施例针对电磁耦合器，该电磁耦合器具有内置频率检测以及基于检测到的频率自动调谐终端阻抗的能力，从而改善耦合器操作。

根据一个实施例，电磁耦合器系统包括具有输入端口、输出端口、耦合端口和隔离端口的电磁耦合器，该电磁耦合器包括在输入端口和输出端口之间延伸的主传输线、以及在耦合端口和隔离端口之间延伸的耦合传输线，电磁耦合器被配置为响应于在输入端口处接收到输入信号而在耦合端口处产生耦合信号。电磁耦合器系统还包括连接到隔离端口的可调终端阻抗、以及连接到可调终端阻抗和耦合端口的频率检测器，该频率检测器被配置为检测耦合信号的频率并提供阻抗控制信号，以基于耦合信号的频率调谐可调终端阻抗。电磁耦合器系统还可以包括耦合到频率检测器的控制器，该控制器被配置为从频率检测器接收阻抗控制信号并响应于阻抗控制信号调谐可调终端阻抗。

根据另一个实施例，自调节电磁耦合器组件包括具有输入端口、输出端口、耦合端口和隔离端口的电磁耦合器，该电磁耦合器包括在输入端口和输出端口之间延伸的主线、以及在耦合端口和隔离端口之间延伸的耦合线，电磁耦合器被配置为响应于在输入端口处接收到输入信号而在耦合端口处产生耦合信号。自调节电磁耦合器组件还包括连接到隔离端口的可调终端阻抗、以及连接到耦合端口的频率检测器，该频率检测器被配置为检测耦合信号的频率并提供阻抗控制信号，以基于耦合信号的频率调谐可调终端阻抗。在某些示例中，自调节电磁耦合器组件还可以包括耦合到频率检测器的控制器，该控制器被配置为从频率检测器接收阻抗控制信号并响应于阻抗控制信号调谐可调终端阻抗。