[发明专利]分支线耦合器及有源天线系统

说明书

提供了一种分支线耦合器和有源天线系统。在实施例中，分支线耦合器包括四个谐振器。该四个谐振器由主体和接地元件形成。谐振器包括电容器元件和电感器元件。该电容器元件的第一部分包括主体的至少一部分，并且该电容器元件的第二部分包括接地元件的至少一部分。电感器元件并联连接至电容器元件。电感器元件包括主体的至少一部分并延伸至接地元件。第一谐振器和第二谐振器通过第一耦合耦合，第二谐振器和第三谐振器通过第二耦合耦合，第三谐振器和第四谐振器通过第三耦合耦合，并且第四谐振器和第一谐振器通过第四耦合耦合。

交叉引用

本申请要求于2018年7月6日向美国专利商标局提交的名称为“分支线耦合器”、申请号为16/028,816的美国专利申请的优先权，其全部内容以引用的方式并入本文。

技术领域

本公开涉及一种耦合器，尤其涉及一种分支线耦合器。

背景技术

分支线耦合器作为基本部件(例如平衡混频器、平衡放大器、功率分配器等)广泛用于各种电路和系统中。

在某些情况下，例如在高频应用中，分支线耦合器的尺寸小，因此可以集成至印刷电路板(printed circuit board，PCB)的表面。因此，可以通过单层PCB或多层PCB设计分支线耦合器。

发明内容

在第一方面，提供一种分支线耦合器。该分支线耦合器包括四个谐振器，即，第一谐振器、第二谐振器、第三谐振器、以及第四谐振器。第一谐振器、第二谐振器、第三谐振器、以及第四谐振器中的每一个包括电感器(或电感器元件)和电容器(或电容器元件)。电感器和电容器并联连接。电感器和电容器接地。第一谐振器和第二谐振器通过第一耦合耦合，第二谐振器和第三谐振器通过第二耦合耦合，第三谐振器和第四谐振器通过第三耦合耦合，并且第四谐振器和第一谐振器通过第四耦合耦合。因此，分支线耦合器具有较好的接地条件，在传输信号时可以改善无源互调性能。

分支线耦合器还包括四个端口，即，第一端口、第二端口、第三端口、以及第四端口。第一端口耦合到第一谐振器并接收输入信号。第二端口耦合到第二谐振器，并输出从输入信号导出的直接信号。第三端口耦合到第三谐振器，并输出从输入信号导出的耦合信号。第四端口耦合到第四谐振器并且是隔离端口。

在根据第一方面的分支线耦合器的第一种可能的实施方式中，四个耦合中的每一个包括电容耦合。可选地，四个耦合中的每一个可以包括电感耦合。电容耦合或电感耦合可以在从通过电容耦合或电感耦合而耦合的谐振器和另一谐振器通过的信号中产生九十度的相位差。因此，在第二端口输出的直接信号相对于在第三端口输出的耦合信号将相移基本上九十度。因此，分支线耦合器可以支持无线通信中的波束成形传输。

在根据第一方面和以上实施方式的分支线耦合器的第二种可能的实施方式中，四个端口中的每一个端口都连接到端口耦合。端口耦合可以将每个端口与对应的谐振器耦合。端口耦合可以将端口的端口阻抗转换为传输线的内部阻抗，传输线的内部阻抗由分支线耦合器中的两个相邻谐振器之间的耦合形成。

在根据第二实施方式的分支线耦合器的第三种可能的实施方式中，端口耦合可以包括电感耦合。在示例中，端口可以通过电感器耦合到对应的谐振器。可选地，四个端口中的每一个都可以连接到接地电容器。

可选地，端口耦合可以包括电容器耦合。在示例中，端口可以通过电感器耦合到对应的谐振器。可选地，四个端口中的每一个都可以连接到接地电感器。

对于其中每个端口都连接到接地电容器或接地电感器的分支线耦合器，该接地电容器和电感器或该接地电感器和电容器可以形成带通滤波器，从而可以扩展输入信号的频率范围。因此，可以扩展无线系统支持的带宽。