[实用新型]定向耦合器、功率放大器及射频模块

说明书

本实用新型公开了一种定向耦合器、功率放大器及射频模块，该定向耦合器包括：位于第一导体层上的主信号线和耦合信号线，主信号线包括电性隔离的多段线路；耦合信号线的至少部分呈平面螺旋结构；主信号线的多段线路上与同一连接线连接的两个线路端被耦合信号线隔离，且主信号线的多段线路经多个连接线和多个通孔电极被依次连接成至少部分呈平面螺旋结构；耦合信号线的至少部分和主信号线的至少部分相邻且相互平行；定向耦合器的输入端、输出端、隔离端和耦合端上均设置有焊球。本实用新型可以实现更小体积的定向耦合器封装，适用于在射频功率放大器中集成，同时可以提高定向耦合器的幅度平衡性能和相位平衡性能，进一步降低了损耗。

技术领域

本实用新型涉及射频技术领域，具体涉及一种定向耦合器、功率放大器及射频模块。

背景技术

定向耦合器(directional coupler)是一种电子器件，通常用于射频领域例如射频功率器件中。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。

射频功率器件例如射频功率放大器(本文中简称功率放大器)的功率密度有限，在大功率应用下会使用低损耗定向耦合器(如90度耦合器)对射频功率进行合路。在现代无线通讯系统中，随着集成度的增加，低损耗定向耦合器被频繁的作为合路器使用在功率放大器的设计中，这就对耦合器的尺寸以及损耗有了很高的要求，除此以外，定向耦合器还广泛应用于电调移相器，电调衰减器中。

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中。该功率放大器是指将裸片(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都会集成有定向耦合器。

在传统的应用中，由于低成本的高要求，定向耦合器只能采用正装IPD的封装形式，正装IPD的芯片尺寸虽然小，但是因为需要绑线，实际使用面积要比倒装大的多，由于现代无线通讯系统的尺寸在不断缩小，系统对其内部的功率放大器件的尺寸也有严格的要求，小功率/大功率的功率放大器的芯片基板单边尺寸一般不超过10mm，如果将正装IPD形式的耦合器封装在一颗功率放大器芯片基板内，会大大影响其他器件的布局。

因此，有必要提供改进的技术方案以克服现有技术中存在的以上技术问题。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种定向耦合器、功率放大器及射频模块，可以实现更小体积的定向耦合器封装，适用于在射频功率放大器中集成，同时可以提高定向耦合器的幅度平衡性能和相位平衡性能，进一步降低了损耗。

根据本公开第一方面，提供了一种定向耦合器，集成于功率放大器内，该定向耦合器包括：

主信号线，包括位于第一导体层上电性隔离的多段线路，且每段线路的两端均连接有通孔电极，所述主信号线的两端分别与所述定向耦合器的输入端和输出端连接；

耦合信号线，位于所述第一导体层上，所述耦合信号线的至少部分呈平面螺旋结构并环绕所述第一导体层的中央区域，所述耦合信号线的两端分别与所述定向耦合器的隔离端和耦合端连接；

多个连接线，位于第二导体层上，经由多个通孔电极与第一导体层上的所述主信号线电性连接，

其中，所述主信号线的多段线路上与同一连接线连接的两个线路端被所述耦合信号线隔离，且所述主信号线的多段线路经所述多个连接线和所述多个通孔电极被依次连接成至少部分环绕所述第一导体层的中央区域的平面螺旋结构；

所述耦合信号线的至少部分和所述主信号线的至少部分相邻且相互平行；以及

所述定向耦合器的输入端、输出端、隔离端和耦合端上均设置有焊球，所述定向耦合器经由焊球实现在所述功率放大器内的倒装封装。