[发明专利]用于定向耦合器的系统和方法

说明书

技术领域

本公开总体涉及一种电子装置，并且更具体地涉及一种用于定向耦合器的系统和方法。

背景技术

定向耦合器作为可以检测沿特定方向传送的功率的电子装置，用于大量各种射频(RF)电路中。例如，定向耦合器可以用于雷达系统中以通过从反射波分离入射波而检测反射波，或者可以用于测量传输线的阻抗失配的电路。功能上，定向耦合器具有正向传输路径以及耦合的传输路径。正向传输路径通常具有低损耗，而耦合的传输路径耦合了沿特定方向传播的传输功率的一小部分。存在许多不同类型的耦合器体系结构，包括电磁耦合器和磁性耦合器。这些耦合器类型的每一个可以取决于工作频率和工作环境而使用不同的拓扑结构和材料实施。

例如，定向耦合器可以使用布置在印刷电路板(PCB)或变压器上的带状线结构而实施。在一些带状线实施方式中，各种电路元件可以与所测量的特定信号的四分之一波长一样长。对于工作在500MHz和3.8GHz之间的频率下(其覆盖了许多蜂窝电话工作的频率范围)的应用，在集成电路上构造带状线定向耦合器变得具有挑战性，这是由于在这些频率下波长远长于集成电路上的特征尺寸。低损耗基于磁性的定向耦合器因为变压器损耗和寄生现象的影响，在该频率范围下构造也具有挑战性。

发明内容

根据实施例，电路包括电流感测电路，包括耦合至输入端口的电流输入端子，耦合至发送端口的电流输出端子，以及配置用以提供与在电流输入端子和电流输出端子之间流动的电流成比例的电流感测信号的电流感测输出端子。电路进一步包括电压感测电路，具有耦合至发送端口的电压输入端子，以及配置用以提供与发送端口处电压成比例的电压感测信号的电压感测输出端子。组合电路具有耦合至电流感测输出端子的第一输入，耦合至电压感测输出端子的第二输入，以及耦合至输出端口的组合输出节点。

附图说明

为了更完整地理解本发明及其优点，现在结合附图参考以下说明书，其中：

图1a-图1c示出了实施例定向耦合器电路和对应的波形图；

图2示出了另一实施例定向耦合器电路；

图3示出了又一实施例耦合器电路；

图4a-图4d示出了实施例可调谐无源网络；

图5a-图5b示出了实施例可调谐电阻器和实施例可调谐电容器；

图6示出了实施例定向耦合器系统；

图7示出了实施例方法的流程图；以及

图8a-图8d示出了采用实施例定向耦合器的实施例系统。

在不同附图中对应的数字和符号通常涉及对应的部件，除非另外给出指示。附图被绘制用于清楚地示出优选实施例的相关特征方面，并且无需按照比例绘制。为了更清楚地示出某些实施例，在图号之后可以有指示相同结构、材料或工艺步骤的变化的字母。

具体实施方式

以下详细讨论目前优选实施例的制造和使用。然而应该知晓的是本发明提供了可以在大量各种具体背景下实施的许多可应用的创新性概念。所述的具体实施例仅是制造和使用本发明的具体方式的示意并且并非限制了本发明的范围。

将参照具体背景下的优选实施例描述本发明，一种可以用于RF电路以测量入射或反射功率的定向耦合器的系统和方法。本发明的实施例也可以应用于其他系统和应用，包括利用了功率检测器和诸如锁相环(PLL)电路的相位检测器的其他电路。此外实施例可以指向执行RF测量的系统，包括但不限于测量和/或调谐阻抗失配的装置、时域反射计(TDR)、与可调谐天线匹配电路使用的感测装置、以及可调谐滤波器。

在本发明的实施例中，阻抗测量装置包括电压感测网络，耦合至与阻抗测量装置的传输路径串联耦合的电流感测网络。电压感测网络和电流感测网络的输出在输出端口组合，以产生与朝向阻抗测量装置的输入端口、或者备选地朝向传输端口传播的入射信号成比例的信号。可以通过调节电压测量装置的相位和幅度响应、和/或通过调节用于形成组合信号的电压感测网络和电流感测网络的输出的相对幅度，而调谐阻抗测量装置的方向性。在一些实施例中，该调谐可以使用控制电路自动地执行。