[发明专利]耦合器及信号处理方法

说明书

本发明提供了一种耦合器及信号处理方法，包括：输入端口，输出端口、耦合端口、隔离端口、π型衰减电路和相位延时线；其中，π型衰减电路位于隔离端口处，隔离端口经由π型衰减电路与耦合端口耦合为一个端口，相位延时线用于补偿耦合端口和隔离端口之间的相位差。通过本发明，解决了如何提高耦合器的方向性的问题。

技术领域

本发明涉及射频功放领域，具体而言，涉及一种耦合器及信号处理方法。

背景技术

耦合器的主要指标有方向性、驻波比、耦合度、插入损耗。微带耦合器是主、副两根传输线(简称主、副线)之间设置适当的耦合结构组成的。图1是传统耦合网络设计结构的示意图，如图1所示，信号输入端(Port-1,Input Port)的功率为P1，信号传输端(Port-2,Transmission Port)的功率为P2，信号耦合端(Port-3,Coupling Port)的功率为P3，而信号隔离端(Port-4,Isolation Port)的功率为P4。若P1、P2、P3、P4皆用毫瓦(mW)来表示，则定向耦合器的四个主要参数可以定义为：

传输系数就是S参数中的S21,表示在直通的传输线上的损耗，这个损耗的大小和耦合度有比较大的关系，对直通插损比较小。

耦合系数是反映耦合度的大小，也可以理解成当其他段都接匹配负载时，耦合端口输出功率与主线输入功率之比，在微带平行定向耦合器中，耦合的的大小一般由平行距离，微带片的大小以及板材的介电常数来决定。需要注意的是，一般情况下，耦合系数的大小也会影响传输线上的插入损耗。

隔离度是方向性的另外一个表述，隔离端口和耦合端口是一对等端口，取决于检测功率的传输方向。理论上隔离端口不应该有任何功率输出，但是由于阻抗不匹配，在实际应用中，隔离端口上总会存在一定得功率输出。

方向性表述的是当功率在指定方向上传输时，耦合端口的输出功率和同样功率在相反方向传输时同一耦合端口的输出功率之差。

一般耦合器的方向性无法直接测量得到，可以通过测试定向耦合器的隔离度和耦合度后计算得到。

基站功放中输出耦合网络作为基站最核心的功能单元，效率与线性要求越来越高，往往传统的耦合器方向性在10dB，功放单板中的反向隔离往往受限于环形器的隔离与耦合器的方向性，如反向隔离越差，功放在基站中会受到干扰，使线性恶化，从而无法满足线性要求，所以需要提高耦合器的方向性，使功放在整机中，线性达到最优值。

针对相关技术中的上述技术问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种耦合器及信号处理方法，以至少解决如何提高耦合器的方向性的问题。

根据本发明的一个实施例，提供了一种耦合器，包括：输入端口，输出端口、耦合端口、隔离端口、π型衰减电路和相位延时线；其中，π型衰减电路位于隔离端口处，隔离端口经由π型衰减电路与耦合端口耦合为一个端口，相位延时线用于补偿耦合端口和隔离端口之间的相位差。

可选地，相位延时线设置在隔离端口处；其中，π型衰减电路的第一端与隔离端口连接，π型衰减电路的第二端与相位延时线的第一端连接，相位延时线的第二端与耦合端口并联。

可选地，耦合器还包括：阻抗变换线，其中，阻抗变换线的第一端与相位延时线的第二端与耦合端口并联后的端口连接，阻抗变换线的第二端为隔离端口与耦合端口耦合的端口。

可选地，当耦合器的输入端口输入的前向有用信号的功率为Xdbm时，相位延时线的第二端处前向有用信号的功率为(X-C-2D)*exp(180°)dbm，耦合器的耦合端口处前向有用信号的功率为(X-C)dbm，阻抗变换线的第二端处前向有用信号的功率为(X-C)*(1-2D*exp(180°))dbm，其中，C为耦合器的耦合度，耦合器的方向性或π型衰减电路的衰减量，exp()为e指数函数，X、C、D均为实数。