[发明专利]具有微带耦合器的直通线路定向功率传感器

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2015年04月28日提交的名称为“THRU-LINE DIRECTIONAL POWER SENSOR HAVING MICROSTRIP COUPLER”的美国临时专利申请序列号62/154,105的优先权，其全部内容通过引用的方式结合于此。

技术领域

本申请涉及射频(RF)功率测量。更具体地，涉及具有微带耦合器的直通线路(thru-line)定向RF功率传感器。

背景技术

在无线电通信行业内存在许多应用，其中期望测量存在于传输线结构内的功率。这增加了对RF功率传感器的需求。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供定向耦合器。定向耦合器具有耦合器、正向电阻衰减器、反射电阻衰减器、正向补偿电容器以及反射补偿电容器。耦合器包括耦合器传输线部分和耦合结构。耦合结构具有耦合长度为D1的耦合线，耦合结构还具有电连接到耦合线的上游端的正向耦合器侧臂，以及电连接到耦合线的下游端的反射耦合器侧臂。

耦合线耦合到耦合器传输线部分。正向耦合器侧臂被配置成使用耦合线从耦合器传输线部分得到正向能量采样，以及反射耦合器侧臂被配置成使用耦合线从耦合传输线部分得到反射能量采样。正向耦合器侧臂电连接到正向电阻衰减器并被配置成提供正向能量采样给正向电阻衰减器。正向电阻衰减器被配置成衰减正向能量的采样，从而产生衰减的正向能量采样，正向电阻衰减器电连接到正向补偿电容器并被配置成提供衰减的正向能量采样给正向补偿电容器。

正向补偿电容器被配置成接收衰减的正向能量采样并产生频率补偿的正向能量采样。反射耦合器侧臂电连接到反射电阻衰减器并被配置成提供反射能量采样给反射电阻衰减器。反射电阻衰减器被配置成衰减反射能量的采样，从而产生衰减的反射能量采样，反射电阻衰减器电连接到反射补偿电容器并被配置成提供衰减的反射能量采样给反射补偿电容器。反射补偿电容器被配置成接收衰减的反射能量采样并产生频率补偿的反射能量采样。

在本发明的另一方面中，如权利要求1提出的定向耦合器，其中定向耦合器被配置为频率补偿短线双向耦合器。

在本发明的另一方面中，耦合线的耦合长度(D1)明显小于λ/4，其中λ是在定向耦合器的中心频率的耦合线中的RF波的波长。

在本发明的另一方面中，耦合线的耦合长度(D1)在大约λ/32和λ/64之间。

在本发明的另一方面中，耦合线的耦合长度(D₁)大约是λ/42。

在发明的另一方面中，耦合结构是印刷电路板(PCB)上的微带。

在本发明的另一方面中，耦合器传输线部分能够是微带传输线或刚性空气传输线。

在本发明的另一方面中，正向补偿电容器被配置为旁路(shunt)电容器。

在本发明的另一方面中，正向补偿电容器被配置为馈通旁路(feedthru shunt)电容器。

在本发明的另一方面中，正向补偿电容器被配置为具有串联电容器和旁路电容器的电容分压器。

在本发明的另一方面中，正向补偿电容器被配置为具有串联电容器和馈通旁路电容器的电容分压器。

在本发明的另一方面中，正向补偿电容器被配置为具有第一旁路电容器和串联电容器以及第二旁路电容器的电容分压器，其中第二旁路电容器是馈通旁路电容器。

在本发明的另一方面中，正向补偿电容器被配置为旁路、旁路馈通、串联-旁路、串联-旁路馈通或旁路-串联-旁路馈通。

在本发明的另一方面中，反射补偿电容器被配置为旁路电容器。

在本发明的另一方面中，反射补偿电容器被配置为馈通旁路电容器。

在本发明的另一方面中，反射补偿电容器被配置为具有串联电容器和旁路电容器的电容分压器。

在本发明的另一方面中，反射补偿电容器被配置为具有串联电容器和馈通旁路电容器的电容分压器。

在本发明的另一方面中，反射补偿电容器被配置为：旁路、旁路馈通、串联-旁路、串联-旁路馈通，或旁路-串联-旁路馈通。

在本发明的另一方面中，反射补偿电容器被配置为具有第一旁路电容器和串联电容器以及第二旁路电容器的电容分压器，其中第二旁路电容器是馈通旁路电容器。

在本发明的另一方面中，正向电阻衰减器包括芯片衰减器，以及反射衰减器包括芯片衰减器。

在本发明的另一方面中，正向电阻衰减器包括芯片衰减器和集总衰减器，以及反射衰减器包括芯片衰减器和集总衰减器。