[發明專利]方向性耦合器和無線通信裝置

有效

• 申請號: 201210265531.4
• 申請日: 2012-07-27
• 公開（公告）號: CN102903994A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發明（設計）人: 桑島一;藤原俊康;大山直人;津谷好和;佐佐木正美
• 申請（專利權）人: TDK株式會社
• 主分類號: H01P5/18
• 分類號: H01P5/18;H04B1/18
• 代理公司: 北京尚誠知識產權代理有限公司 11322
• 代理人: 楊琦

技術領域

本發明涉及方向性耦合器和無線通信裝置，特別涉及使方向性耦合器中的耦合度的頻率特性平坦化的技術。

背景技術

可以取出在傳送線路上傳播的電力的一部分的方向性耦合器（Directional?Coupler/以下僅稱為“耦合器”），在構成手機或無線LAN通信裝置、藍牙（Bluetooth）標準的通信裝置等各種無線通信器械的發送電路的方面成為不可或缺的部件。

具體而言，耦合器構成以使發送信號的電平（level）成為一定的方式進行控制的調整單元，但該調整單元具備可控制增益的電力放大器（以下稱為“PA”）、檢測出發送信號的電平的耦合器、自動輸出控制電路（以下稱為“APC電路”）。所輸入的發送信號被PA放大后，通過耦合器輸出。耦合器將與從PA輸出的發送信號的電平對應的電平的監測信號輸出至APC電路。APC電路根據監測信號的電平（即發送信號的電平）控制PA的增益以使PA的輸出成為一定。通過這樣的PA的反饋控制來謀求發送輸出的穩定化。

上述耦合器具備以電磁場耦合的方式彼此接近而配置的主線路與副線路，傳送發送信號的主線路分別在一端配備輸入端，在另一端配備輸出端，檢測出發送信號的電平的副線路分別在一端配備耦合端、在另一端配備隔離端。然后，在主線路傳送的發送信號的一部分通過副線路被取出，通過耦合端而作為監測信號輸出至APC電路。

作為耦合器的主要特性，可以舉出插入損耗、耦合度、隔離度和方向性。插入損耗是由于耦合而產生的損耗，希望是低的。耦合度是正向（從主線路的輸入端向輸出端的方向）傳播的電力與耦合端所取出的電力之比。隔離度表示反向（從主線路的輸出端向輸入端的方向）傳播的電力朝著耦合端的泄漏的少的程度，因此希望其是高的（泄漏小）。另外，方向性是隔離度與耦合度之差，越高（絕對值大）則成為越良好的耦合器，能夠減小檢測誤差而形成良好的APC電路。因此，方向性一般要求在20dB以上。

另一方面，手機或智能手機所代表的攜帶終端的通信頻率帶在各國家或地區不同，因此近年來提供了可利用能夠靈活對應于這些頻率情形的多個頻帶的通信裝置。例如是可利用2個頻帶的雙波段方式或可利用3個頻帶的三波段方式、還有可利用4個頻帶的四波段方式等。

另外，作為與這樣的耦合器關聯的文獻有下述專利文獻。

專利文獻1：日本特開2002-280812號公報

專利文獻2：日本特開2011-61440號公報

專利文獻3：日本特開2009-27617號公報

發明內容

然而，作為發送信號傳播的電力與耦合器的耦合端所取出的電力之比即所述耦合度，在實現發送電力的高精度的控制（PA的正確的反饋控制）的方面上希望其頻率特性是平坦的，一般而言，若將主線路與副線路的長度設定為使用頻帶的1/4波長左右，則能夠在該頻帶中獲得平坦的耦合度。

然而，手機等的移動體無線器械主要所使用的準微波帶的1/4波長為25cm~3cm左右（例如在10GHz是3cm），非常長，從尺寸的方面看,在需要輕薄短小化的手機等的移動體無線器械中所使用的耦合器中配備該長度的耦合線路是不現實的。另外，若使用數厘米以上的長的耦合線路，則插入損耗變得非常大，產生導致電池壽命的大幅劣化這樣的對于移動體無線器械而言致命的不利情形。因此，通常使用比使用頻帶的1/4波長更短的耦合線路的耦合器。但是，這樣的耦合線路的特性一般隨頻率變動，有頻率越高耦合度越上升的趨勢（例如參照上述專利文獻1的圖6（b））。

另一方面，在UMTS（Universal?Mobile?Telecommunications?System：通用移動電話通信系統）或3G這樣的第3代手機系統中，對于例如覆蓋Band1（波段1）（1920~2170MHz）至Band5（波段5）（824~894MHz）而言，有必要使耦合度在800~2200MHz的寬頻帶中一定，但現在未能提供滿足這樣的標準的耦合器。

因此，在現有技術中，在構成利用頻帶涉及寬范圍的裝置的情況下，有必要具備多個耦合器。例如，圖27是表示可利用多個頻帶的手機的發送接收部的一個例子的框圖，但是在該圖所示的現有的多波段方式的手機中，對應于利用頻帶而設置的發送電路301、401中分別配備耦合器311、411。再有，在該圖中，符號101表示天線，102表示將通過天線101接收的電波分配至接收電路103、104并且將從發送電路301、401輸入的發送信號送出至天線101的開關。開關102通過組合例如雙工器（diplexer）或高頻開關而構成。