[發明專利]補償電磁耦合器

有效

• 申請號: 201780036180.0
• 申請日: 2017-04-27
• 公開（公告）號: CN109314298B
• 公開（公告）日: 2023-05-02
• 發明（設計）人: N.斯里拉塔納;S.斯里尼瓦桑;Z.劉
• 申請（專利權）人: 天工方案公司
• 主分類號: H01P5/16
• 分類號: H01P5/16;H01P3/08;H01Q3/40
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 邱軍;崔抗

一種電磁耦合器包含電介質層，該電介質層具有將輸入端口連接到輸出端口的第一傳輸線。電介質層的另一表面上的第二傳輸線形成耦合端口和隔離端口。電磁耦合器在耦合端口處提供耦合信號，其表示輸入端口處的輸入信號。耦合信號的幅度通過耦合因數與輸入信號的幅度相關。電介質層上的調諧元件配置為在電介質層的厚度變化范圍內穩定耦合因數。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2016年4月29日提交的共同待決的美國臨時專利申請No.62/329,385和于2017年2月24日提交的共同待決的美國臨時專利申請No.62/463,010在35U.S.C§119(e)和PCT第8條下的權益，并且，為了所有目的，每個申請都通過引用整體并入本文。

背景技術

定向耦合器廣泛地用于前端模塊(FEM)產品，諸如無線電收發器、無線手持設備等。例如，定向耦合器可以用于檢測和監視電磁(EM)輸出功率。當將RF源產生的射頻(RF)信號提供給負載——諸如天線時，RF信號的一部分可以從負載反射回來。EM耦合器可以被包含在RF源和負載之間的信號路徑中，以提供從RF源行進到負載的RF信號的前向RF功率的指示和/或從負載反射回來的反向RF功率的指示。EM耦合器包含例如定向耦合器、雙向耦合器、多頻帶耦合器(例如，雙頻帶耦合器)等等。

參考圖1，EM耦合器100通常具有功率輸入端口102、功率輸出端口104、耦合端口106和隔離端口108。可以包含電感性耦合或電容性耦合的電磁耦合機構通常由兩條平行或重疊的傳輸線提供，諸如微帶(microstrip)、帶狀線、共面線等。主傳輸線110在功率輸入端口102與功率輸出端口104之間延伸，并且將來自功率輸入端口102的大部分信號116提供給功率輸出端口104。耦合線112在耦合端口106與隔離端口108之間延伸，并且可以提取在功率輸入端口102與功率輸出端口104之間行進的功率的一部分114，以用于各種目的，包含各種測量。當終端阻抗呈現給隔離端口108時，在耦合端口106處提供從功率輸入端口102行進到功率輸出端口104的前向RF功率的指示。

在前向耦合模式中，如圖1中所示，部分114是從功率輸入端口102行進到功率輸出端口104的主信號116RF功率的一部分。EM耦合器通常通過它們的耦合因數來評定，通常以分貝表示，其是從輸入信號116的功率耦合的部分114的功率比的量度。例如，20dB耦合器將提供耦合信號，例如部分114，其比輸入功率低20dB，或者是輸入功率的約1％。

通常期望具有相對較低的耦合因數以不過度地從主信號中移除功率，但是還期望耦合因數是確定且一致的，以允許準確評估主信號的功率。在耦合器的制造期間的工藝變化(Process?variation)可能影響耦合因數，并且可能導致具有耦合因數的顯著變化的耦合器。

發明內容

各方面和實施例涉及具有設計為用于補償制造工藝變化對耦合器參數和性能的影響的結構的電磁耦合器。如下面更詳細討論的，各種組件和特征可以從傳輸線組合以形成補償電磁耦合器，其可以進一步與各種組件和特征組合以形成模塊、裝置和系統。補償電磁耦合器可以補償制造期間的工藝變化，以提供更一致的耦合因數和更高的制造良率(yield)。

根據一個實施例，電磁耦合器包括具有第一表面和第二表面的電介質層；第一傳輸線，設置在電介質層的第一表面上并在輸入端口與輸出端口之間延伸；第二傳輸線，設置在電介質層的第二表面上并在耦合端口與隔離端口之間延伸，電磁耦合器配置為響應于在輸入端口處接收輸入信號而在耦合端口處提供耦合信號，耦合信號的幅度通過耦合因數與輸入信號的幅度相關；調諧元件，設置在電介質層的第一表面上，并且配置為在電介質層的厚度變化范圍內穩定耦合因數。

在一個示例性電磁耦合器中，調諧元件被短路到電氣接地。在一個示例中，調諧元件通過阻抗接地。在一個示例中，阻抗是可調節的。在一個示例中，調諧元件配置為選擇性地與第一傳輸線和第二傳輸線解耦。