[發(fā)明專利]具有天線元件功率吸收器的功率耦合器和相關(guān)設(shè)備

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201880073359.8
• 申請(qǐng)日: 2018-10-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111344895A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-06-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王歡;M·布羅布斯頓
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 康普技術(shù)有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): H01P1/26
• 分類號(hào): H01P1/26;H01P5/16;H01P5/18
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 馬景輝

功率耦合器包括輸入端口、第一輸出端口和第二輸出端口以及電耦合在第一輸出端口和第二輸出端口之間或者電耦合到功率耦合器的隔離端口的天線元件。功率耦合器被配置為拆分入射在輸入端口處的射頻信號(hào)和/或組合入射在相應(yīng)的第一輸出端口和第二輸出端口處的射頻信號(hào)。

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)?jiān)?5 U.S.C.§119要求于2017年10月13日提交的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)序列No.62/571,822的優(yōu)先權(quán)，其全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用整體結(jié)合于此，就如同將其完整闡述一樣。

技術(shù)領(lǐng)域

本文描述的發(fā)明構(gòu)思涉及功率耦合器，并且更具體地，涉及包括功率吸收元件的功率耦合器。

背景

無(wú)線射頻(“RF”)通信系統(tǒng)，諸如蜂窩通信系統(tǒng)、WiFi系統(tǒng)等，在本領(lǐng)域中是已知的。對(duì)無(wú)線通信的需求快速增長(zhǎng)，提出了許多新的應(yīng)用，其中無(wú)線通信將取代以前通過(guò)銅通信電纜或光纖通信電纜進(jìn)行的通信。大多數(shù)常規(guī)無(wú)線通信系統(tǒng)在低于6.0GHz的頻率下操作，值得注意的例外包括微波回程系統(tǒng)和各種軍事應(yīng)用。隨著容量需求持續(xù)增加，許多應(yīng)用正在考慮使用更高的頻率。當(dāng)考慮更高的頻率時(shí)，包括從大約25GHz到高達(dá)大約300GHz的頻率在內(nèi)的毫米波頻譜是潛在的候選，因?yàn)樵谶@個(gè)頻率范圍內(nèi)有很大的連續(xù)頻帶可能對(duì)新應(yīng)用可用。

自由空間損耗一般隨著頻率的增加而增加，因此，當(dāng)在毫米波頻率下通信時(shí)，損耗會(huì)非常高。這些損耗可以通過(guò)使用在無(wú)線通信系統(tǒng)的傳輸和/或接收天線上表現(xiàn)出高增益水平的高方向性天線波束來(lái)抵消。為了生成高方向性天線波束，通常必需使用具有多行和多列輻射元件并具有完全的相位分布控制的大型拋物面碟形天線或相控陣天線。當(dāng)還需要波束轉(zhuǎn)向時(shí)(即，快速重定向天線波束的能力)，通常使用相控陣天線。

相控陣天線通過(guò)將RF信號(hào)劃分為多個(gè)子分量、以將使得子分量在期望的方向上相長(zhǎng)或“相干”組合的方式調(diào)整子分量的幅值和/或相位、然后通過(guò)相應(yīng)的天線元件傳輸這些子分量來(lái)形成高方向性天線波束。雖然理論上高水平的相干組合是可能的，但是相控陣天線的實(shí)際性能通常會(huì)低于理論性能，因?yàn)橥ㄐ畔到y(tǒng)的電子部件之間不會(huì)具有完美的阻抗匹配、完美的隔離和/或完美的幅值和相位調(diào)整。這些缺陷會(huì)使實(shí)際性能水平相比理論上可實(shí)現(xiàn)的性能水平顯著降低。因此，設(shè)計(jì)和制造高性能部件以維持高性能水平會(huì)是重要的，特別是對(duì)于毫米波(和更高頻率)無(wú)線通信系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供了功率耦合器，該功率耦合器包括輸入端口、第一輸出端口、第二輸出端口以及電耦合在第一輸出端口和第二輸出端口之間或電耦合到功率耦合器的隔離端口的天線元件。這些功率耦合器被配置為拆分入射在輸入端口處的RF信號(hào)和/或組合入射在相應(yīng)的第一輸出端口和第二輸出端口處的無(wú)線電信號(hào)。

在一些實(shí)施例中，天線元件可以是貼片輻射元件。

在一些實(shí)施例中，功率耦合器可以是四端口功率耦合器，并且天線元件可以電耦合到隔離端口。

在一些實(shí)施例中，功率耦合器可以是三端口功率耦合器，并且天線元件可以電耦合在第一輸出端口和第二輸出端口之間。

在一些實(shí)施例中，功率耦合器可以在印刷電路板中實(shí)現(xiàn)，該印刷電路板包括介電基板、在介電基板的第一表面上的導(dǎo)電接地平面以及在介電基板的與第一表面相對(duì)的第二表面上的導(dǎo)電圖案。在此類實(shí)施例中，功率耦合器的至少一部分可以被實(shí)現(xiàn)為基板集成的波導(dǎo)功率耦合器，其包括將導(dǎo)電接地平面連接到導(dǎo)電圖案的鍍覆過(guò)孔的陣列。在其它實(shí)施例中，功率耦合器的至少一部分可以被實(shí)現(xiàn)為共面波導(dǎo)，其包括將導(dǎo)電接地平面連接到導(dǎo)電圖案的第一接地部分和第二接地部分的鍍覆通孔的陣列，并且/或者導(dǎo)電圖案還可以包括導(dǎo)電軌道，該導(dǎo)電軌道通過(guò)相應(yīng)的第一間隙和第二間隙與第一接地部分和第二接地部分分開(kāi)。

在一些實(shí)施例中，天線元件可以在印刷電路板中實(shí)現(xiàn)。

在一些實(shí)施例中，天線元件可以被配置為用作功率耦合器的操作頻帶中的RF信號(hào)的功率吸收器。