JP3067209B2 - 無線周波数信号増幅器用の埋込型伝送線結合器 - Google Patents
無線周波数信号増幅器用の埋込型伝送線結合器Info
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Description
【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は、一般に、無線周波数（RF）信号結合器に関
し、さらに詳しくは、セルラ電話装置のRF信号増幅器用
の埋込型伝送線結合器（embedded transmission line c
oupler）に関する。
し、さらに詳しくは、セルラ電話装置のRF信号増幅器用
の埋込型伝送線結合器（embedded transmission line c
oupler）に関する。
従来のセルラ電話では、RF信号結合器はいくつかの方
法によって構成され、それには容量性結合器（capaciti
ve coupler）や伝送線結合器（transmission line coup
ller）による方法があった。一般に、従来の伝送線結合
器は、すべてのポートで50オームの負荷によって終端さ
れるように設計された。その結果、RF信号増幅器の出力
に、50オーム負荷と整合させる回路を内蔵させる必要が
ある。かかる出力整合回路は、一般に、１つまたはそれ
以上の伝送線と、いくつかのコンデンサ，抵抗器および
／またはインダクタを含み、ごれらはすべて貴重な回路
板スペースを必要とする。さらに、RF信号増幅器とアン
テナとの間の全挿入損は、出力整合回路と伝送線結合器
の両方による損を含む。以上の理由により、RF信号増幅
器の出力整合回路内に統合される埋込型伝送線結合器が
必要とされる。
法によって構成され、それには容量性結合器（capaciti
ve coupler）や伝送線結合器（transmission line coup
ller）による方法があった。一般に、従来の伝送線結合
器は、すべてのポートで50オームの負荷によって終端さ
れるように設計された。その結果、RF信号増幅器の出力
に、50オーム負荷と整合させる回路を内蔵させる必要が
ある。かかる出力整合回路は、一般に、１つまたはそれ
以上の伝送線と、いくつかのコンデンサ，抵抗器および
／またはインダクタを含み、ごれらはすべて貴重な回路
板スペースを必要とする。さらに、RF信号増幅器とアン
テナとの間の全挿入損は、出力整合回路と伝送線結合器
の両方による損を含む。以上の理由により、RF信号増幅
器の出力整合回路内に統合される埋込型伝送線結合器が
必要とされる。
図面の簡単な説明 第１図は、本発明を有利に利用できるRF送信回路100
のブロック図である。
のブロック図である。
第２図は、RF送信回路100を含むセルラ電話200のブロ
ック図である。
ック図である。
第３図は、第１図における増幅器103およびパワー検
出回路109の詳細なブロック図である。
出回路109の詳細なブロック図である。
第４図は、伝送線結合器115を示す、第１図における
送信回路の回路板の一部である。
送信回路の回路板の一部である。
第５図は、伝送線結合器115の伝送線201,202の実施例
を示す、第４図における回路板の上層321の上面図であ
る。
を示す、第４図における回路板の上層321の上面図であ
る。
第６図は、伝送線結合器115の伝送線201,202の好適な
実施例を示す、第４図における回路板の上層321の上面
図である。
実施例を示す、第４図における回路板の上層321の上面
図である。
第７図は、伝送線結合器115の伝送線201,202の別の実
施例を示す、第４図における回路板の上層321の上面図
である。
施例を示す、第４図における回路板の上層321の上面図
である。
好適な実施例の説明 簡単に説明すると、本発明は、増幅器によって生成さ
れたRF信号を検出し、RF検出信号を生成するRF信号結合
器回路に関する。増幅器はさらに、伝送線整合回路に結
合された出力を有する。RF信号結合器回路は、上面およ
び底面を有し、所定の誘電率を有する基板と、所定の形
状を有し、基板の上面上に配置された直通路伝送線（th
rough−path transmission line）であって、RF信号に
結合され、増幅器の伝送線整合回路内に内蔵される直通
路伝送線と、基板の底面に配置され、第１複素インピー
ダンスに結合された結合ポート（coupled port）および
第２複素インピーダンスに結合された分離ポート（isol
ated port）を有する結合路伝送線（coupled−path tra
nsmission line）であって、直通路伝送線に電磁結合さ
れ、RF信号の振幅に関連する振幅を有するRF検出信号
を、結合ポートにおいて生成する結合路伝送線とによっ
て構成される。
れたRF信号を検出し、RF検出信号を生成するRF信号結合
器回路に関する。増幅器はさらに、伝送線整合回路に結
合された出力を有する。RF信号結合器回路は、上面およ
び底面を有し、所定の誘電率を有する基板と、所定の形
状を有し、基板の上面上に配置された直通路伝送線（th
rough−path transmission line）であって、RF信号に
結合され、増幅器の伝送線整合回路内に内蔵される直通
路伝送線と、基板の底面に配置され、第１複素インピー
ダンスに結合された結合ポート（coupled port）および
第２複素インピーダンスに結合された分離ポート（isol
ated port）を有する結合路伝送線（coupled−path tra
nsmission line）であって、直通路伝送線に電磁結合さ
れ、RF信号の振幅に関連する振幅を有するRF検出信号
を、結合ポートにおいて生成する結合路伝送線とによっ
て構成される。
第１図を参照して、本発明を有利に利用できる独自の
RF送信回路100のブロック図を示す。RF送信回路100は、
第２図のセルラ電話200の一部であり、このセルラ電話2
00はまた、受信回路141と、マイクロフォン152,スピー
カ153およびキーパッド154に結合されたユーザ・インタ
ファース回路151とを含み、これらはすべてマイクロコ
ンピュータ111によって制御され、これらは、例えば、M
otorola C ＆ E Parts,1313 East Algonquin Road,Scha
umburg,Illinois 60196から出版され入手可能なMotorol
a instruction manual number 68P81066E40“DYNATAC C
ellular Mobile Telephone 800 MHZ Transceiver"にお
いて図説されているセルラ電話など、任意の従来のセル
ラ電話の要素である。かかる従来の電話の動作および機
能については、MotoroIa C＆E Parts,1313 East Algonq
uin Road,Schaumburg,Illinois 60196から出版され入手
可能なMotorola user's manual number 68P81116E58“D
YNATAC 6800XL Cellular Mobile Telephone USER'S MAN
UAL"において説明されている。
RF送信回路100のブロック図を示す。RF送信回路100は、
第２図のセルラ電話200の一部であり、このセルラ電話2
00はまた、受信回路141と、マイクロフォン152,スピー
カ153およびキーパッド154に結合されたユーザ・インタ
ファース回路151とを含み、これらはすべてマイクロコ
ンピュータ111によって制御され、これらは、例えば、M
otorola C ＆ E Parts,1313 East Algonquin Road,Scha
umburg,Illinois 60196から出版され入手可能なMotorol
a instruction manual number 68P81066E40“DYNATAC C
ellular Mobile Telephone 800 MHZ Transceiver"にお
いて図説されているセルラ電話など、任意の従来のセル
ラ電話の要素である。かかる従来の電話の動作および機
能については、MotoroIa C＆E Parts,1313 East Algonq
uin Road,Schaumburg,Illinois 60196から出版され入手
可能なMotorola user's manual number 68P81116E58“D
YNATAC 6800XL Cellular Mobile Telephone USER'S MAN
UAL"において説明されている。
第１図のRF送信回路100は、方向性結合器（direction
al coupler）115およびフィルタ105によってアンテナ10
7に結合された縦続増幅器（cascaded amplifier）101,1
02,103を含む。RF送信回路100は、第２図のマイクロコ
ンピュータ111および受信機141と共に、すべて多層プリ
ント回路板上で構成できる。方向性結合器115は、好ま
しくは、以下で説明するような伝送線方向性結合器であ
り、パワー検出信号131を生成するパワー検出回路109に
結合される。マイクロコンピュータ111は、パワー検出
信号131に応答して、利得制御信号132の大きさを調整し
て、送信機出力信号123の所望のパワー・レベルを生成
する。利得制御信号132は、ドライバ回路113（これは本
明細書に参考として含まれる米国特許第4,523,155号に
おいて図説されるように構成できる。）に結合され、増
幅器102に対する電圧／電流駆動を調整し、それに応じ
てその増幅利得を調整する。アナログ・セルラ電話で
は、送信機出力信号123は、セルラ基地局（米国特許第
4,523,155号を参照）からの制御メッセージに応答し
て、８つの可能なパワー・レベルのうち１つに設定でき
る。デジタル・セルラ電話では、送信機出力信号123
は、セルラ基地局（本明細書に参考として含まれる米国
特許第5,192,223号を参照）からの制御メッセージに応
答して、割り当てられたタイムスロット中に８つの可能
なパワー・レベルのうち１つに設定できる。アナログお
よびデジタル・セルラ電話はいずれも本発明を有利に利
用できる。
al coupler）115およびフィルタ105によってアンテナ10
7に結合された縦続増幅器（cascaded amplifier）101,1
02,103を含む。RF送信回路100は、第２図のマイクロコ
ンピュータ111および受信機141と共に、すべて多層プリ
ント回路板上で構成できる。方向性結合器115は、好ま
しくは、以下で説明するような伝送線方向性結合器であ
り、パワー検出信号131を生成するパワー検出回路109に
結合される。マイクロコンピュータ111は、パワー検出
信号131に応答して、利得制御信号132の大きさを調整し
て、送信機出力信号123の所望のパワー・レベルを生成
する。利得制御信号132は、ドライバ回路113（これは本
明細書に参考として含まれる米国特許第4,523,155号に
おいて図説されるように構成できる。）に結合され、増
幅器102に対する電圧／電流駆動を調整し、それに応じ
てその増幅利得を調整する。アナログ・セルラ電話で
は、送信機出力信号123は、セルラ基地局（米国特許第
4,523,155号を参照）からの制御メッセージに応答し
て、８つの可能なパワー・レベルのうち１つに設定でき
る。デジタル・セルラ電話では、送信機出力信号123
は、セルラ基地局（本明細書に参考として含まれる米国
特許第5,192,223号を参照）からの制御メッセージに応
答して、割り当てられたタイムスロット中に８つの可能
なパワー・レベルのうち１つに設定できる。アナログお
よびデジタル・セルラ電話はいずれも本発明を有利に利
用できる。
第３図を参照して、第１図における最後の増幅器103
およびパワー検出回路109の詳細な回路図を示す。増幅
器103は、好ましくは、電界効果トランジスタ（OKI typ
e KGF1321S FET）であり、これはコンデンサおよび伝送
線203によって増幅TX信号122に結合され、送信機出力信
号123を生成する。増幅器103の出力整合は、２つの低域
通過部と、第２および第３調波用の調波整合（harmonic
matching）とからなる。調波整合は、伝送線204および
コンデンサ243によって達成される。伝送線205およびコ
ンデンサ245は、一方の低域通過フィルタ部をなし、伝
送線201およびコンデンサ247は他方の低域通過フィルタ
部をなす。また、伝送線201はフィルタ105に結合され、
このフィルタ105は、２つのコンデンサおよびインダク
タによってアンテナ107に結合される。
およびパワー検出回路109の詳細な回路図を示す。増幅
器103は、好ましくは、電界効果トランジスタ（OKI typ
e KGF1321S FET）であり、これはコンデンサおよび伝送
線203によって増幅TX信号122に結合され、送信機出力信
号123を生成する。増幅器103の出力整合は、２つの低域
通過部と、第２および第３調波用の調波整合（harmonic
matching）とからなる。調波整合は、伝送線204および
コンデンサ243によって達成される。伝送線205およびコ
ンデンサ245は、一方の低域通過フィルタ部をなし、伝
送線201およびコンデンサ247は他方の低域通過フィルタ
部をなす。また、伝送線201はフィルタ105に結合され、
このフィルタ105は、２つのコンデンサおよびインダク
タによってアンテナ107に結合される。
本発明の新規な特徴により、伝送線201,202は増幅器1
03の出力整合内に埋め込まれる。結合器115は増幅器103
の出力整合に埋め込まれるので、結合路伝送線202の結
合ポート（インダクタ212に端部結合される）に現れる
信号が順方向に進む信号のみを含み、逆方向に進む信号
を含まないように、結合ポートと結合路伝送線202の分
離ポート（インダクタ210に端部結合される）における
複素インピーダンス（complex impedance）を慎重に選
ぶ必要がある。従来の方向性結合器では、直通路伝送線
および結合路伝送線は、すべてのポートで50オームとな
るように設計される。50オーム・インピーダンスで理想
的に終端されると、RF信号の一部は結合路伝送線の結合
ポートに現れ、結合路伝送線の分離ポートに信号は現れ
ない。また、直通路伝送線の両方のポートは50オーム・
インピーダンスによって理想的に終端されているので、
RF信号の反射は発生しない。しかし、埋込型結合器115
の直通路伝送線201は理想的に終端されておらず、コン
デンサ245と247との間に結合されているので、送信機出
力信号123のいくつかの反射が生じる。
03の出力整合内に埋め込まれる。結合器115は増幅器103
の出力整合に埋め込まれるので、結合路伝送線202の結
合ポート（インダクタ212に端部結合される）に現れる
信号が順方向に進む信号のみを含み、逆方向に進む信号
を含まないように、結合ポートと結合路伝送線202の分
離ポート（インダクタ210に端部結合される）における
複素インピーダンス（complex impedance）を慎重に選
ぶ必要がある。従来の方向性結合器では、直通路伝送線
および結合路伝送線は、すべてのポートで50オームとな
るように設計される。50オーム・インピーダンスで理想
的に終端されると、RF信号の一部は結合路伝送線の結合
ポートに現れ、結合路伝送線の分離ポートに信号は現れ
ない。また、直通路伝送線の両方のポートは50オーム・
インピーダンスによって理想的に終端されているので、
RF信号の反射は発生しない。しかし、埋込型結合器115
の直通路伝送線201は理想的に終端されておらず、コン
デンサ245と247との間に結合されているので、送信機出
力信号123のいくつかの反射が生じる。
結合器115では、送信機出力信号123の所望の部分は、
結合路伝送線202の結合ポートに結合される。送信機出
力信号123は伝送線201を下り、一部はコンデンサ247に
よって反射される。第１反射送信機出力信号123は戻
り、一部はコンデンサ245によって反射される。第２反
射送信機出力信号123の不要部分は、結合路伝送線202の
結合ポートに結合される。また、第１反射送信機出力信
号123の一部は、結合路伝送線202の分離ポートに結合さ
れ、結合路伝送線202の結合ポートに戻る。本発明の新
規な特徴により、適切な分離ポート複素インピーダンス
が結合路伝送線202の分離ポートを終端すると、結合ポ
ートに戻る第１反射送信機出力信号123の部分は、第２
反射送信機出力信号123の結合部分を相殺する。この適
切な分離ポート複素インピーダンスは、実数部と虚数部
とを含み、これは、好適な実施例では、結合路伝送線20
2の分離ポートに直列結合されたインダクタ210（15nH）
および抵抗器222（39オーム）によって実施される。反
射信号の不要部分を相殺するため適切な分離ポート複素
インピーダンスを利用することにより、結合器115は増
幅器103の出力整合に埋め込むことができ、それにより
回路板スペースおよび部品数が実質的に節約される。さ
らに、適切な結合ポート複素インピーダンスは、所望の
相殺を向上させ、好適な実施例では、インダクタ211（2
2nH）およびダイオード206の抵抗と直列に結合路伝送線
202の結合ポートに結合されたインダクタ212（5nH）に
よって実施される。
結合路伝送線202の結合ポートに結合される。送信機出
力信号123は伝送線201を下り、一部はコンデンサ247に
よって反射される。第１反射送信機出力信号123は戻
り、一部はコンデンサ245によって反射される。第２反
射送信機出力信号123の不要部分は、結合路伝送線202の
結合ポートに結合される。また、第１反射送信機出力信
号123の一部は、結合路伝送線202の分離ポートに結合さ
れ、結合路伝送線202の結合ポートに戻る。本発明の新
規な特徴により、適切な分離ポート複素インピーダンス
が結合路伝送線202の分離ポートを終端すると、結合ポ
ートに戻る第１反射送信機出力信号123の部分は、第２
反射送信機出力信号123の結合部分を相殺する。この適
切な分離ポート複素インピーダンスは、実数部と虚数部
とを含み、これは、好適な実施例では、結合路伝送線20
2の分離ポートに直列結合されたインダクタ210（15nH）
および抵抗器222（39オーム）によって実施される。反
射信号の不要部分を相殺するため適切な分離ポート複素
インピーダンスを利用することにより、結合器115は増
幅器103の出力整合に埋め込むことができ、それにより
回路板スペースおよび部品数が実質的に節約される。さ
らに、適切な結合ポート複素インピーダンスは、所望の
相殺を向上させ、好適な実施例では、インダクタ211（2
2nH）およびダイオード206の抵抗と直列に結合路伝送線
202の結合ポートに結合されたインダクタ212（5nH）に
よって実施される。
伝送線201は、送信機出力信号123の直通路をなす。結
合路伝送線202は、伝送線201に電磁結合され、送信機出
力信号123の振幅に関連する振幅を有するRF検出信号を
生成する。伝送線202からのRF検出信号は、インダクタ2
12,211によってダイオード206に結合され、このダイオ
ード206は、コンデンサ231と共に、この信号を半波整流
して、これに比例するDC電圧を生成し、この電圧はコン
デンサ231に蓄積される。
合路伝送線202は、伝送線201に電磁結合され、送信機出
力信号123の振幅に関連する振幅を有するRF検出信号を
生成する。伝送線202からのRF検出信号は、インダクタ2
12,211によってダイオード206に結合され、このダイオ
ード206は、コンデンサ231と共に、この信号を半波整流
して、これに比例するDC電圧を生成し、この電圧はコン
デンサ231に蓄積される。
コンデンサ231に蓄積されたDC電圧は、抵抗器232〜23
5およびコンデンサ236によって結合され、パワー検出信
号131となる。抵抗器224およびダイオード207は、電圧V
2からバイアス電圧を生成し、これは抵抗器223,222およ
びインダクタ210によって伝送線202に結合され、インダ
クタ212,211を介してダイオード206をバイアスする。好
ましくは、ダイオード207,206は、例えば、Motorola製M
MBD770T1ダイオードなど、実質的に同じ電気特性を有す
るホット・キャリア・ダイオード（hot carrier diod
e）である。ダイオード207は、パワー検出信号131が温
度変化によって変化しないように、ダイオード206を温
度補償する。
5およびコンデンサ236によって結合され、パワー検出信
号131となる。抵抗器224およびダイオード207は、電圧V
2からバイアス電圧を生成し、これは抵抗器223,222およ
びインダクタ210によって伝送線202に結合され、インダ
クタ212,211を介してダイオード206をバイアスする。好
ましくは、ダイオード207,206は、例えば、Motorola製M
MBD770T1ダイオードなど、実質的に同じ電気特性を有す
るホット・キャリア・ダイオード（hot carrier diod
e）である。ダイオード207は、パワー検出信号131が温
度変化によって変化しないように、ダイオード206を温
度補償する。
パワー検出回路109の新規な特徴により、インダクタ2
11（22nH）として構成されるインピーダンスは、固有ダ
イオード抵抗および容量（1.5pF）を整合させるために
ダイオード206に結合され、それによりパワー検出回路1
09の感度を最大２倍に向上させる。インダクタ211で構
成されるが、整合インピーダンスは対応する容量性回路
によっても構成できる。整合インピーダンスは、ダイオ
ード206へのパワー伝達を最大限にし、好ましくは、感
度が最も重要となる低パワー・レベル（例えば、８つの
可能なパワー・レベルのうち所定の１つのパワー・レベ
ル以下のパワー・レベル）での動作について最適化され
る。パワー検出回路109は感度が高いので、検出のため
わあまり信号を必要とせず、インダクタ211なしの検出
回路で用いられる15dBの結合ではなく、20dBの結合を有
する結合器11を利用できる。20dBの結合を有する結合器
115は、挿入損を約0.1dBだけ低減でき、これは約8mAの
電流消費の節約に相当し、それによりバッテリ通話時間
は実質的に延長される。
11（22nH）として構成されるインピーダンスは、固有ダ
イオード抵抗および容量（1.5pF）を整合させるために
ダイオード206に結合され、それによりパワー検出回路1
09の感度を最大２倍に向上させる。インダクタ211で構
成されるが、整合インピーダンスは対応する容量性回路
によっても構成できる。整合インピーダンスは、ダイオ
ード206へのパワー伝達を最大限にし、好ましくは、感
度が最も重要となる低パワー・レベル（例えば、８つの
可能なパワー・レベルのうち所定の１つのパワー・レベ
ル以下のパワー・レベル）での動作について最適化され
る。パワー検出回路109は感度が高いので、検出のため
わあまり信号を必要とせず、インダクタ211なしの検出
回路で用いられる15dBの結合ではなく、20dBの結合を有
する結合器11を利用できる。20dBの結合を有する結合器
115は、挿入損を約0.1dBだけ低減でき、これは約8mAの
電流消費の節約に相当し、それによりバッテリ通話時間
は実質的に延長される。
第４図を参照して、伝送線結合器115を示す、第１図
における送信回路100の回路板の一部を示す。送信回路1
00は、３つの層321,322,323を有する多層回路板または
基板上に構成され、これらの層は、好適な実施例では、
誘電率4.66を有するFR−４ファイバグラス材料からな
る。また、基板材料では、例えば、アルミナ、デュロイ
ド（duroid）および水晶など任意の他の適切な材料でも
よい。層321は、上面301上にめっきされた導電材料から
なる順方向路伝送線201と、底面302上にめっきされた導
電材料からなる結合路伝送線202とを含む。回路板の層3
21の上面301および底面302の他の部分に他の回路めっき
（図示せず）を配置してもよい。層322は、回路めっき
を有さない中間層である。層323は、伝送線201,202の接
地面となる接地めっきをその上面303上に有し、他の回
路めっき（図示せず）をその底面304上に有する。層32
1,322,323は、対応する回路でめっきされ、ラミネーシ
ョン処理または他の適切な処理によって互いに接着さ
れ、回路板を形成する。
における送信回路100の回路板の一部を示す。送信回路1
00は、３つの層321,322,323を有する多層回路板または
基板上に構成され、これらの層は、好適な実施例では、
誘電率4.66を有するFR−４ファイバグラス材料からな
る。また、基板材料では、例えば、アルミナ、デュロイ
ド（duroid）および水晶など任意の他の適切な材料でも
よい。層321は、上面301上にめっきされた導電材料から
なる順方向路伝送線201と、底面302上にめっきされた導
電材料からなる結合路伝送線202とを含む。回路板の層3
21の上面301および底面302の他の部分に他の回路めっき
（図示せず）を配置してもよい。層322は、回路めっき
を有さない中間層である。層323は、伝送線201,202の接
地面となる接地めっきをその上面303上に有し、他の回
路めっき（図示せず）をその底面304上に有する。層32
1,322,323は、対応する回路でめっきされ、ラミネーシ
ョン処理または他の適切な処理によって互いに接着さ
れ、回路板を形成する。
第５図を参照して、伝送線結合器115の伝送線201,202
の実施例を示す、第４図における回路板部の上層321の
上面図を示す。伝送線結合器115の新規な特徴により、
伝送線202は蛇状に形成され、部分341,342および部分34
3,344は、第５図のように上から見ると伝送線201の対置
側にある。
の実施例を示す、第４図における回路板部の上層321の
上面図を示す。伝送線結合器115の新規な特徴により、
伝送線202は蛇状に形成され、部分341,342および部分34
3,344は、第５図のように上から見ると伝送線201の対置
側にある。
伝送線結合器115は、好ましくは、送信機出力信号の
低い信号レベルを検出するのに十分な感度があり、また
送信機信号123の不必要な減衰を防ぎ、またバッテリか
らの不必要な電流消費を防ぐため比較的損失が低い。伝
送線結合器115を利用することにより、825mHz〜925mHz
の周波数帯域,0.15dB以下の挿入損で、20dBの電磁結合
が達成できる。
低い信号レベルを検出するのに十分な感度があり、また
送信機信号123の不必要な減衰を防ぎ、またバッテリか
らの不必要な電流消費を防ぐため比較的損失が低い。伝
送線結合器115を利用することにより、825mHz〜925mHz
の周波数帯域,0.15dB以下の挿入損で、20dBの電磁結合
が達成できる。
伝送線201と伝送線202との間の電磁結合量は、伝送線
202の幅，層321の厚さなど多くの要因に依存し、距離部
分341,342,343,344は伝送線201のエッジ部から、平行
に、オフセットされる。第５図における部分341,342,34
3,344は、伝送線201の幅よりも小さい幅を有し、伝送線
201のエッジ部から実質的に同じ量だけオフセットされ
る。部分341,342の長さの和は、部分343,344の長さの和
と実質的に同じである。部分341,342によって与えられ
る結合の和は、部分343,344によって与えられる結合の
和に実質的に等しい。伝送線201と伝送線202との間の電
磁結合は、伝送線201と部分341,342,343,344との間で最
大となり、伝送線201と伝送線201の下で交差する直交部
分との間で最小となる。その結果、上面301上の回路め
っきと層321の底面302上の回路めっきとの間のレジスト
レーションの小さな差は、伝送線201と伝送線202との間
の全体的な電磁結合を劣化させない。なぜならば、部分
341,342の結合は部分343,344の結合が低下すると増加
し、増加すると低下するためである。伝送線202の他の
多くの構成および形状が可能であり、それには鋸歯型、
半円型，楕円型や、以下で説明する第６図および第７図
の構成が含まれる。
202の幅，層321の厚さなど多くの要因に依存し、距離部
分341,342,343,344は伝送線201のエッジ部から、平行
に、オフセットされる。第５図における部分341,342,34
3,344は、伝送線201の幅よりも小さい幅を有し、伝送線
201のエッジ部から実質的に同じ量だけオフセットされ
る。部分341,342の長さの和は、部分343,344の長さの和
と実質的に同じである。部分341,342によって与えられ
る結合の和は、部分343,344によって与えられる結合の
和に実質的に等しい。伝送線201と伝送線202との間の電
磁結合は、伝送線201と部分341,342,343,344との間で最
大となり、伝送線201と伝送線201の下で交差する直交部
分との間で最小となる。その結果、上面301上の回路め
っきと層321の底面302上の回路めっきとの間のレジスト
レーションの小さな差は、伝送線201と伝送線202との間
の全体的な電磁結合を劣化させない。なぜならば、部分
341,342の結合は部分343,344の結合が低下すると増加
し、増加すると低下するためである。伝送線202の他の
多くの構成および形状が可能であり、それには鋸歯型、
半円型，楕円型や、以下で説明する第６図および第７図
の構成が含まれる。
第６図を参照して、伝送線結合器115の伝送線201,202
の好適な実施例を示す、第４図における回路板部の上層
321の上面図を示す。伝送線201は、Ｕ字型であり、伝送
線202は、Ｕ字型伝送線201の平行側に電磁結合する部分
641,642と、Ｕ字型伝送線201の中央側に結合する部分64
3,644とを含む。部分641,642,643,644は、伝送線201か
ら約0.004インチだけ離間される。部分641,642は、実質
的に同じ長さであり、部分643,644は実質的に同じ長さ
である。部分641,642,643,644の和の全長は約0.4インチ
である。部分641によって施される結合は、部分642によ
って施される結合と実質的に等しく、部分643によって
施される結合は、部分644によって施される結合と実質
的に等しい。部分641,644は、少なくとも23dBの結合を
与え、部分642,643は少なくとも23dBの結合を与えて、8
25mHz〜925mHzの周波数帯域,0.15dB以下の挿入損で、少
なくとも20dBの電磁結合を生成する。第６図におけるこ
の実施例では、上面301上の回路めっきと層321の底面上
の回路めっきとの間のレジストレーションのわずかの差
は、ＸおよびＹ両方の方向で生じることがあるが、伝送
線201と伝送線202との間の全体的な結合を劣化させな
い。
の好適な実施例を示す、第４図における回路板部の上層
321の上面図を示す。伝送線201は、Ｕ字型であり、伝送
線202は、Ｕ字型伝送線201の平行側に電磁結合する部分
641,642と、Ｕ字型伝送線201の中央側に結合する部分64
3,644とを含む。部分641,642,643,644は、伝送線201か
ら約0.004インチだけ離間される。部分641,642は、実質
的に同じ長さであり、部分643,644は実質的に同じ長さ
である。部分641,642,643,644の和の全長は約0.4インチ
である。部分641によって施される結合は、部分642によ
って施される結合と実質的に等しく、部分643によって
施される結合は、部分644によって施される結合と実質
的に等しい。部分641,644は、少なくとも23dBの結合を
与え、部分642,643は少なくとも23dBの結合を与えて、8
25mHz〜925mHzの周波数帯域,0.15dB以下の挿入損で、少
なくとも20dBの電磁結合を生成する。第６図におけるこ
の実施例では、上面301上の回路めっきと層321の底面上
の回路めっきとの間のレジストレーションのわずかの差
は、ＸおよびＹ両方の方向で生じることがあるが、伝送
線201と伝送線202との間の全体的な結合を劣化させな
い。
第７図を参照して、伝送線結合器115の伝送線201,202
の別の実施例を示す、第４図における回路板部の上層32
1の上面図を示す。伝送線202は、伝送線201に平行か
つ、伝送線201に電磁結合する平行部分741,742を含む。
部分741,742は、実質的に同じ長さであり、部分741,742
によって施される結合は実質的に等しい。
の別の実施例を示す、第４図における回路板部の上層32
1の上面図を示す。伝送線202は、伝送線201に平行か
つ、伝送線201に電磁結合する平行部分741,742を含む。
部分741,742は、実質的に同じ長さであり、部分741,742
によって施される結合は実質的に等しい。
以上、独自の伝送線結合器115は、順方向路伝送線201
と、結合路伝送線202とを含み、これらは増幅器103の出
力整合に埋め込まれる。伝送線201は、増幅器103の出力
整合の低域通過フィルタ部として機能し、また結合器11
5の順方向路伝送線としても機能し、それにより回路ス
ペースおよび部品数が大幅に節約され、増幅器103とア
ンテナ107との間の経路における全体的な挿入損を低減
する。
と、結合路伝送線202とを含み、これらは増幅器103の出
力整合に埋め込まれる。伝送線201は、増幅器103の出力
整合の低域通過フィルタ部として機能し、また結合器11
5の順方向路伝送線としても機能し、それにより回路ス
ペースおよび部品数が大幅に節約され、増幅器103とア
ンテナ107との間の経路における全体的な挿入損を低減
する。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−174249（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−369126（ＪＰ，Ａ) 特開 昭48−82346（ＪＰ，Ａ) 米国特許5230093（ＵＳ，Ａ) 米国特許5212815（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04B 1/04
Claims (3)
- 【請求項１】増幅器（103）によって生成されるRF信号
（123）を検出し、RF検出信号を生成する無線周波数（R
F）信号結合器回路において、前記増幅器は出力と出力
インピーダンスを有する、RF信号結合器回路であって： 上面および底面を有し、所定の誘電率を有する基板（32
1）； 前記基板の前記上面に配置され、前記増幅器の出力と結
合され、前記増幅器の前記出力インピーダンスの整合を
とる伝送線整合回路であって： 第１伝送線（205）を含む第１の低域濾波器部（205、24
5）；および 前記第１の低域濾波器部に結合され、直通伝送線（20
1）を含む第２の低域濾波器部（201、247）であって、
前記直通伝送線は、前記RF信号と結合する、第２の低域
濾波器部； によって構成される伝送線整合回路、および、 前記基板の前記底面上に配置される結合路伝送線（20
2）であって、第１複素インピーダンスに結合された結
合ポートを有し、前記結合路伝送線は、前記直通路伝送
線に電磁結合され、前記RF信号の振幅に関連する振幅を
有するRF検出信号を、前記結合ポートで生成する結合路
伝送線； によって構成されることを特徴とするRF信号結合器回
路。 - 【請求項２】無線周波数（RF）信号を増幅し、所定のパ
ワー・レベルで送信機出力信号を生成する送信回路であ
って： 前記RF信号を生成する信号源（121）； 出力インピーダンスを有し、前記RF信号と利得制御信号
（132）と結合し可変利得によって前記RF寝具を増幅
し、前記送信機出力信号（123）を生成する増幅器（10
2,103）であって、前記可変利得は前記利得制御信号の
大きさに関連する、増幅器； 上面および底面を有し、所定の誘電率を有する基板（32
1）； 前記基板の前記上面に配置され、前記増幅器の出力と結
合され、前記増幅器の前記出力インピーダンスの整合を
とる伝送線整合回路であって： 第１伝送線（205）を含む第１の低域濾波器部（205、24
5）；および 前記第１の低域濾波器部に結合され、直通伝送線（20
1）を含む第２の低域濾波器部（201、247）であって、
前記直通伝送線は、前記送信機出力信号と結合する、第
２の低域濾波器部； によって構成される伝送線整合回路、および、 前記基板の底面上に配置される結合路伝送線（202）で
あって、第１複素インピーダンスに結合された結合ポー
トと、第２複素インピーダンスに結合された分離ポート
とを有し、前記結合路伝送線は、前記直通路伝送線に電
磁結合され、前記送信機出力信号の振幅に関連する振幅
を有するRF検出信号を、前記結合ポートにおいて生成す
る、結合路伝送線と； からなる伝送線結合器；および 前記RF検出信号に結合され、前記利得制御信号の大きさ
を調整して、前記送信機出力信号を前記所定のパワー・
レベルに維持する制御回路（111）； によって構成されることを特徴とする送信回路。 - 【請求項３】前記制御回路は、インダクタ（211,212）
によって前記RF検出信号に結合され、前記RF検出信号を
整流して、検出信号（131）を生成するダイオード検出
器（206）をさらに含み、前記制御回路は、前記検出信
号に結合され、前記利得制御信号の大きさを調整して、
前記送信機出力信号を前記所定のパワー・レベルに維持
することを特徴とする請求項２記載の送信回路。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/150,652 US5448771A (en) | 1993-11-09 | 1993-11-09 | Embedded transmission line coupler for radio frequency signal amplifiers |
| US08/150,652 | 1993-11-09 | ||
| US150,652 | 1993-11-09 | ||
| PCT/US1994/011290 WO1995013663A1 (en) | 1993-11-09 | 1994-10-06 | Embedded transmission line coupler for radio frequency signal amplifiers |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08505752A JPH08505752A (ja) | 1996-06-18 |
| JP3067209B2 true JP3067209B2 (ja) | 2000-07-17 |
Family
ID=22535448
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7513815A Expired - Lifetime JP3067209B2 (ja) | 1993-11-09 | 1994-10-06 | 無線周波数信号増幅器用の埋込型伝送線結合器 |
Country Status (11)
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| JP (1) | JP3067209B2 (ja) |
| KR (1) | KR0166655B1 (ja) |
| CN (1) | CN1048602C (ja) |
| AU (1) | AU8013194A (ja) |
| BR (1) | BR9405982A (ja) |
| CA (1) | CA2152810C (ja) |
| FR (1) | FR2712442B1 (ja) |
| GB (1) | GB2289168B (ja) |
| SG (1) | SG44444A1 (ja) |
| WO (1) | WO1995013663A1 (ja) |
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| US6002922A (en) * | 1996-12-17 | 1999-12-14 | Motorola, Inc. | Method and apparatus for detecting communication signals |
| US5818307A (en) * | 1997-03-11 | 1998-10-06 | Motorola, Inc. | Directional coupler having inductor crossing microstrip transmission line |
| US6128478A (en) * | 1998-07-31 | 2000-10-03 | Motorola, Inc. | Apparatus and method for amplifying a radio frequency signal |
| JP2001053693A (ja) * | 1999-08-05 | 2001-02-23 | Alps Electric Co Ltd | 信号検出回路 |
| US6496708B1 (en) | 1999-09-15 | 2002-12-17 | Motorola, Inc. | Radio frequency coupler apparatus suitable for use in a multi-band wireless communication device |
| KR100551577B1 (ko) * | 2001-10-19 | 2006-02-13 | 가부시키가이샤 무라타 세이사쿠쇼 | 방향성 결합기 |
| US7088201B2 (en) * | 2004-08-04 | 2006-08-08 | Eudyna Devices Inc. | Three-dimensional quasi-coplanar broadside microwave coupler |
| FR2969428B1 (fr) * | 2010-12-21 | 2013-01-04 | St Microelectronics Sa | Commutateur electronique et appareil de communication incluant un tel commutateur |
| CN102810705A (zh) * | 2012-07-31 | 2012-12-05 | 南京东恒通信科技有限公司 | 一种馈电型耦合器 |
| JP5904145B2 (ja) * | 2013-03-12 | 2016-04-13 | 三菱電機株式会社 | 電力モニタ回路 |
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| CA3135156A1 (en) * | 2020-11-04 | 2022-05-04 | Thorlabs, Inc. | Silicon photomultipliers reflective pulse compression |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4305043A (en) * | 1980-03-03 | 1981-12-08 | Ford Aerospace & Communications Corporation | Coupler having arbitrary impedance transformation ratio and arbitrary coubling ratio |
| US4523155A (en) * | 1983-05-04 | 1985-06-11 | Motorola, Inc. | Temperature compensated automatic output control circuitry for RF signal power amplifiers with wide dynamic range |
| JPS6041821A (ja) * | 1983-08-18 | 1985-03-05 | Nec Corp | 送信出力電力制御装置 |
| US4999593A (en) * | 1989-06-02 | 1991-03-12 | Motorola, Inc. | Capacitively compensated microstrip directional coupler |
| DE4193230C1 (de) * | 1990-12-20 | 1997-10-30 | Motorola Inc | Sendeschaltung in einem Funktelefon mit einem Pegelsender |
| US5212815A (en) * | 1991-09-03 | 1993-05-18 | Motorola, Inc. | Radio equipment directional coupler |
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