定向耦合器和具有定向耦合器的电子装置

文档序号:311271 发布日期:2021-11-26 浏览:38次 >En<

阅读说明:本技术 定向耦合器和具有定向耦合器的电子装置 (Directional coupler and electronic device having the same ) 是由 朴钟贤 梁东一 姜智姬 金荣俊 于 2020-04-14 设计创作,主要内容包括:提供了根据各种实施例的定向耦合器和具有该定向耦合器的电子装置。所述定向耦合器包括:第一层,所述第一层具有至少一个导电部分;第二层,所述第二层在第一方向上与所述第一层相邻地设置,并具有与所述第一层的所述导电部分对应的至少一个导电板;第三层,所述第三层在所述第一方向上与所述第二层相邻地设置,并包括RF信号传输线;第四层,所述第四层在所述第一方向上与所述第三层相邻地设置,并具有缠绕至少一圈的导电线;以及至少一个导电通路,所述至少一个导电通路电连接所述第二层的所述至少一个导电板和所述第四层的缠绕至少一圈的所述导电线。(Directional couplers and electronic devices having the same according to various embodiments are provided. The directional coupler includes: a first layer having at least one conductive portion; a second layer disposed adjacent to the first layer in a first direction and having at least one conductive plate corresponding to the conductive portion of the first layer; a third layer disposed adjacent to the second layer in the first direction and including an RF signal transmission line; a fourth layer disposed adjacent to the third layer in the first direction and having a conductive wire wound at least one turn; and at least one conductive via electrically connecting the at least one conductive plate of the second layer and the conductive wire of the fourth layer wound at least one turn.)

定向耦合器和具有定向耦合器的电子装置

技术领域

本公开涉及定向耦合器和具有定向耦合器的电子装置。

背景技术

电子装置可以与基站执行通信,从而经由电子装置中包括的通信部件提供无线通信网络。近年来,电子装置已经被制造得更小且更薄,和/或已经被集成,并且由电子装置中包括的通信部件利用的频带频率已经逐渐被制造得更高且更窄。

在电子装置中包括的通信部件之中,定向耦合器用于以固定比率划分发送的信号。例如,定向耦合器从自无线通信电路的发送端的放大器发射的输出中采样固定量的信号,并将所采样的信号发送到自动输出调节器,由此始终使得具有固定幅值的输出能够经由天线发送到外部。

发明内容

技术问题

传统的定向耦合器通常安装在电子装置中包括的板的表面上。例如,多个电子部件可以安装在电子装置的板上,并且定向耦合器也可以安装在板的表面上。当定向耦合器安装在板的表面上时,定向耦合器与其体积成比例地占据电子装置的内部空间。为了保护定向耦合器免受外部电子部件的电磁影响,电子装置可以另外地包括覆盖定向耦合器的屏蔽罐。使用该定向耦合器的采样准确性可以增加,但电子装置的内部空间会进一步减小。

定向耦合器可以包括诸如电容器或电感器的无源元件。当电容器或电感器安装在板上时,电容器或电感器占据电子装置的相当大的内部空间,因此可能难以将电子装置制造得更小更薄和/或集成。

另外,定向耦合器输出与通过通信电路的输入端子输入的信号耦合的信号。如果在该过程中没有充分确保隔离,则这可能对通信性能产生不良影响。可以根据构成定向耦合器的导体和电介质之间的布置,基于结构方面来确定定向耦合器的隔离,因此定向耦合器中包括的部件的布置可以成为决定性能的重要因素。

问题的解决方案

本公开致力于解决至少上述的缺点并提供至少下述的优点。

按照本公开的一方面,提供了一种定向耦合器。所述定向耦合器包括:第一层,所述第一层被配置为包括至少一个导电部分;第二层,所述第二层在第一方向上与所述第一层相邻地设置,并被配置为包括与所述第一层的所述至少一个导电部分交叠的至少一个导电板;第三层,所述第三层在所述第一方向上与所述第二层相邻地设置,并被配置为包括至少一条RF信号传输线;第四层,所述第四层在所述第一方向上与所述第三层相邻地设置,并被配置为包括缠绕至少一圈的导电线;以及至少一个导电通路,所述至少一个导电通路被配置为电连接所述第二层的所述至少一个导电板和所述第四层的缠绕至少一圈的所述导电线。所述第一层、所述第二层、所述第三层和所述第四层被配置为形成印刷电路板的至少一部分。

按照本公开的一方面,提供了一种电子装置。所述电子装置包括:至少一个板;至少一根天线;收发器;定向耦合器,所述定向耦合器被配置为提取从所述至少一根天线输出的至少一些信号,并向所述收发器发送耦合信号;处理器;以及存储器,所述存储器可操作地连接到所述处理器。所述定向耦合器包括:第一层,所述第一层包括至少一个导电部分;第二层,所述第二层在第一方向上与所述第一层相邻地设置,并包括与所述第一层的所述至少一个导电部分至少部分地交叠的至少一个导电板;第三层,所述第三层在所述第一方向上与所述第二层相邻地设置,并包括至少一条RF信号传输线;第四层,所述第四层在所述第一方向上与所述第三层相邻地设置,并包括缠绕至少一圈的导电线;以及至少一个导电通路,所述至少一个导电通路被配置为电连接所述第二层的所述至少一个导电板和所述第四层的缠绕至少一圈的所述导电线。所述第一层、所述第二层、所述第三层和所述第四层被配置为形成至少一个板的至少一部分。

按照本公开的一方面,提供了一种印刷电路板。所述印刷电路板包括:第一层,所述第一层被配置为包括至少一个导电部分;第二层,所述第二层在第一方向上与所述第一层相邻地设置,并被配置为包括与所述第一层的所述至少一个导电部分至少部分地交叠的至少一个导电板;第三层,所述第三层在所述第一方向上与所述第二层相邻地设置,并被配置为包括至少一条RF信号传输线;第四层,所述第四层在所述第一方向上与所述第三层相邻地设置,并被配置为包括缠绕至少一圈的导电线;以及至少一个导电通路,所述至少一个导电通路被配置为电连接所述第二层的所述至少一个导电板和所述第四层的缠绕至少一圈的所述导电线。

本发明的有利效果

根据本公开的各种实施例,诸如电容器和电感器的无源元件形成在板上,由此可以减小无源元件在它们安装在板上时所占据的空间,以增加空间效率。作为通过将无源元件设置在板上产生的另一效果,可以产生能够保证产品的耐久性以免从外部向电子装置施加冲击或倘若掉落和组装/拆卸而使部件受损的效果。

根据本发明的各种实施例,可以提供具有优异的插入损耗特性和优异的隔离特性并可以支持宽带的新结构的定向耦合器以及实现该定向耦合器的印刷电路板。

附图说明

根据以下结合附图进行的详细描述,本公开的某些实施例的以上和其它方面、特征及优点将更清楚,在附图中:

图1是示出根据实施例的网络环境中的电子装置的框图;

图2是根据实施例的电子装置中包括的天线、无线通信电路及其外围的框图;

图3是根据实施例的定向耦合器的电路的示图;

图4是根据实施例的嵌入在多层板中的定向耦合器的各层的结构的顶视图;

图5是根据实施例的嵌入在多层板中的定向耦合器的各层的结构的分解透视图;

图6是根据实施例的嵌入在多层板中的定向耦合器的各层的结构的截面图;

图7是根据实施例的嵌入在多层板中的定向耦合器的各层的结构的顶视图;

图8是根据实施例的嵌入在多层板中的定向耦合器的各层的结构的分解透视图;

图9是根据实施例的嵌入在多层板中的定向耦合器的各层的结构的截面图;

图10是根据实施例的嵌入在多层板中的定向耦合器的各层的结构的顶视图;

图11是根据实施例的嵌入在多层板中的定向耦合器的各层的结构的截面图;

图12是根据实施例的嵌入在多层板中的定向耦合器的各层的结构的顶视图;

图13是根据实施例的嵌入在多层板中的定向耦合器的各层的结构的截面图;

图14是根据实施例的外部匹配元件另外地耦合到的定向耦合器的示图;

图15是示出根据实施例的在添加外部匹配元件之前定向耦合器的隔离性能的曲线图;

图16是示出根据实施例的添加了外部匹配元件的定向耦合器的隔离特性的曲线图;以及

图17是示出根据实施例的添加了外部匹配元件的定向耦合器的隔离特性的曲线图。

具体实施方式

图1是示出根据实施例的网络环境100中的电子装置101的框图。

参照图1,网络环境100中的电子装置101可以经由第一网络198(例如,短距离无线通信网络)与电子装置102进行通信,或者经由第二网络199(例如,长距离无线通信网络)与电子装置104或服务器108进行通信。根据实施例,电子装置101可经由服务器108与电子装置104进行通信。根据实施例,电子装置101可包括处理器120、存储器130、输入装置150、声音输出装置155、显示装置160、音频模块170、传感器模块176、接口177、触觉模块179、相机模块180、电力管理模块188、电池189、通信模块190、用户识别模块(SIM)196或天线模块197。在一些实施例中,可从电子装置101中省略所述部件中的至少一个(例如,显示装置160或相机模块180),或者可将一个或更多个其它部件添加到电子装置101中。在一些实施例中,可将所述部件中的一些部件实现为单个集成电路。例如,可以将传感器模块176(例如,指纹传感器、虹膜传感器或照度传感器)实现为嵌入在显示装置160(例如,显示器)中。

处理器120可运行例如软件(例如,程序140)来控制电子装置101的与处理器120连接的至少一个其它部件(例如,硬件部件或软件部件),并可执行各种数据处理或计算。根据一个实施例,作为所述数据处理或计算的至少部分,处理器120可将从另一部件(例如,传感器模块176或通信模块190)接收到的命令或数据加载到易失性存储器132中,对存储在易失性存储器132中的命令或数据进行处理,并将结果数据存储在非易失性存储器134中。根据实施例,处理器120可包括主处理器121(例如,中央处理单元(CPU)或应用处理器(AP))以及与主处理器121在操作上独立的或者相结合的辅助处理器123(例如,图形处理单元(GPU)、图像信号处理器(ISP)、传感器中枢处理器或通信处理器(CP))。另外地或者可选择地,辅助处理器123可被适配为比主处理器121耗电更少,或者被适配为具体用于指定的功能。可将辅助处理器123实现为与主处理器121分离,或者实现为主处理器121的部分。

在主处理器121处于未激活(例如,睡眠)状态时,辅助处理器123可控制与电子装置101(而非主处理器121)的部件之中的至少一个部件(例如,显示装置160、传感器模块176或通信模块190)相关的功能或状态中的至少一些,或者在主处理器121处于激活状态(例如,运行应用)时,辅助处理器123可与主处理器121一起来控制与电子装置101的部件之中的至少一个部件(例如,显示装置160、传感器模块176或通信模块190)相关的功能或状态中的至少一些。根据实施例,可将辅助处理器123(例如,图像信号处理器或通信处理器)实现为在功能上与辅助处理器123相关的另一部件(例如,相机模块180或通信模块190)的部分。

存储器130可存储由电子装置101的至少一个部件(例如,处理器120或传感器模块176)使用的各种数据。所述各种数据可包括例如软件(例如,程序140)以及针对与其相关的命令的输入数据或输出数据。存储器130可包括易失性存储器132或非易失性存储器134。

可将程序140作为软件存储在存储器130中,并且程序140可包括例如操作系统(OS)142、中间件144或应用146。

输入装置150可从电子装置101的外部(例如,用户)接收将由电子装置101的其它部件(例如,处理器120)使用的命令或数据。输入装置150可包括例如麦克风、鼠标、键盘或数字笔(例如,手写笔)。

声音输出装置155可将声音信号输出到电子装置101的外部。声音输出装置155可包括例如扬声器或接收器。扬声器可用于诸如播放多媒体或播放唱片的通用目的,接收器可用于呼入呼叫。根据实施例,可将接收器实现为与扬声器分离,或实现为扬声器的部分。

显示装置160可向电子装置101的外部(例如,用户)视觉地提供信息。显示装置160可包括例如显示器、全息装置或投影仪以及用于控制显示器、全息装置和投影仪中的相应一个的控制电路。根据实施例,显示装置160可包括被适配为检测触摸的触摸电路或被适配为测量由触摸引起的力的强度的传感器电路(例如,压力传感器)。

音频模块170可将声音转换为电信号,反之亦可。根据实施例,音频模块170可经由输入装置150获得声音,或者经由声音输出装置155或与电子装置101直接(例如,有线地)连接或无线连接的外部电子装置(例如,电子装置102)的耳机输出声音。

传感器模块176可检测电子装置101的操作状态(例如,功率或温度)或电子装置101外部的环境状态(例如,用户的状态),然后产生与检测到的状态相应的电信号或数据值。根据实施例,传感器模块176可包括例如手势传感器、陀螺仪传感器、大气压力传感器、磁性传感器、加速度传感器、握持传感器、接近传感器、颜色传感器、红外(IR)传感器、生物特征传感器、温度传感器、湿度传感器或照度传感器。

接口177可支持将用来使电子装置101与外部电子装置(例如,电子装置102)直接(例如,有线地)或无线连接的一个或更多个特定协议。根据实施例,接口177可包括例如高清晰度多媒体接口(HDMI)、通用串行总线(USB)接口、安全数字(SD)卡接口或音频接口。

连接端178可包括连接器,电子装置101可经由所述连接器与外部电子装置(例如,电子装置102)物理连接。根据实施例,连接端178可包括例如HDMI连接器、USB连接器、SD卡连接器或音频连接器(例如,耳机连接器)。

触觉模块179可将电信号转换为可被用户经由他的触觉或动觉识别的机械刺激(例如,振动或运动)或电刺激。根据实施例,触觉模块179可包括例如电机、压电元件或电刺激器。

相机模块180可捕获静止图像或运动图像。根据实施例,相机模块180可包括一个或更多个透镜、图像传感器、ISP或闪光灯。

电力管理模块188可管理对电子装置101的供电。根据实施例,可将电力管理模块#88实现为例如电力管理集成电路(PMIC)的至少部分。

电池189可对电子装置101的至少一个部件供电。根据实施例,电池189可包括例如不可再充电的原电池、可再充电的蓄电池、或燃料电池。

通信模块190可支持在电子装置101与外部电子装置(例如,电子装置102、电子装置104或服务器108)之间建立直接(例如,有线)通信信道或无线通信信道,并经由建立的通信信道执行通信。通信模块190可包括能够与处理器120(例如,AP)独立操作的一个或更多个CP,并支持直接(例如,有线)通信或无线通信。根据实施例,通信模块190可包括无线通信模块192(例如,蜂窝通信模块、短距离无线通信模块或全球导航卫星系统(GNSS)通信模块)或有线通信模块194(例如,局域网(LAN)通信模块或电力线通信(PLC)模块)。这些通信模块中的相应一个可经由第一网络198(例如,短距离通信网络,诸如蓝牙、无线保真(Wi-Fi)直连或红外数据协会(IrDA))或第二网络199(例如,长距离通信网络,诸如蜂窝网络、互联网、或计算机网络(例如,LAN或广域网(WAN)))与外部电子装置进行通信。可将这些各种类型的通信模块实现为单个部件(例如,单个芯片),或可将这些各种类型的通信模块实现为彼此分离的多个部件(例如,多个芯片)。无线通信模块192可使用存储在用户识别模块196中的用户信息(例如,国际移动用户识别码(IMSI))识别并验证通信网络(诸如第一网络198或第二网络199)中的电子装置101。

天线模块197可将信号或电力发送到电子装置101的外部(例如,外部电子装置)或者从子装置101的外部(例如,外部电子装置)接收信号或电力。根据实施例,天线模块197可包括天线,所述天线包括辐射元件,所述辐射元件由形成在基底(例如,PCB)中或形成在基底上的导电材料或导电图案构成。根据实施例,天线模块197可包括多个天线。在这种情况下,可例如由通信模块190(例如,无线通信模块192)从所述多个天线中选择适合于在通信网络(诸如第一网络198或第二网络199)中使用的通信方案的至少一根天线。随后可经由所选择的至少一根天线在通信模块190和外部电子装置之间发送或接收信号或电力。根据实施例,除了辐射元件之外的另外的部件(例如,射频集成电路(RFIC))可附加地形成为天线模块197的一部分。

上述部件中的至少一些可经由外设间通信方案(例如,总线、通用输入输出(GPIO)、串行外设接口(SPI)或移动工业处理器接口(MIPI))相互连接并在它们之间传送信号(例如,命令或数据)。

根据实施例,可经由与第二网络199连接的服务器108在电子装置101和外部电子装置104之间发送或接收命令或数据。电子装置102和电子装置104中的每一个可以是与电子装置101相同类型的装置,或者是与电子装置101不同类型的装置。根据实施例,将在电子装置101运行的全部操作或一些操作可在外部电子装置102、104或108中的一个或更多个运行。例如,如果电子装置101应该自动执行功能或服务或者应该响应于来自用户或另一装置的请求执行功能或服务,则电子装置101可请求所述一个或更多个外部电子装置执行所述功能或服务中的至少部分,而不是运行所述功能或服务,或者电子装置101除了运行所述功能或服务以外,还可请求所述一个或更多个外部电子装置执行所述功能或服务中的至少部分。接收到所述请求的所述一个或更多个外部电子装置可执行所述功能或服务中的所请求的所述至少部分,或者执行与所述请求相关的另外功能或另外服务,并将执行的结果传送到电子装置101。电子装置101可在对所述结果进行进一步处理的情况下或者在不对所述结果进行进一步处理的情况下将所述结果提供作为对所述请求的至少部分答复。为此,例如,可使用云计算、分布式计算或客户端-服务器计算基数。

图2是根据实施例的电子装置中包括的天线、无线通信电路及其外围的框图。

参照图2,电子装置200可以包括例如图1中示出的电子装置101的全部或一些部件。

电子装置200可以包括至少一根天线210、无线通信电路220(例如,图1的通信模块190)、定向耦合器230、处理器240(例如,图1的处理器120)和/或存储器250(例如,图1的存储器130)。无线通信电路220可以包括收发器221、功率放大器模块222和/或前端模块223。

收发器221可以将从处理器240接收的数据转换为RF信号(例如,发送器(Tx)信号),并通过功率放大器模块222(例如,功率放大器(PAM))将其输出到前端模块223。另外,收发器221可以将从前端模块223接收的RF信号(例如,接收器(Rx)信号)转换为可解码的数字数据,并将其发送到处理器240。

功率放大器模块222可以包括功率放大器222a或低噪声放大器222b。功率放大器222a可以放大从收发器221接收的RF信号(例如,Tx信号),并将其发送到前端模块223。低噪声放大器222b可以放大通过前端模块223从至少一根天线210接收的RF信号(例如,Rx信号)同时使噪声最小化,并将其发送到收发器221。功率放大器222a或低噪声放大器222b的放大倍数可以由其能量源(例如,电压或电流)的幅值确定。处理器240调整电源(电压或电流)的幅值,由此可以改变放大倍数。

前端模块223可以执行功率划分。前端模块223可以用于将功率在至少两个或更多个天线之间划分。前端模块223可以执行信号划分。前端模块223可以划分并输出所发送/接收的信号。前端模块223可以将从收发器221接收的RF信号(例如,Tx信号)输出到至少一根天线210,并将从该至少一根天线210接收的RF信号(例如,Rx信号)输出到收发器221。

定向耦合器230可以执行功率提取。定向耦合器230可以从自至少一根天线210输出的RF信号中提取具有相同波形和比RF信号的功率低的功率(例如,在RF信号功率为0dBm的情况下,-30dBm)的正向耦合信号T1,并将其发送到收发器221。同时,由于至少一根天线210和前端模块223之间的阻抗差,RF信号可能不能在没有改变的情况下(在没有功率损失的情况下)通过至少一根天线210辐射,并经历至少一根天线210和前端模块223之间的回波损失。如果RF信号从前端模块223输出到至少一根天线210,则因该至少一根天线210和前端模块223之间的阻抗差,可以产生反射信号,并且该反射信号可以发送到前端模块223。

定向耦合器230可以从该反射信号中提取具有相同波形和比反射信号的功率低的功率(例如,在反射信号功率为0dBm的情况下,-30dBm)的反向耦合信号T2,并将其发送到收发器221。定向耦合器230可以通过反向耦合信号T2将通过至少一根天线210接收的信号连同未输出并被至少一根天线210反射的信号一起发送到收发器221。收发器221可以将与正向耦合信号T1和反向耦合信号T2对应的值(例如,功率值和电压值)输出到处理器240。

定向耦合器230可以包括第一端口231和第二端口232。第一端口231和第二端口232可以分别对应于RF输入端口和RF输出端口,或者可以分别对应于RF输出端口和RF输入端口。当定向耦合器230从至少一根天线210接收RF信号时,第一端口231可以是RF输入端口,并且第二端口232可以是RF输出端口。当定向耦合器230从前端模块223接收RF信号时,第二端口232可以是RF输入端口,并且第一端口231可以是RF输出端口。

至少一根天线210和定向耦合器230之间的负载阻抗可以与定向耦合器230的特性阻抗具有规定的差值。虽然未示出,但可以另外设置将负载阻抗调节为尽可能接近特性阻抗的阻抗调谐电路(阻抗匹配电路)。

处理器240可以包括CPU、AP或CP中的一个或更多个。处理器240可以是例如执行与电子装置200的至少一个或更多个其它部件的控制和/或通信相关的操作或数据处理的装置。处理器240可以电连接到其它部件(例如,收发器221、功率放大器模块222和/或定向耦合器230),可以控制其它部件,并可以执行各种数据处理和操作。

存储器250可以可操作地连接到处理器240。当执行时,存储器250可以存储致使处理器控制与处理器电连接的其它部件(例如,收发器221、功率放大器模块222和/或定向耦合器230)并执行各种数据处理和操作的指令。存储器250可以存储用于调节负载阻抗以尽可能接近特性阻抗的补偿值。

处理器230可以使用与正向耦合信号T1和反向耦合信号T2对应并从收发器221接收的值来计算天线210的反射系数,并获得相位值。处理器240可以将所获得的相位值与例如记录在存储器250的查找表中的参考值(参考相位信息)进行比较,并获得相位差(例如,与参考组的相位差)。可以通过各种实施例来补偿相位差(例如,相对于参考组的RF性能偏转)。

图3是根据实施例的定向耦合器的电路的示图。

定向耦合器300(例如,图2的定向耦合器230)可以被配置为利用耦合即其中交流信号能量以电磁方式在独立空间或线之间相互传输的现象。

如图2中提到的,定向耦合器230执行功率提取,并且前端模块223用于执行功率划分。然而,包括图3中示出的实施例的下面将描述的定向耦合器300、400、500、600、700和800可以包括可以用于执行功率提取和功率划分的定向耦合器。

定向耦合器300可以包括按照实施例的单向耦合器或双向耦合器。

参照图3,定向耦合器300可以包括RF输入/输出线310。定向耦合器300可以被配置为能够耦合到RF输入/输出线310,并可以包括第一定向耦合器320和第二定向耦合器330。

单向耦合器可以包括从第一定向耦合器320或第二定向耦合器330中选择的一个。

相比之下,双向耦合器可以包括第一定向耦合器320和第二定向耦合器330。第一定向耦合器320和第二定向耦合器330可以共享单个RF输入/输出线310。

RF输入/输出线310可以包括RF输入端口P1和RF输出端口P4,并可以包括RF输入端口P1和RF输出端口P4之间的至少一个无源元件(例如,电感器311和312)。第一定向耦合器320可以包括在RF输入/输出线310和第一耦合端口P2之间的电容器321以及在第一耦合端口P2和第一端子端口P3之间的电感器322。第一定向耦合器320中包括的电容器321和电感器322可以与沿着RF输入/输出线310发送的RF信号电磁连接,并生成耦合信号(例如,正向耦合信号T1和/或反向耦合信号T2)。

第二定向耦合器330可以包括在RF输入/输出线310和第二耦合端口P5之间的电容器331以及在第二耦合端口P5和第二端子端口P6之间的电感器332。第二定向耦合器330中包括的电容器331和电感器332可以与沿着RF输入/输出线310发送的RF信号电磁连接,并生成耦合信号。下文中,为了方便起见,将使用共享单个RF输入/输出线310的双向耦合器进行描述,如图3中所示。然而,注意的是,本公开的范围不一定限于此。

可以公开其中图3中示出的定向耦合器300中包括的部件嵌入在板中的定向耦合器的结构。

图4是根据实施例的嵌入在多层板中的定向耦合器的各层的结构的顶视图。图5是根据实施例的嵌入在多层板中的定向耦合器的各层的结构的分解透视图。图6是根据实施例的嵌入在多层板中的定向耦合器的各层的结构的截面图。

参照图4至图6,定向耦合器400可以具有其嵌入在多层板中的形式。将定向耦合器400嵌入在多层板中可以包括其中定向耦合器400中包括的元件形成印刷电路板(PCB)的至少部分的另一示例。将定向耦合器400嵌入在多层板中可以包括其中PCB具有定向耦合器400的功能的另一示例。

参照图4,其中嵌入有定向耦合器400的板可以是多层板,例如,包括第一层410、第二层420、第三层440和第四层450的板。

第一层410可以包括至少一个导电部分。第二层420可以在第一方向(例如,与图5的-Z轴平行的方向)上与第一层410相邻地设置,并包括与第一层410的导电部分对应的导电板424和/或426中的至少一者。第三层440可以在第一方向上与第二层420相邻地设置,并包括RF信号传输线444和/或446中的至少一者。第四层450可以在第一方向上与第三层440相邻地设置,并包括均缠绕至少一圈的导电线。

第一层410可以包括例如由导体形成的第一板部411。第一层410可以包括至少一个导电部分(例如,第一导电部分411a和/或第二导电部分411b)。导电部分可以对应于第一板部411中包括的区域的部分。如图4中所示,当在第一方向上观察时,第一导电部分411a和/或第二导电部分411b可以对应于第一板部411的与第二层420的导电板424和426交叠的特定部分区域。第一导电部分411a和/或第二导电部分411b可以对应于下面将描述的第二层420的第一导电板424和/或第二导电板426,并作为电容器进行操作。

可以在第一板部411中形成用于与邻近的另一层(例如,第二层420)电连接的至少一个导电通路412'。可以在第一层410中设置至少一个开口413(或填挖部分)。可以用绝缘体填充至少一个开口413。

第二层420可以包括例如由导体形成的第二板部421,并且可以在第二板部421中形成用于与邻近的其它层(例如,第一层410和/或第三层440)电连接的导电通路422和422'中的至少一者。

可以在第二层420中形成开口423。第二板部421可以围绕开口423形成,以至少部分地围绕开口423,并且设置开口423,由此导电板424和426可以与第二板部421电断开。开口423可以划分为导电通路425和427位于其中的第一开口区域423a以及导电板424和426位于其中的第二开口区域423b。

第二层420中包括的导电板424和426可以是指电容器中包括的导体板。第二层420中包括的导电板424和426可以包括一个金属板,并设置在第一方向(例如,平行于图5的-Z轴的方向)上。第二层420中包括的导电板424和426可以具有用于实现电容器的特定区域。

当第一层410和第二层420彼此交叠时,第一层410的第一导电部分411a和第二导电部分411b可以形成为与设置在第二层420上的导电板424和426分隔开规定的距离。

当图4中示出的定向耦合器400是双向耦合器时,第二层420可以包括第一导电板424和第二导电板426。第一导电板424可以包括第一导电板部424a、第一电容器端子部424b和/或延伸到第一导电板部424a一侧的第一伸长部424c。第二导电板426可以包括第二导电板部426a、第二电容器端子部426b和/或延伸到第二导电板部426a一侧的第二伸长部426c。第一电容器端子部424b和第二电容器端子部426b可以是形成与在图3中前述的端口P2和P5对应的端子的一部分。第一伸长部424c和第二伸长部426c可以连接到导电通路425和427,导电通路425和427被设置为使得第一导电板424和第二导电板426可以电连接到均缠绕至少一圈的第四层450(将在下面描述)的导电线。

参照图4,在第二层420中,第一导电板424和第二导电板426和/或导电通路425和427可以与第二板部421分隔开,并形成为与岛结构一样。第二层420中包括的第一导电板424的第一伸长部424c连接到导电通路425,并且第二导电板426的第二伸长部426c连接到导电通路427。这些部件可以设置为它们与第二板部421分隔开的状态。

开口423可以被绝缘体填充,以至少部分地围绕第一导电板424和第二导电板426和/或导电通路425和427。绝缘体可以支撑第一导电板424和第二导电板426和/或导电通路425和427。通过形成其中第一导电板424和第二导电板426可以使用绝缘体与第二板部421电断开的结构,可以确保定向耦合器400的隔离。

绝缘体可以设置在第一层410和第二层420之间。定向耦合器400可以具有与第一导电板424和第二导电板426相邻设置的高k膜。另外地或可供选择地,在第一导电板部424a和/或第二导电板部426a上设置高k膜,由此可以容易地确保特定的电容。

当连同第一层410和第二层420一起实现电容器时,形成在第一层410中的开口413可以被设置用于改变隔离特性。与没有设置开口413的实施例相比,在第一层410中设置开口413可以有利于隔离调节。

第三层440可以包括例如由导体形成的第三板部441,并且可以在第三板部441中形成用于与邻近的其它层(例如,第二层420和/或第四层450)电连接的至少一个导电通路442。

可以在第三层440中形成开口443(或填挖部分)。第三板部441可以围绕开口443形成,以至少部分地围绕开口443。开口443可以划分为其中第三层440的导电通路445和447位于其中的第三开口区域443a以及其中RF信号传输线444和446设置在其中的第四开口区域443b。

第三层440中包括的RF信号传输线444和446可以是与图3的RF输入/输出线310对应的部分。参照图4,为了便于描述,第三层440中包括的RF信号传输线444和446被赋予两个附图标记,但可以基本上是一条信号传输线。

如图4中所示,第三层440中包括的RF信号传输线444和446可以包括弯曲部444a和446a以及端子部444b和446b。弯曲部444a和446a可以形成在开口443(例如,第四开口区域443b)中的与设置在第二层420上的导电板(例如,第一导电板424和/或第二导电板426)对应的位置处。

RF信号传输线444和446的部分可以与第二层420的导电板424和426的至少部分交叠。当在第一方向上观察时,RF信号传输线444和446的部分(例如,弯曲部444a和446a的至少部分)可以形成为与设置在第二层420上的导电板(例如,第一导电板424和/或第二导电板426)交叠。端子部444b和446b是与在图3中前述的端口P1和P4对应的部分,并可以是接收RF输入信号的部分和发送RF输出信号的部分。RF信号传输线444和446在第三层440内与导电通路445和447分隔开地定位。当应用双向耦合器400时,RF信号传输线444和446可以具有它们延伸以穿过两个导电通路445和447之间的空间的形式。

形成在第三层440中的导电通路445和447可以是第二层420的导电通路425和427延伸的部分。

形成在第三层440中的导电通路445和447形成为与RF信号传输线444和446分隔开规定的距离,由此可以提高隔离度。

RF信号传输线444和446形成在第三层440内,以具有用于定向耦合器400耦合的最小长度,可以使RF信号的衰减最小化。将RF信号传输线444和446形成为具有用于定向耦合器400耦合的最小长度可以意味着,RF信号传输线444和446尽可能短地形成在第三层440内。将RF信号传输线444和446形成为具有用于定向耦合器400耦合的最小长度可以意味着,如图4中所示,RF信号传输线444和446在两个导电通路445和447之间的空间中线性地延伸。第四层450可以包括由导体形成的第四板部451,并且可以在第四板部451中形成用于与邻近的另一层(例如,第三层440)电连接的导电通路452和452'中的至少一者。

可以在第四层450中形成开口453(或填挖部分)。第四板部451可以围绕开口453形成,以至少部分地围绕开口453,并且设置开口453,由此设置在第四层450上的第五板部451和导电线可以彼此电断开。开口453可以划分为导电通路455和457位于其中的第五开口区域453a以及导电线位于其中的第六开口区域453b。

第四层450中包括的至少一条导电线可以旨在实现电感器。导电线可以为了实现电感器而缠绕至少一圈(或特定圈数),并形成线圈。

当图4中示出的定向耦合器400是双向耦合器时,第四层450可以使用导电线形成两个电感器(例如,第一电感器部454和第二电感器部456)。第一电感器部454可以包括缠绕至少一圈的第一盘绕部454a、第一电感器端子部454b、第二电感器端子部454c和/或延伸到第一盘绕部454a一侧的第三伸长部454d。第二电感器部456可以包括缠绕至少一圈的第二盘绕部456a、第一电感器端子部456b、第二电感器端子部456c和/或延伸到第二盘绕部456a一侧的第四伸长部456d。

当在第一方向上观察时,第一电感器部454和/或第二电感器部456的至少部分可以形成为与第二层420的第一导电板424和/或第二导电板426交叠。

第一电感器端子部454b或第二电感器端子部456b可以是与在图3中前述的端口P2或端口P5对应的部分。第一电感器端子部454c或第二电感器端子部456c可以是与在图3中前述的端口P3或端口P6对应的部分。第一电感器端子部454b或第一电感器端子部456b可以是与在图3中前述的端口P3或端口P6对应的部分,并且第二电感器端子部454c或第二电感器端子部456c可以是与图3中前述的端口P2或端口P5对应的部分。

第三伸长部454c和第四伸长部456c可以连接到导电通路455和457,导电通路455和457被设置为使得第一电感器部454和第二电感器部456可以分别电连接到前述第二层420的第一导电板424和第二导电板426。

参照图4,在第四层450中,第一电感器部454和第二电感器部456和/或导电通路455和457可以与第四板部451分隔开,并形成为与岛结构一样。第四层450的第一电感器部454的第三伸长部454d可以连接到导电通路455,并且第二电感器部456的第四伸长部456d可以连接到导电通路457。通过形成其中第一电感器部454和第二电感器部456可以与第四板部451电断开的结构,可以确保定向耦合器400的隔离。

形成电容器的层和形成电感器的层可以在附近形成,并且其上形成有RF信号传输线的层可以设置在这些层的外部。形成电感器的层可以设置在形成电容器的层和RF信号传输线之间。在这种情况下,由于电感器位于RF信号传输线和电容器之间,不能容易地确保特定的耦合效率。

定向耦合器400可以包括形成电容器的第一层410和第二层420以及形成电感器的第四层450,并且具有RF信号传输线的第三层440可以设置在形成电容器的层和第四层450之间。如果其上形成有RF信号传输线的层(例如,第三层440)设置在形成电容器的层(例如,第一层410和第二层420)和形成电感器的层(例如,第四层450)之间,则将电容器和电感器设置在基于RF信号传输线的两侧,因此可以提供能够确保更好的耦合效率的定向耦合器400。

还可以在第二层420和第三层440之间设置具有至少一个开口433的间隔物层430。

间隔物层430可以包括由导体形成的间隔物板部431,并且可以在间隔物板部431中形成用于与邻近的其它层(例如,第二层420和/或第三层440)电连接的至少一个导电通路432。

可以在间隔物层430中形成开口433(或填挖部分)。间隔物板部431可以围绕开口433形成,以至少部分地围绕开口433。间隔物层430可以充当设置在第二层420和第三层440之间的部件,并可以是用于确保定向耦合器400的隔离的部件。形成在间隔物层430中的开口433可以划分为第七开口区域433a和第八开口区域433b,导电通路435和437位于第七开口区域433a中,第八开口区域433b位于与第二层420的导电板424和426对应的一部分处(或与第四层440的RF信号传输线对应的一部分)。

间隔物层430的第八开口区域433b可以形成在与第二层420的导电板424和426中的至少一者对应的位置处。如图4中所示,第八开口区域433b仅形成在与第二导电板426对应的位置处。这仅仅是基于为双向耦合器400中的一个方向的耦合信号(例如,正向耦合信号T1或反向耦合信号T2)给予优先权的设计,并没有特别限制本公开的各种实施例的权利要求。

导电通路435和437可以设置在间隔物层430的第七开口区域433a中。设置在第七开口区域433a中的导电通路435和437可以是形成为从第二层420的导电通路425和427延伸(或与其集成)的部分。适当地调整导电通路435和437与间隔物板部431之间的间隔距离和/或第七开口区域433a的大小,由此可以确保用户希望的隔离。

在图4中示出了第七开口区域433a设置在间隔物板部431上的两个地方,并且第八开口区域433b设置在间隔物板部431上的一个地方,但本公开不一定限于此。第七开口区域433a和第八开口区域433b的数量、其大小和/或其位置可以根据定向耦合器400的规格而不同地配置。

当RF信号被施加到RF信号传输线444和446时,在电容器和/或电感器处产生基于电磁感应或谐振的耦合,而RF信号传输线可以因邻近电容器的电容分量和/或邻近电感器的电感分量而衰减。与电流随时间的变化相关的电感分量相比,与电压随时间的变化相关的电容分量对RF信号传输线的衰减产生的影响更大。因此,间隔物层430设置在实现电容器的层中的一层(第二层420)和第三层440之间,由此可以有效地防止RF信号的衰减。

一起参照图5和图6,示出了第一层410、第二层420、间隔物层430、第三层440和/或第四层450在第一方向(例如,平行于-Z轴的方向)上并排设置。当实际嵌入在PCB中时,第一层410、第二层420、间隔物层430、第三层440和/或第四层450可以形成为PCB中包括的多层板的部分(例如,子板)。

第二层420、间隔物层430、第三层440和/或第四层450包括连接第二板部421、间隔物板部431、第三板部441和/或第四板部451的导电通路402,并且还可以包括与导电通路402分开的导电通路405和407。设置在彼此不同的层内的导电板424和426以及电感器部454和456可以通过导电通路405和407电连接。

参照图6,示出了第一层410、第二层420、间隔物层430、第三层440和/或第四层450在附近层合。定向耦合器400可以包括图4中示出的各种示例性的通路并充当连接多个层的构件,并且还可以包括图中未示出的另一连接构件或层间构件(例如,绝缘体)作为其补充或替代。

一起参照图4至图6,当定向耦合器400形成为双向耦合器时,可以确认双向耦合器400中包括的部件以镜面型形成在多层板内部。定向耦合器400中包括的部件(例如,导电板424和426、RF信号传输线444和446和/或电感器部454和456)可以相对于在一个方向上绘制在板(或PCB)内部的一些层上的虚拟线对称地形成。定向耦合器400的第二层420包括中的第一导电板424和第二导电板426可以在两侧(例如,左侧和右侧)具有相对于在一个方向上在第二层420上绘制的虚拟线(例如,连接导电通路425和导电通路427的虚拟线)对称的形状。

诸如电容器或电感器的无源元件嵌入在板中,由此可以增加空间效率。另外,可以提供即使在嵌入在板中的状态下也具有良好隔离特性的定向耦合器。

图7是根据实施例的嵌入在多层板中的定向耦合器的各层的结构的顶视图。图8是根据实施例的嵌入在多层板中的定向耦合器的各层的结构的分解透视图。图9是根据实施例的嵌入在多层板中的定向耦合器的各层的结构的截面图。

公开了根据与图4至图6中示出的实施例不同的实施例的定向耦合器500。这里,其中嵌入有定向耦合器500的板可以是多层板,并可以是例如包括第一层510、第二层520、第三层540和第四层550的板,并且除了它们之外,还包括至少另一层(例如,第五层560)。

第一层510(例如,图4的第一层410)可以包括至少一个导电部分。第二层520(例如,图4的第二层420)可以在第一方向(例如,平行于图8的-Z轴的方向)上与第一层510相邻地设置,并可以包括当在第一方向上观察时与第一层510的导电部分至少部分交叠的导电板524和526(例如,图4的导电板424和426)中的至少一者。间隔物层530(例如,图4的间隔物层430)可以在第一方向上与第二层520相邻地设置,并可以包括至少一个开口533(例如,图4的开口433)。第三层540(例如,图4的第三层440)可以在第一方向上与间隔物层530相邻地设置,并可以包括RF信号传输线544和546(例如,图4的RF信号传输线444和446)中的至少一者。第四层550(例如,图4的第四层450)可以在第一方向上与第三层540相邻设置,并可以包括均缠绕至少一圈的导电线(例如,图4的导电线)。下文中,将省略与对图4至图6的实施例的描述重复的描述。

定向耦合器500还可以包括第五层560,第五层560与第四层550相邻设置并具有与第四层550中包括的导电线电连接并均缠绕至少一圈的导电线。

第五层560可以包括例如由导体形成的第六板部561。根据一个实施例,可以在第六板部561中形成用于与邻近的另一层(例如,第四层550)电连接的至少一个导电通路562'。

可以在第五层560中形成开口563(或填挖部分)。可以在开口563中设置由导电线形成的电感器部564和566。第六板部561可以围绕开口563形成以至少部分地围绕开口563,并且可以设置开口563,由此电感器部564和566与第六板部561可以彼此电断开。开口563可以划分为形成为与第四层550的导电通路555和557位于其中的区域对应的开口区域563a以及电感器部564和566位于其中的开口区域563b。

形成在第五层560中的开口563可以被设置用于改变定向耦合器500的隔离特性。在第五层560中,与没有设置开口区域563b的实施例相比,设置形成为与第四层550的导电通路位于其中的区域对应的开口区域563b可以有利于隔离调节。

当图7中示出的定向耦合器500是双向耦合器时,第五层560可以包括与形成在第四层550中的两个电感器部454和456电连接的两个电感器部(例如,第一伸长电感器部564和第二伸长电感器部566)。

第一伸长电感器部564可以包括第一伸长线564a、第三电感器端子部564b以及用于与形成在第四层550上的导电线电连接的通路564c。第一伸长线564a可以缠绕至少一圈。

第二伸长电感器部566可以包括第二伸长线566a、第四电感器端子部566b以及用于与形成在第四层550上的导电线电连接的通路566c。尽管在附图中未示出,但第二伸长线566a可以缠绕至少一圈。

定向耦合器500还可以包括第五层560,由此可以更细微地调节端子端口(例如,第一端子端口P3和第二端子端口P6)的隔离。

由于可以另外地设置第五层560,因此第四层550可以不同于图4至图6中示出的实施例中的第四层450。在图4至图6中示出的实施例中,第四层450的第一电感器部454可以包括第一盘绕部454a、第一电感器端子部454b、第二电感器端子部454c和/或伸长部454d,并且第二电感器部456可以包括第二盘绕部456a、第一电感器端子部456b、第二电感器端子部456c和/或伸长部456d。参照图4至图6中示出的实施例,在定向耦合器400的第四层450中,定向耦合器400的耦合端口和端子端口可以一起实现。

相比之下,在图7至图9中示出的实施例中,第四层550的第一电感器部554可以包括第一盘绕部554a、第一电感器端子部554b、通路554c和/或伸长部554d,并且第二电感器部556可以包括第二盘绕部556a、第二电感器端子部556b、通路556c和/或伸长部556d。

定向耦合器500还可以包括第五层560。第五层560的第一伸长电感器部564可以包括第三盘绕部564a、第三电感器端子部564b和/或通路564c,并且第二伸长电感器部566可以包括第四盘绕部566a、第四电感器端子部566b和/或通路566c。

参照图7至图9中示出的实施例,定向耦合器500可以通过区分形成在第四层550中的耦合端口(或端子端口)和形成在第五层560中的端子端口(或耦合端口)来实现。当定向耦合器500包括如图7至图9中一样的附加层(例如,第五层560)时,充当电感器的导电线可以大体上伸长。因此,可以设置能够提高设计自由度、提供优异隔离和支持宽带的定向耦合器500。

图10是根据实施例的嵌入在多层板中的定向耦合器的各层的结构的顶视图。图11是根据实施例的嵌入在多层板中的定向耦合器的各层的结构的截面图。

其中嵌入有定向耦合器600的板可以是多层板,并可以包括例如第一层610、第二层620、间隔物层630、第三层640、第四层650或第五层660,并且除了它们之外,还包括其它层(例如,第一接地层670和/或第二接地层680)中的至少一者。在图10至图11中,作为示例,示出了其中形成有第一层610、第二层620、间隔物层630、第三层640、第四层650和第五层660的定向耦合器600中附加包括第一接地层670和/或第二接地层680的实施例。

第一层610(例如,图4的第一层410)可以包括至少一个导电部分。第二层620(例如,图4的第二层420)可以在第一方向(例如,平行于-Z轴的方向)上与第一层610相邻地设置,并可以包括当在第一方向上观察时与第一层610的导电部分至少部分地交叠的导电板524和426中的至少一者。间隔物层630(例如,图4的间隔物层430)可以在第一方向上与第二层620相邻地设置,并可以包括至少一个开口633(例如,图4的开口433)。另外,第三层640(例如,图4的第三层440)可以在第一方向上与间隔物层630相邻地设置,并可以包括RF信号传输线644和646(例如,图4的RF信号传输线444和446)中的至少一者。第四层650(例如,图4的第四层450)可以在第一方向上与第三层640相邻设置,并可以包括均缠绕至少一圈的导电线。

定向耦合器600还可以包括第五层660,第五层660与第四层650相邻设置并具有与第四层650中包括的导电线电连接并均缠绕至少一圈的导电线。

下文中,将省略与对图4至图9的实施例的描述重复的描述。

定向耦合器600还可以包括第一接地层670,第一接地层670在与第一方向(与-Z轴平行的方向)相反的第二方向(与Z轴平行的方向)上与第一层610相邻地设置。

第一接地层670可以包括在PCB中。例如,第一接地层670可以包括由导体形成的第七板部671,并且可以在第七板部671中形成用于与邻近的另一层(例如,第一层610)电连接的至少一个导电通路672'。

定向耦合器600还可以包括第二接地层680,第二接地层680在第一方向(与-Z轴平行的方向)上与第五层660相邻地设置。

第二接地层680可以包括在PCB中。第二接地层680可以包括由导体形成的第八板部681,并且可以在第八板部681中形成用于与邻近的另一层(例如,第五层660)电连接的至少一个导电通路682'。

定向耦合器600还包括第一接地层670和/或第二接地层680,由此可以在第三层640中包括的RF信号传输线上提供接地,并中断从外部引入的电磁波。

根据定向耦合器600所需的规格,设置在第三层640上的RF信号传输线644和646可以具有各种形式。如图10中所示,可以形成其中RF信号传输线的一部分(例如,646)比另一部分(例如,644)具有更长长度和更多弯曲部分的传输线。

参照图11,示出了第一接地层670、第一层610、第二层620、间隔物层630、第三层640、第四层650、第五层660或第二接地层680被层合。定向耦合器600可以包括图11中示出的通路并充当连接多个层的构件,并且除了通路之外,另外地或可供选择地可以包括图中未示出的另一连接构件或层间构件(例如,绝缘体)。作为各种示例性通路的通路605或607可以是电连接用于实现电容器和电感器的部件的通路。通路602和602'可以是用于电连接各层的导电部分或调整接地电平的通路。在图11中,示出了其中各种通孔设置在多个板结构之间的一个示例,但本公开不一定限于此。

图12是根据实施例的嵌入在多层板中的定向耦合器的各层的结构的顶视图。图13是根据实施例的嵌入在多层板中的定向耦合器的各层的结构的截面图。

其中嵌入有定向耦合器700的板可以是多层板,并可以是包括第一层710、第二层720、间隔物层730、第三层740或第四层750的板,并且除了它们之外,还包括至少一个其它层。在图12至图13中,形成了第二层720、间隔物层730、第三层740和第四层750以及第五层760、第一接地层770或第二接地层780,作为示例示出了间隔物层730被设置为多个层730a、730b和730c。

第一层710(例如,图4的第一层410)可以包括至少一个导电部分。第二层720(例如,图4的第二层420)可以在第一方向(与-Z轴平行的方向)上与第一层710相邻地设置,并可以包括当在第一方向上观察时与第一层710的导电部分至少部分地交叠的导电板(例如,图4的导电板424和426)中的至少一者。间隔物层730(例如,图4的间隔物层430)可以在第一方向上与第二层720相邻地设置,并可以包括至少一个开口(例如,图4的开口433)。另外,第三层740(例如,图4的第四层440)可以在第一方向上与间隔物层730相邻地设置,并可以包括RF信号传输线444和446中的至少一者。第四层750(例如,图4的第四层450)可以在第一方向上与第四层740相邻设置,并可以包括当在第一方向上观察时与第二层720的导电板424和426至少部分地交叠并均缠绕至少一圈的导电线(例如,图4的导电线)。

定向耦合器700还可以包括第五层760,第五层760与第四层750相邻设置并具有与第四层750中包括的导电线电连接并均缠绕至少一圈的导电线。

定向耦合器700还可以包括第一接地层770,第一接地层770在与第一方向(与-Z轴平行的方向)相反的第二方向(与Z轴平行的方向)上与第一层710相邻地设置,并且第二接地层780在第一方向上与第六层760相邻地设置。

下文中,将省略与对图4至图11的实施例的描述重复的描述。

参照图12和图13,定向耦合器700可以包括多个间隔物层730。多个间隔物层730a、730b和730c可以位于其中形成有导电板424和426的第二层720与其中形成有RF信号传输线444和446的第三层740之间,并可以将第二层720与第三层740分开特定的距离。由此,定向耦合器700的电容可以改变。嵌入损耗特性和/或隔离特性可以通过改变电容响应于特定的设计值而改变。可以由第二层720的导电板引起RF信号的衰减。为了防止这种情况,多个间隔物层730a、730b和730c可以设置在第二层720和RF信号传输线之间,并且嵌入损耗特性可以改变。多个间隔物层730a、730b和730c可以设置在第二层720和RF信号传输线之间,并且隔离特性可以改变。

间隔物层730中包括的多个层的数量不限于图中示出的数量。可以设置比图中示出的数量少或多的间隔物层730。

形成在间隔物层730中的开口733可以划分为第七开口区域733a和第八开口区域733b,导电通路435和437位于第七开口区域433a中,第八开口区域733b位于与第二层720的导电板424和426的至少部分对应的部分处或与第三层740的RF信号传输线对应的部分处。这里,可以在考虑包括定向耦合器的耦合效率或介电常数的各种要素的情况下,不同地设置第八开口区域733b的大小、位置、形状和数量。

参照图13,示出了第一接地层770、第一层710、第二层720、多个间隔物层730、第三层740、第四层750、第五层760或第二接地层780被层合。定向耦合器700可以包括图13中示出的各种示例性的通路705(或706)、702和702'并充当连接多个层的构件,并且除了通路之外,另外地或可供选择地可以包括另一连接构件或层间构件(例如,绝缘体)。下文中,将省略与图11的实施例重复的描述。

定向耦合器230、300、400、500、600或700可以嵌入在板上(或在板中)。在这种情况下,定向耦合器230、300、400、500、600或700中包括的每层可以形成子板的至少一部分。如图3、图6、图9、图11和图13中所示,在定向耦合器300、400、500、600或700中,层可以彼此相邻地设置,直接接地层合,并在其间分开规定的距离,并且各种绝缘体(或电介质)可以设置在层之间的空间中。

关于构成板的层的数量,本公开的定向耦合器230、300、400、500、600和700不限于图3至图13中示出的实施例,并可以在考虑到PCB的各种规格或介电常数以及电子装置内部的有效空间的情况下被指定为具有各种数量。如图12和图13中,增加板的数量可以有利于提升定向耦合器的性能。

在考虑到设置在嵌入在板中的状态下的插入损耗的情况下,也可以设置具有优异耦合(耦合效率)、隔离性和方向性的新结构的定向耦合器。另外,可以在电子装置中减少根据相关技术的定向耦合器所占据的空间,由此可以更自由地设计包括在板中并替换现有无源元件的元件(例如,导电板、RF信号传输线和导电线)。由此,可以提供能够覆盖宽带的定向耦合器。

图14是根据实施例的外部匹配元件附加地耦合到的定向耦合器的示图。

定向耦合器800还可以包括在第一耦合器端口P2和第二耦合器端口P5和/或第一端子端口P3和第二端子端口P6中的外部匹配元件。外部匹配元件可以包括诸如电阻器、电感器或电容器的无源元件。

参照图14,包括例如作为第1-1外部匹配元件811的电阻器和作为第1-2外部匹配元件812的电容器的第一外部匹配元件810可以连接到定向耦合器800的第一耦合器端口P2。另外,包括作为第一外部匹配元件821的电阻器和作为第一外部匹配元件822的电容器的第二外部匹配元件820可以连接到定向耦合器800的第二耦合器端口P5。另外,根据一个实施例,其中均设置有电阻器的第三外部匹配元件830和第四外部匹配元件840可以连接到定向耦合器800的第一端子端口P3和第二端子端口P6。

图15是根据实施例的在添加外部匹配元件之前定向耦合器的隔离性能的曲线图。

作为测量定向耦合器的性能的一种方法,通过对RF信号进行采样,可以在各种频率(例如,0至6000MHz)的范围内确保定向耦合器的隔离。

参照图15,在外部匹配元件(例如,图14的外部匹配元件810、820、830和840)未连接到定向耦合器的状态下,在各种频率范围中经过RF输入端口(例如,图3的RF输入端口P1)和RF输出端口(例如,图3的RF输出端口P4)的RF信号可以由曲线A1指示。在各种频率范围内在RF输入端口(例如,图3的RF输入端口P1)和第一耦合端口(例如,图3的第一耦合端口P2)之间提取的耦合信号可以由曲线A2表示。在各种频率范围内在RF输入端口(例如,图3的RF输入端口P1)和第一端子端口(例如,图3的第一端子端口P3)之间提取的耦合信号可以由曲线A3指示。

图16是示出根据各种实施例的添加了外部匹配元件的定向耦合器的隔离特性的曲线图。

在构成外部匹配元件810的两个无源元件(例如,第一外部匹配元件811和第二外部匹配元件812)连接到定向耦合器(例如,图14的定向耦合器800)的第一耦合端口(例如,图3的第一耦合端口P2)之后,可以确认隔离特性。

在曲线图中,在作为第一外部匹配元件811的串联(series)1.2nH和作为第二外部匹配元件812的分流器(shunt)1.8pF连接到定向耦合器(例如,图14的定向耦合器800)的第一耦合端口(例如,图3的第一耦合端口P2)之后,展示的隔离性能可以在图16中由B1、B2和B3示出。在各种频率范围内经过RF输入端口(例如,图3的RF输入端口P1)和RF输出端口(例如,图3的RF输出端口P4)的RF信号可以由曲线B1指示。在各种频率范围内在RF输入端口(例如,图3的RF输入端口P1)和第一耦合端口(例如,图3的第一耦合端口P2)之间提取的耦合信号可以由曲线B2表示。在各种频率范围内在RF输入端口(例如,图3的RF输入端口P1)和第一端子端口(例如,图3的第一端子端口P3)之间提取的耦合信号可以由曲线B3指示。

参照图15和图16,将外部匹配元件810添加到定向耦合器(例如,图14的定向耦合器800)的第一耦合端口(例如,图3的第一耦合端口P2)的实施例(例如,图16)与没有添加外部匹配元件810的实施例(例如,图15)相比,可以具有在较宽频率范围内具有较低值的隔离。可以确认,如图15中所示的定向耦合器在0MHz左右的频带中仅具有约-45dB的隔离,而如图16中所示的定向耦合器在0MHz左右的频带中可以具有约-45dB的隔离并在2000MHz左右的频带中附加确保约-50dB的隔离。

总结以上内容,可以确认外部匹配元件810另外地连接到第一耦合端口(例如,图3的第一耦合端口P2),由此改变了隔离。

图17是根据实施例的添加了外部匹配元件的定向耦合器的隔离特性的曲线图。

在外部匹配元件830连接到定向耦合器(例如,图14的定向耦合器800)的第一端子端口(例如,图3的第一端子端口P3)之后,可以确认隔离特性。

在曲线图中,例如,在作为第三外部匹配元件830的串联47nH连接到定向耦合器(例如,图14的定向耦合器800)的第一端子端口(例如,图3的第一端子端口P3)之后,展示的隔离性能可以在图17中由C1、C2、C3和C4示出。在各种频率范围内经过RF输入端口(例如,图3的RF输入端口P1)和RF输出端口(例如,图3的RF输出端口P4)的RF信号可以由曲线C1指示。在各种频率范围内在RF输入端口(例如,图3的RF输入端口P1)和第一耦合端口(例如,图3的第一耦合端口P2)之间提取的耦合信号可以由曲线C2表示。在各种频率范围内在RF输入端口(例如,图3的RF输入端口P1)和第二耦合端口(例如,图3的第一耦合端口P5)之间提取的耦合信号可以由曲线C3表示。在各种频率范围内在RF输入端口(例如,图3的RF输入端口P1)和第一端子端口(例如,图3的第一端子端口P3)之间提取的耦合信号可以由曲线C4指示。参照图17,可以确认,即使在将外部匹配元件830添加到定向耦合器(例如,图14的定向耦合器800)的端子端口(例如,图3的第一端子端口P3)的实施例的情况下,与将外部匹配元件添加到耦合端口的实施例(例如,图16中示出的实施例)中相比,定向耦合器也可以在更宽频率范围内具有值更低的隔离。根据图17中示出的实施例的定向耦合器800在0MHz左右的频带中可以具有约-55dB的隔离以及在2000MHz左右的频带中可以具有约-75dB的隔离。

可以确认,外部匹配元件810另外地连接到第一耦合端口P2,由此改进了隔离。

外部匹配元件(例如,图14的外部匹配元件810、820、830和840)另外地包括在定向耦合器800中,可以改进定向耦合器800的耦合和隔离。

根据各种实施例的电子装置可以是各种类型的电子装置之一。电子装置可以包括例如便携式通信装置(例如,智能电话)、计算机装置、便携式多媒体装置、便携式医疗装置、相机、可穿戴装置或家用电器。根据本公开的实施例,电子装置不限于上述那些。

应该理解的是,本公开的各种实施例以及其中使用的术语并不意图将本文中阐述的技术特征限制于具体实施例,而是包括针对相应实施例的各种改变、等同形式或替换形式。关于对附图的描述,相似的附图标记可以用来指代相似或相关的元件。将理解的是,与项相应的单数形式的名词可以包括一个或更多个事物,除非相关上下文另有明确指示。如本文中所使用的,诸如“A或B”、“A和B中的至少一个”、“A或B中的至少一个”、“A、B或C”、“A、B和C中的至少一个”以及“A、B或C中的至少一个”的短语均可包括在与所述短语中的相应一个中一起列举出的项的任意一项或所有可能组合。如本文中所使用的,诸如“第1”和“第2”或者“第一”和“第二”的术语可以用来将相应部件与另一部件进行简单区分,并不在其它方面(例如,重要性或顺序)限制所述部件。将理解的是,如果在有或没有术语“可操作地”或“通信地”的情况下,元件(例如,第一元件)被称为“与另一元件(例如,第二元件)结合”、“结合到另一元件(例如,第二元件)”、“与另一元件(例如,第二元件)连接”或“连接到另一元件(例如,第二元件)”,则这意味着该元件可以与其它元件直接地(例如,有线地)、无线地或经由第三元件结合。

如本文中所使用的,术语“模块”可包括以硬件、软件或固件实现的单元,并可与其它术语(例如,“逻辑”、“逻辑块”、“部件/部分”或“电路”)可互换地使用。模块可以是被适配为执行一个或更多个功能的单个集成部件或者是该单个集成部件的最小单元或部分。例如,根据实施例,可以以专用集成电路(ASIC)的形式来实现模块。

如本文所述的各种实施例可以被实现为软件(例如,程序140),该软件包括存储在可由机器(例如,电子装置101)读取的存储介质(例如,内部存储器136或外部存储器138)中的一个或更多个指令。例如,在处理器的控制下,所述机器(例如,电子装置101)的处理器(例如,处理器120)可在使用或无需使用一个或更多个其它部件的情况下调用存储在存储介质中的所述一个或更多个指令中的至少一个指令并运行所述至少一个指令。这使得所述机器能够操作用于根据所调用的至少一个指令执行至少一个功能。所述一个或更多个指令可包括由编译器产生的代码或能够由解释器运行的代码。可以以非暂时性存储介质的形式来提供机器可读存储介质。其中,术语“非暂时性”仅意味着所述存储介质是有形装置,并且不包括信号(例如,电磁波),但是该术语并不在数据被半永久性地存储在存储介质中与数据被临时存储在存储介质中之间进行区分。

可以在计算机程序产品中包括和提供根据本公开的各种实施例的方法。计算机程序产品可作为产品在销售者和购买者之间进行交易。可以以机器可读存储介质(例如,紧凑盘只读存储器(CD-ROM))的形式来配销计算机程序产品,或者可经由应用商店(例如,PlayStoreTM)在线配销(例如,下载或上传)计算机程序产品,或者可直接在两个用户装置(例如,智能电话)之间配销(例如,下载或上传)计算机程序产品。如果是在线配销,则计算机程序产品中的至少部分可以是临时产生的,或者可将计算机程序产品中的至少部分至少临时地存储在机器可读存储介质(诸如,制造商的服务器、应用商店的服务器或中继服务器的存储器)中。

根据各种实施例,上述部件中的每个部件(例如,模块或程序)可包括单个实体或多个实体。根据各种实施例,可省略上述部件中的一个或更多个部件,或者可添加一个或更多个其它部件。可选择地或者另外地,可将多个部件(例如,模块或程序)集成为单个部件。在这种情况下,根据各种实施例,集成部件可仍旧按照与所述多个部件中的相应一个部件在集成之前执行一个或更多个功能相同或相似的方式,执行所述多个部件中的每个部件的一个或更多个功能。根据各种实施例,由模块、程序或另一部件所执行的操作可顺序地、并行地、重复地或以启发式方式来执行,或者所述操作中的一个或更多个操作可按照不同的顺序来运行或被省略,或者可添加一个或更多个其它操作。

定向耦合器(例如,图4的定向耦合器400)可以包括:第一层(例如,图4的第一层410),该第一层包括至少一个导电部分(例如,图4的导电部分411a和411b);第二层(例如,图4的第二层420),该第二层在第一方向上与第一层相邻地设置,并包括与第一层的导电部分交叠的至少一个导电板(例如,图4的导电板424和426);第三层(例如,图4的第三层440),该第三层在第一方向上与第二层相邻地设置,并包括至少一条RF信号传输线(例如,图4的RF信号传输线444和446);第四层(例如,图4的第四层450),该第四层在第一方向上与第三层相邻地设置,并包括均缠绕至少一圈的导电线(例如,图4的导电线);以及导电通路(例如,图4的导电通路425和427),该导电通路电连接第二层的至少一个导电板和均缠绕至少一圈的第四层的导电线,其中,第一层、第二层、第三层和第四层可以形成印刷电路板的至少一部分。

定向耦合器还可以包括间隔物层(例如,图4的间隔物层430),该间隔物层设置在第二层和第三层之间并包括至少一个开口(例如,图4的开口433)。

该至少一个开口可以设置用于耦合导电板和RF信号传输线之间的至少一部分。

定向耦合器可以包括多个间隔物层(例如,图12的多个间隔物层730a、730b和730c)。

定向耦合器可以包括第五层(例如,图7的第五层560),该第五层与第四层相邻地设置并具有电连接到均缠绕至少一圈的导电线的导电线。

定向耦合器还可以包括第一接地层(例如,图10的第一接地层670),该第一接地层在与第一方向相反的第二方向上与第一层相邻地设置。

定向耦合器还可以包括第二接地层(例如,图10的第二接地层680),该第二接地层在第一方向上与第五层相邻地设置。

定向耦合器的导电通路可以形成为穿过第二层、第三层和第四层,并与第三层的RF信号传输线电断开。

在定向耦合器的第二层、第三层和第四层中,开口可以包括供导电通路经过的第一开口区域(例如,在第二层的情况下,图4的第二层的第一开口区域423a)以及形成在与导电板的至少一部分对应的位置处的第二开口区域(例如,在第二层的情况下,图4的第二层的第二开口区域423b)。

在定向耦合器中,第二层的导电板可以形成为具有特定区域的导电板以实现电容器,并且第四层的导电线可以缠绕特定圈数以实现电感器。

当定向耦合器对应于双向耦合器时,双向耦合器中包括的至少一些部件可以相对于在一些层中在一个方向上绘制的虚拟线对称地形成。

当定向耦合器对应于双向耦合器时,第二层的导电板可以包括具有特定区域以实现第一电容器的第一导电板以及具有特定区域以实现第二电容器的第二导电板,并且第四层的导电线可以包括缠绕特定圈数以实现第一电感器的第一电感器部以及缠绕特定圈数以实现第二电感器的第二电感器部。

在定向耦合器中,第三层的一条RF信号传输线的端部可以形成RF输入端口(例如,图3的RF输入端口P1),并且第三层的另一条RF信号传输线的端部可以形成RF输出端口(例如,图3的RF输出端口P4)。第四层的导电线的至少一端可以形成至少一个端子端口(例如,图3的端子端口P3和/或P6)或至少一个耦合端口(例如,图3的耦合端口P2和/或P5)中的至少一者。

在定向耦合器中,外部匹配元件(例如,图14的外部匹配元件810、820、830或840)可以另外地连接到至少一个端子端口和至少一个耦合端口中的至少一者。

电子装置(例如,图1的电子装置101)可以包括:至少一个板;至少一根天线(例如,图1的天线模块197);收发器(例如,图2的收发器221);定向耦合器(例如,图2的定向耦合器230或图4的定向耦合器400),提取从至少一根天线输出的信号中的至少一些并将耦合信号发送到收发器;处理器(例如,图4的处理器240);以及存储器(例如,图4的存储器250),可操作地连接到处理器,其中,定向耦合器可以包括:第一层(例如,图4的第一层410),该第一层包括至少一个导电部分(例如,图4的导电部分411a和411b);第二层(例如,图4的第二层420),该第二层在第一方向上与第一层相邻地设置并包括与第一层的导电部分平行的至少一个导电板(例如,图4的导电板424和426);第三层(例如,图4的第三层440),该第三层在第一方向上与第二层相邻地设置并且包括至少一条RF信号传输线(例如,图4的RF信号传输线444和446);第四层(例如,图4的第四层450),该第四层在第一方向上与第三层相邻地设置并包括各自缠绕至少一圈的导电线(例如,图4的导电线);以及至少一个导电通路,所述至少一个导电通路电连接第二层的至少一个导电板和第四层的均缠绕至少一圈的导电线,并且其中,第一层、第二层、第三层和第四层可以嵌入在至少一个板中。

电子装置还可以包括间隔物层(例如,图4的间隔物层430),该间隔物层设置在第二层和第三层之间并包括至少一个开口。

第二层、第三层和第四层中的至少一些可以相对于在一个方向上绘制的虚拟线对称地形成。

第二层的导电板可以形成为具有预特定区域的导电板以实现电容器,并且第四层的导电线可以缠绕特定圈数以实现电感器。

第二层的导电板可以包括具有特定区域以实现第一电容器的第一导电板以及具有特定区域以实现第二电容器的第二导电板,并且第四层的导电线可以包括缠绕特定圈数以实现第一电感器的第一电感器部以及缠绕特定圈数以实现第二电感器的第二电感器部。

在定向耦合器中,第三层的一条RF信号传输线的端部可以形成RF输入端口(例如,图3的RF输入端口P1),并且第三层的另一条RF信号传输线的端部可以形成RF输出端口(例如,图3的RF输出端口P4)。第四层的导电线的至少一端可以形成至少一个端子端口(例如,图3的端子端口P3和/或P6)或至少一个耦合端口(例如,图3的耦合端口P2和/或P5)中的至少一者。外部匹配元件可以附加地连接到至少一个端子端口和至少一个耦合端口中的至少一者。

根据本文中公开的各种实施例,印刷电路板可以包括:第一层(例如,图4的第一层410),该第一层包括至少一个导电部分(例如,图4的导电部分411a和411b);第二层(例如,图4的第二层420),该第二层在第一方向上与第一层相邻地设置,并包括与第一层的导电部分平行的至少一个导电板(例如,图4的导电板424和426);第三层(例如,图4的第三层430),该第三层在第一方向上与第二层相邻地设置,并包括至少一条RF信号传输线(例如,图4的RF信号传输线444和446);第四层(例如,图4的第四层450),该第四层在第一方向上与第三层相邻地设置,并包括均缠绕至少一圈的导电线(例如,图4的导电线);以及至少一个导电通路,所述至少一个导电通路电连接第二层的至少一个导电板和第四层的均缠绕至少一圈的导电线。

该印刷电路板还可以包括间隔物层,该间隔物层设置在第二层和第三层之间并包括至少一个开口。

虽然已经参考本公开的某些实施例示出和描述了本公开,但本领域的技术人员应该理解,在不脱离本公开的范围的情况下,可以在其中进行形式和细节上的各种改变。因此,本公开的范围不应该被理解为限于实施例,而是应该由随附权利要求及其等同物限定。

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