[0001] 本公开实施例涉及射频技术领域，特别涉及一种耦合器、PCB板、射频系统和通信设备。

[0002] 随着科技的进一步发展，人们对于移动通信技术的要求更高。一般可在移动通信设备中设置耦合器以用于信号的分离提取，如功率的监测、源输出功率稳幅等。

[0003] 然而，目前的耦合器存在一定的问题。

[0028] 由背景技术可知，目前的耦合器存在一定的问题。

[0029] 图1为相关技术中一种耦合器的原理结构示意图。

[0030] 参考图1，耦合器包括：传输主线100和耦合副线101，传输主线相对的两端分别连接有输入端102和输出端103，输入端102用于接收外部输入信号，输出端103用于输出信号。耦合副线101用于将传输主线100上的信号耦合在耦合副线101上产生耦合信号，耦合副线
101相对的两端分别连接有耦合端104和隔离端105，耦合端104用于输出耦合信号。

[0031] 传输主线100用于将输入端102输入的信号传输给输出端103。

[0032] 输入端102用于接收外部输入信号。

[0033] 输出端103用于输出信号。

[0034] 耦合副线101用于将传输主线100上的信号耦合在耦合副线101上产生耦合信号。

[0035] 耦合端104用于输出耦合信号。隔离端105端接上50欧姆电阻，用于吸收从其它端反射回来的信号。

[0036] 图2为相关技术中一种耦合器的回波损耗的仿真曲线图，图3为相关技术中一种耦合器的方向性的仿真曲线图，图4为相关技术中一种耦合器的隔离度的仿真曲线图，图5为相关技术中一种耦合器的耦合度的仿真曲线图。

[0037] 同时参考图2至图5，对该耦合器进行仿真实验得到仿真曲线图，其中，传输主线100和耦合副线101的电长度均为8°，耦合副线101的偶模阻抗为96.9Ω，耦合副线101的奇模阻抗为25.6Ω，耦合器的中心频率为780MHz。

[0038] 需要说明的是，图2中dB(S(3，3))、dB(S(2，2))和dB(S(1，1))三条曲线重合，所以在图上仅显示了一条曲线，通过图2至图4显示的数据可以看出相关技术中的耦合器的回波损耗、隔离度和方向性可以满足其在射频通信系统应用。参考图5，相关技术中的耦合器的耦合度范围在‑10dB至‑22.3dB左右，耦合度的波动范围很大，约12.3dB，使其不能在射频通信系统中600MHz‑2700MHz整个频带内使用。

[0039] 此外，相关技术中也可以采用独立式耦合器以在射频通信系统应用中实现耦合功能，然而该独立式耦合器因为需要独立封装，成本较高，相关技术中也存在将传输主线和耦合副线集成在PCB(Printed Circuit Board，印刷电路板)板上，避免了在PCB板上安装单颗的独立耦合元器件，简化了与该耦合元器件的配套的分立器件，并节约了PCB板的占用面积和降低了成本，但这种结构的耦合器使用带宽窄，需要分频段使用，难以同时满足低、中及高频的宽频(600MHz‑2700MHz)通信带宽要求，使耦合器的使用频率带宽较小。

[0040] 另外，耦合器的电长度与耦合度波动有关，为了减小耦合度波动，相关技术中的耦合器通常采用几节电长度为90°的耦合器，使耦合器的尺寸较大。

[0041] 综上所述，相关技术中的耦合器存在成本较高，耦合器的使用频率带宽较小，且耦合器尺寸较大等问题。

[0042] 本公开实施例提供一种耦合器，耦合器包括衰减电路和滤波电路，衰减电路连接在耦合副线的第一端与耦合端之间，衰减电路用于衰减耦合信号，滤波电路连接在耦合副线的第二端与隔离端之间，滤波电路用于抑制耦合信号。该耦合器无需像独立式耦合器需要独立封装，从而可以减小耦合器的成本。耦合器中的衰减电路用于衰减耦合信号，使耦合器的耦合度可以被调整，耦合器中的滤波电路用于抑制耦合信号，且滤波电路可以对耦合信号进行不同程度地抑制，使耦合度的波动范围可以减小，使该耦合器可以满足低、中及高频的宽频(600MHz‑2700MHz)的通信范围，相对于相关技术中可以集成在PCB板但使用频率带宽较窄的耦合器而言，提高了耦合器的使用频率带宽，并将耦合器的低频使用频率扩展到600MHz。此外，由于本公开的耦合器使用衰减电路和滤波电路来减小耦合度波动，而无需采用相关技术中将使用较大的电长度的传输主线和耦合副线来减小耦合度波动，因此本公开的耦合器的传输主线和耦合副线的电长度可以较小，使本公开的耦合器的尺寸可以较小。

[0043] 下面将结合附图对本公开的各实施例进行详细的阐述。然而，本领域的普通技术人员可以理解，在本公开各实施例中，为了使读者更好地理解本公开而提出了许多技术细节。但是，即使没有这些技术细节和基于以下各实施例的种种变化和修改，也可以实现本公开所要求保护的技术方案。

[0044] 图6为本公开实施例提供的一种耦合器的原理结构示意图。

[0045] 参考图6，耦合器包括：传输主线200和耦合副线201，传输主线200相对的两端分别连接有输入端202和输出端203，输入端202用于接收外部输入信号，输出端203用于输出信号。耦合副线201用于将传输主线200上的信号耦合在耦合副线201上产生耦合信号，耦合副线201具有相对设置的第一端211和第二端221，第一端211和第二端221分别连接有耦合端204和隔离端205，耦合端204用于输出耦合信号。耦合器还包括衰减电路206和滤波电路
207，衰减电路206连接在第一端211与耦合端204之间，衰减电路206用于衰减耦合信号。滤波电路207连接在第二端221与隔离端205之间，滤波电路207用于抑制耦合信号。

[0046] 需要说明的是，图6为了展示耦合器内部的连接情况，使用连接线连接传输主线200与输入端202和传输主线200与输出端203，也使用连接线分别连接耦合副线201与耦合端204和耦合副线201与隔离端205，在实际的应用中，传输主线200可以直接与输入端202和输出端203连接，耦合副线201也可以直接与耦合端204和隔离端205连接，本公开实施例不对此做限定。图6中的TermG1、TermG2、TermG3、TermG4分别表示输入端202、输出端203、耦合端204以及隔离端205。

[0047] 传输主线200用于将输入端202输入的信号传输给输出端203。

[0048] 输入端202用于接收外部输入信号。

[0049] 输出端203用于输出信号。

[0050] 耦合副线201用于将传输主线200上的信号耦合在耦合副线201上产生耦合信号。

[0051] 第一端211用于连接耦合副线201与耦合端204。

[0052] 第二端221用于连接耦合副线201与隔离端205。

[0053] 耦合端204用于输出耦合信号。

[0054] 在一些实施例中，耦合器还包括：负载电阻，负载电阻接在隔离端与所述金属地之间，隔离端端接上负载电阻，用于吸收从其它端反射回来的信号。负载电阻的阻值可以为40Ω‑60Ω，例如40Ω、43Ω、46Ω、49Ω、50Ω、52Ω、55Ω、58Ω或60Ω等。可以理解的是，负载电阻的阻值还可以为其他数值。

[0055] 衰减电路206连接在第一端211与耦合端204之间，衰减电路206用于衰减耦合信号，使耦合端204的耦合度可以被调整。

[0056] 在一些实施例中，衰减电路206包括：第一电阻216和第二电阻226，第一电阻216连接在第一端211与金属地208之间，第二电阻226连接在第一端211与耦合端204之间。

[0057] 第一电阻216与第二电阻226构成L型衰减电路，用于衰减耦合信号。该L型衰减电路由第一电阻216与第二电阻226两个电阻构成，衰减电路的结构简单，有利于减小耦合器的制造成本。

[0058] 金属地208为“逻辑地”。电路中各级电路电流的传输、信息转换要求有一个参考的电位，这个电位还可防止外界电磁场信号的侵入，在电路设计中，称这一电位为“逻辑地”。

[0059] 在一些其他的例子中，衰减电路206还可以为T型衰减电路、π型衰减电路等。

[0060] 滤波电路207连接在第二端221与隔离端205之间，滤波电路207用于抑制耦合信号，且滤波电路207可以对耦合信号进行不同程度地抑制，使耦合度的波动范围可以减小。

[0061] 在一些实施例中，滤波电路207可以为高通滤波电路。为了使本公开的耦合器的耦合度波动能够满足低、中及高频的宽频(600MHz‑2700MHz)通信带宽，需要使用高频滤波电路对600MHz‑2700MHz频率的耦合信号进行不同的程度的抑制，使耦合器的耦合度波动范围可以减小。

[0062] 可以理解的是，在其他实施例中，滤波电路207还可以为低通滤波电路、带阻滤波电路或带通滤波电路等，以实现对600MHz‑2700MHz频率的耦合信号进行不同的程度的抑制。

[0063] 在一些实施例中，滤波电路207包括：依次连接的第一电容217和第一电感227，第一电容217连接在第二端221和第一电感227之间，第一电感227连接在第一电容217与金属地208之间；滤波电路207还包括第二电容237和第二电感247，第二电容237连接在第一电容217与隔离端205之间，第二电感247连接在第二电容237与金属地208之间。

[0064] 第一电容217、第一电感227、第二电容237以及第二电感247共同构成双L型滤波电路，用于对耦合信号进行不同程度地抑制，使耦合度的波动范围可以减小。

[0065] 在其他的例子中，滤波电路207还可以为L型滤波电路，T型滤波电路、π型滤波电路等。

[0066] 在一些实施例中，传输主线200的电长度可以小于90°，例如1°、2°、3°、4°、5°、6°、7°、8°、15°、20°、25°、30°、35°、40°、45°、50°、55°、60°、65°、70°、75°、80°、85°和89°等；耦合副线201的电长度可以小于90°，例如1°、2°、3°、4°、5°、6°、7°、8°、15°、20°、25°、30°、35°、
40°、45°、50°、55°、60°、65°、70°、75°、80°、85°和89°等。在这个范围内的传输主线200和耦合副线201的电长度可以较小，且可以小于相关技术中电长度为90°的传输主线和耦合副线，有利于减小的耦合器的尺寸。

[0067] 在一些实施例中，输入端202的阻抗可以为40Ω‑60Ω，例如40Ω、43Ω、46Ω、49Ω、50Ω、52Ω、55Ω、58Ω或60Ω等；输出端203的阻抗可以为40Ω‑60Ω，例如40Ω、43Ω、46Ω、49Ω、50Ω、52Ω、55Ω、58Ω或60Ω等；耦合端204的阻抗可以为40Ω‑60Ω，例如40Ω、43Ω、46Ω、49Ω、50Ω、52Ω、55Ω、58Ω或60Ω等；隔离端205的阻抗可以为40Ω‑60Ω，例如40Ω、43Ω、46Ω、49Ω、50Ω、52Ω、55Ω、58Ω或60Ω等。其中，当输入端202的阻抗为
50Ω，输出端203的阻抗为50Ω，耦合端204的阻抗为50Ω，隔离端205的阻抗为50Ω时，因为仿真按照50Ω的特征阻抗进行，因此在该耦合器与射频器件等进行匹配时不需要过多调试，直接连接与相应的模块连接即可，如此一来可以省下大量的人力物力等研发成本，提高了工作效率缩短了耦合器的研发周期。

[0068] 上述数值仅供示例，可以理解的是，输入端202、输出端203、耦合端204以及隔离端205的阻抗还可以为其他数值，输入端202、输出端203、耦合端204以及隔离端205的阻抗可由操作者根据实际情况进行适应性调整。

[0069] 在一些实施例中，第一电阻216的阻值可以为10Ω‑30Ω，例如10Ω、13Ω、16Ω、19Ω、22Ω、25Ω、28Ω或30Ω等。第二电阻226的阻值可以为30Ω‑50Ω，例如30Ω、33Ω、36Ω、39Ω、42Ω、43Ω、45Ω、48Ω或50Ω等。第一电容217的电容值可以为30pF‑40pF，例如30pF、32pF、33pF、34pF、36pF、38pF或40pF等。第二电容237的电容值可以为0.1pF‑5pF，例如
0.1pF、0.5pF、1pF、2pF、3pF、4pF或5pF等。第一电感227的电感值可以为0.1nH‑1nH，例如
0.1nH、0.3nH、0.6nH、0.9nH或1nH。第二电感247的电感值为0.1nH‑1nH，例如0.1nH、0.3nH、
0.6nH、0.9nH或1nH。

[0070] 上述数值仅供示例，可以理解的是第一电阻216、第二电阻226、第一电容217、第二电容237、第一电感227、第二电感247的数值还可以为其他值，第一电阻216、第二电阻226、第一电容217、第二电容237、第一电感227、第二电感247的数值可由操作者根据实际情况进行适应性调整。

[0071] 图7为本公开实施例提供的一种耦合器的回波损耗的仿真曲线图，图8为本公开实施例提供的一种耦合器的方向性的仿真曲线图，图9为本公开实施例提供的一种耦合器的隔离度的仿真曲线图，图10为本公开实施例提供的一种耦合器的耦合度的仿真曲线图。需要说明的是，图7中，曲线A表示dB(S(3，3))的仿真曲线，曲线B表示dB(S(2，2))的仿真曲线，曲线C表示dB(S(1，1))的仿真曲线，dB(S(3，3))为隔离端的仿真曲线，dB(S(2，2))为输出端的隔离曲线，dB(S(1，1))为输入端的隔离曲线。

[0072] 结合参考图6至图10，在一个具体的例子中，传输主线200与耦合副线201的电长度可以均为8°，第一电阻216的阻值可以为16Ω，第二电阻226的阻值可以为43Ω，第一电容217的电容值可以为33pF，第二电容237的电容值可以为0.5pF，第一电感227的电感值可以为0.6nH，第二电感247的电感值可以为0.6nH，耦合副线201的中心频率可以为780MHz。

[0073] 根据图7至图10的仿真曲线可以发现，本公开实施例的耦合器在600MHz‑2700MHz频率内的回波损耗和方向性都小于‑20dB，满足射频通信性能要求。其中，600MHz‑2700MHz频率内耦合器的耦合度在‑23.6dB至‑27.8dB内，耦合度的波动范围为4.2dB，耦合度的波动范围较小，远小于相关技术中耦合器的耦合度波动范围为12.3dB的。

[0074] 上述耦合器的实施例中，耦合器包括衰减电路和滤波电路，衰减电路用于衰减耦合信号，使耦合器的耦合度可以被调整，耦合器中的滤波电路用于抑制耦合信号，且滤波电路可以对耦合信号进行不同程度地抑制，使耦合度的波动范围可以减小，从而使该耦合器可以满足低、中及高频的宽频(600MHz‑2700MHz)的通信范围，相对于相关技术中的耦合器而言，提高了耦合器的使用频率带宽，且将耦合器的低频使用频率扩展到600MHz。另外，无需采用相关技术中将使用较大的电长度的传输主线和耦合副线来减小耦合度波动，因此本公开的耦合器的传输主线和耦合副线的电长度可以较小，有利于减小耦合器的尺寸。

[0075] 相应的，本公开另一实施例还提供一种包括上述任一实施例中耦合器的PCB板。与前一实施例相同或者相应的部分，可参考前述实施例的相应说明，以下将不做详细赘述。

[0076] PCB板是一种用于支持和连接电子组件的基础材料，其作用主要有以下几个方面:提供电子设备的机械支撑，提高电子组件之间的电气连接，管理电子组件的排列和布局，促进生产流程的自动化等。

[0077] 相应的，本公开另一实施例还提供一种包括上述任一实施例中耦合器的射频系统。与前一实施例相同或者相应的部分，可参考前述实施例的相应说明，以下将不做详细赘述。

[0078] 射频系统是指用于处理射频信号(Radio Frequency，RF)的系统，包括发射端和接收端，用于无线通信、雷达、遥感等应用。

[0079] 相应的，本公开另一实施例还提供一种包括上述任一实施例中耦合器的通信设备。与前一实施例相同或者相应的部分，可参考前述实施例的相应说明，以下将不做详细赘述。

[0080] 通信设备可以为手持设备、车载设备、可穿戴设备、计算设备或连接到无线调制解调器的其他处理设备，以及各种形式的用户设备(User Equipment，UE)(例如，手机)，移动台(Mobile Station，MS)等等。

[0081] 本领域的普通技术人员可以理解，上述各实施方式是实现本公开的具体实施例，而在实际应用中，可以在形式上和细节上对其作各种改变，而不偏离本公开的精神和范围。任何本领域技术人员，在不脱离本公开的精神和范围内，均可作各种改动与修改，因此本公开的保护范围应当以权利要求限定的范围为准。