专利名称：射频功分器及结合器电路的制作方法
射频功分器及结合器电路
交互参考的相关申请案
本申请案涉及并主张2009年3月30号所申请的美国暂时申请案第61/164，774 号，命名为小型芯片上射频功分器-结合器，在此将其一并纳入参考。技术领域
本发明大体上涉及射频(RF)装置，特别涉及一种小型芯片上射频功分器及结合器电路。
背景技术：
现代无线通信系统运用各种复杂、紧密集成的射频电路，其典型地分成多个链路，每一个分别处理其上的信号。例如，一传统移动电话可运用单一天线来接收一无线 (802. Ilx)以及一蓝芽(802. 15. 11)信号、运用一独立收发器将该射频信号降频、解调制该基带信号并解碼该基带信号所代表的数字数据。为了使该无线局域网络信号独立于该蓝芽信号进行处理，必须最小化它的影响，也就是，必须将该无线局域网络链路与该蓝芽链路尽可能地隔离。
现有技术中已提出一些解决方案，其中一者是威尔金森分配器(splitter)或功分器-结合器(power divider-binder)。众所皆知地，威尔金森分配器包含一共同端口和二或更多独立端口，每一个端口具有相同阻抗。在充当一功分器来操作的二路分配器 (two-way splitter)中，施加至该共同端口的信号在该二独立端口中的每一端口被分成具有同相位的二相等部分。独立端口的功率水平为该共同端口的功率水平的一半。在充当一功率结合器来操作时，施加至任一独立端口的信号于该共同端口处是以其功率水平的一半来输出，且二个同相位的信号同时被施加至独立端口，将其加总并于该共同端口处以结合功率水平来输出。理想地，独立端口彼此间互相隔离，没有被输入至上述独立端口中其中一者的信号以一预定操作频率输出至任何另一个独立端口。然而，在实际配置中，在上述独立端口间可能会有少量的泄漏。
在该威尔金森功分器被配置的一种方式中利用到四分之一波长的传输线，每一条传输线连接该共同端口至各自的独立端口。所选取的传输线的长度为该预定操作频率波长的四分之一。此外，于上述各独立端口之间连接镇流电阻端口，用以消耗额外功率并隔离一独立端口与另一独立端口。若不能实现需要的四分之一波长传输线或具有无法接受的高插损时，可在该共同端口和其余传输线的接点之间增加一额外四分之传输线。利用在该镇流电阻和独立端口之间的额外四分之一波长传输线，不均等功率分配器是可行的，其中，这类传输线依据所要的分配比率而具有不同阻抗。
然而，因为它的占用空间大，所以四分之一波长传输线大体上不适合用于制造低成本应用的半导体裸片，特别是针对低于6千兆赫的操作频率更不适合。因此，用以降低该四分之一波长传输线的占用空间的一些方式已被提出。一种方式指示着将该传输线分成二部分，其中每一部分具有高于单一传输线的阻抗，及一电容并联至该镇流电阻。也可运用单一较高阻抗(但是较短)的传输线，每一端口包含一接地的电容。尽管可以降低该四分之一波长传输线的总长度，但是该电路的整体占用空间对于芯片上制造而言仍是无法接受的大，特别是具有上述额外电容器。更进一步，高传输线阻抗使得插损增加。
降低威尔金森分配器尺寸的另一方式提出以集中电容和电感来取代上述四分之一波长传输线。更特别地，将集中组件配置成“ η ”状，其中，一对电容各自接地并接至该电感的相对端。另一变化例包含一“Τ”状配置，其中，二个电容是串联该共同端口和该独立端口，该电感接地并连结至二个电容之间的接点。然而显然地，降低尺寸对于多数芯片上制造而言是不够的。电感的值大需要实体的隔离，尤其是用于避开贡献至互耦部分的性能的下降。更进一步，需要三个独立通孔以分开每一个电容的接地，其需要额外的裸片有效面积。 虽然可运用一共同通孔，但是端口间的隔离会减少。主动式电感可被取代，但是具有波封变化的数字信号的额外电流流出和性能降低会限制它的利用率。
现有的功率分配器电路在一些不同的方面是有缺点的。因此，有需要改进习知技术中的芯片上射频功分器及结合器电路。发明内容
依据本发明之一实施例，提出一种具有一预定操作频率的射频(RF)功率分配器电路。该电路可包含一共同端口与一第一和第二分离端口。此外，该电路可包含一第一电感，连接至该第第一分离端口和该共同端口。也可具有一第二电感，其连接至该第二分离端口和该共同端口。该电路还可包含并行连接至该第一分离端口和该第二分离端口的一共振电容，以及连接至该第一分离端口和该第二分离端口的一补偿电阻。于预定操作频率时，该共振电容、该补偿电阻与该第一和第二电感可在该第一分离端口和该第二分离端口之间定义一平行共振电路端口端口。
参照下列详细说明并结合附图来阅读时，将会对本发明更加了解。
参照下列说明及附图，在此所揭示的各种实施例的这些和其它特性与优势将会更加了解，其中
图1为根据本发明的射频(RF)功率分配器电路的基本配置示意图2说明图1所示的射频功率分配器电路的基本配置的散射参数(S参数)图3为包含用以分开分离端口的耦合补偿电容的射频功率分配器电路的第一实施例示意图4为具有耦合至共同端口的单一补偿电容的射频功率分配器电路的第二实施例示意图5显示图3和4各自所示的射频功率分配器电路的第一和第二实施例的S参数图6为具有耦合电感的射频功率分配器电路的第三实施例示意图7为具有耦合电感和一阻抗转换网络的射频功率分配器电路的第四实施例示意图8显示图6所示的射频功率分配器电路的第三实施例的S参数图9A-G为包含电容值、电阻值、电感值、耦合系数、电容损失、分离端口阻抗和共同端口阻抗的组件差异值所产生的S参数变化。
共同参考号被使用于全部附图和详细说明以指示相同组件。
具体实施方式
下列结合附图所提出的详细说明想要说明本发明目前较佳实施例，并非代表发展或运用本发明的唯一形式。本说明结合所示实施例提出本发明的功能。然而，要了解到其也可由不同实施例来达成相同或等效功能，这些不同实施例也想要被包括于本发明范围内的。进一步了解到相关用语的使用，例如第一和第二与相类似者的使用，只是用于区分一实体与另一实体，不必然需要或隐含这类实体之间的任何实质的关系或次序。
参照图1的示意图，一射频(RF)功率分配器电路10的基本配置包含一第一分离端口 P1、一第二分离端口 P2和一共同端口 P3。根据本实施例，在共同端口 P3的阻抗为该第一分离端口 Pl和该第二分离端口 P2的阻抗的一半。通过举例而非限定，该第一分离端口 Pl和该第二分离端口 P2的阻抗设定为50奥姆，如同传统上的标准射频组件，并且该共同端口 P3的阻抗设定为25奥姆。然而，要了解到本发明的第一分离端口 P1、第二分离端口 P2和共同端口 P3在未偏离本发明之下，可以任何其它阻抗来取代。
施加至共同端口 P3的信号于该第一分离端口 Pl和该第二分离端口 P2之间均分。 在该第一分离端口 Pl和该第二分离端口 P2的信号与在该共同端口 P3的信号同相位。在本操作模式中，功率分配器电路10当作一功分器(power divider)来操作。在施加二独立射频信号至该第一分离端口 Pl和该第二分离端口 P2，每一个信号的功率为一半，且以一合并信号的方式在共同端口 P3输出。该合并信号的相位等于施加至该第一分离端口 Pl和该第二分离端口 P2的各信号的相位。功率分配器电路10当作一功率结合器来操作。此外， 要考虑施加至该第一分离端口 Pl的信号在第二分离端口 P2端口的影响最小，反之亦然。
在功率分配器电路10的各种实施例中，第一分离端口 Pl连接至一第一电感Li，且第二分离端口 P2连接至一第二电感L2。如同在此所运用者，“连接”这个用语是以它最广义的方式来解释，其中一零件是电性连通着另一零件。就这点而言，零件可直接连接至该另一零件，也就是说中间没有零件插置于其间，或者，该零件可间接连接至该另一组件，也就是说具有一或更多中间零件插置于其间。
更特别地，该第一电感Ll具有连接至该第一分离端口 Pl的第一端18a，该第二电感L2具有连接至该第二分离端口 P2的第一端20a。根据各种实施例，该第一电感Ll和该第二电感L2的电感值要最小化以降低插损(insertion loss)。该第一电感Ll的第二端 18b和该第二电感L2的第二端20b于一共同端口接点22彼此互相连接，并接至该共同端口 P3。
一共振电容M并行连接于该第一电感Ll和该第二电感L2之间，用于在该第一分离端口 Pl和该第二分离端口 P2之间提供一平行共振。在一预定操作频率下，平行共振隔离该第一分离端口 Pl与该第二分离端口 P2。该共振电容M的电容值是依本目的选取的， 以下将有更进一步的说明。该共振电容M包含第一端2 和第二端Mb，第一端2 连接至该第一端18a，第二端24b连接至该第二电感L2的第一端20a。因为该平行共振的电感性链路(inductive chain)包含一电阻性损失，所以具有一第一端26a和一第二端^b的补偿电阻26串行连接至该共振电容24。尤其是该共振电容M的第二端24b连接至该补偿电阻沈的第一端^^。然而，也可考虑其它实施例，将补偿电阻沈并行连接至该共振电容对。该共振电容M的第一端2 连接至该电感Ll的第一端18a并于一第一分离端口接点 (junction) 25处连接至该第一分离端口 Pl，同时该补偿电阻沈的第二端26b连接至该第二电感L2的第一端20a并于一第二分离端口接点(junction) 27处连接至该第二分离端口 P2。
根据本发明的一实施例，该第一电感Ll和该第二电感L2具有1. 34毫微亨利的电感值，该共振电容M具有1. 55微微法拉电容值，且该补偿电阻具有17奥姆值。图2依据其仿真显示该功率分配器电路10的散射参数(S参数)。
参照至图2的图形，依据所示的功率分配器电路10的仿真，显示上述散射参数(S 参数)。该第一分离端口 Pl(Sll)和该第二分离端口 P2(S22)的反射系数是一模一样并显示于图形30。共同端口 P3(S33)的反射系数显示于图形32。如那些熟知此项技术的人士所理解地，该反射系数代表各对应端口的回损。施加一信号至该第二分离端口 P2，在第二分离端口 P2和第一分离端口 Pl间的隔离是由图形34所显示的传输系数(S21)表示。在所示的特定范例中，该功率分配器电路10具有预定操作频率为2. 45千兆赫，且在那个频率下，传输系数(S21)约为-45分贝(dB)。图形36所示端口端口的传输系数(S31和S32)代表着被施加到共同端口 P3的信号相对于第一分离端口 Pl和第二分离端口 P2为信号衰减。
第一分离端口 P1、第二分离端口 P2和共同端口 P3的阻抗为具有一电感性的零件， 因此，本发明的其它实施例想使用补偿电容。就如同在基本实施例中，共同端口 P3的阻抗为第一分离端口 Pl和第二分离端口 P2的阻抗的一分数，尤其是二分之一。
参照图3的示意图，射频功率分配器电路IOa的第一实施例包含连接至第一电感 Ll的第一分离端口 P1。就如同前述实施例，该第一分离端口 Pl具有50奥姆的阻抗。然而， 在第一分离端口 Pl和第一分离端口接点25之间插入一第一补偿电容38。该第一补偿电容 38具有一第一端38a，第一端38a连接至该第一分离端口 P 1，以及一第二端38b，其连接至共振电容M的第一端2 和第一电感Ll的第一端18a。第一电感Ll的第二端18b连接至共同端口接点22并连接至共同端口 P3。
一第二补偿电容40插置于第二分离端口 P2和第二电感L2之间，第二分离端口 P2 以类似方式连接至第二电感L2端口。该第二分离端口 P2同样具有50奥姆的阻抗。第二补偿电容40具有一第一端40a以及一第二端40b，第一端40a连接至该第一分离端口 Pl， 第二端40b连接至该补偿电阻沈的第二端26b和该第二电感L2的第一端20a。第二电感 L2的第二端20b也连接至共同端口接点22和共同端口 P3，其具有25奥姆的阻抗。
如上所述，该第一补偿电容38和该第二补偿电容40更佳地匹配该第一分离端口 Pl和该第二分离端口 P2的阻抗。更进一步，分别选取该第一补偿电容38和该第二补偿电容40的值，用以最小化该预定操作频率下的第一分离端口 Pl和第二分离端口 P2的回损。 只是举例而非限定，所选取的第一补偿电容38和第二补偿电容40两者分别为4微微法拉 (4pF)电容值。
所选取的第一电感Ll和第二电感L2的电感值相等且为最小值，用以最小化插损。 在显示于图3的示范性实施例中，第一电感Ll和第二电感L2各具有1. 35毫微亨利值(nH)。
大体上，在前述架构中，共振电容M和补偿电阻沈并行连接于第一电感Ll和第二电感L2之间，以定义一平行共振。根据第一实施例，该共振电容M具有1. 55微微法拉的电容值。在该示范性实施例中，预定操作频率为2. 45千兆赫，该平行共振隔离该第一分离端口 Pl与该第二分离端口 P2。该补偿电阻沈串行连接着该共振电容M，补偿电阻沈的第一端26a连接至该共振电容M的第二端Mb。选取该补偿电阻沈的值以最大化该第一分离端口 Pl和该第二分离端口 P2之间的隔离，在本实施例中，该补偿电阻沈具有17奥姆的电阻值。本发明的一实施例为在该预定操作频率下具有一 20分贝的隔离。
参照图5的图形，显示该射频功率分配器电路IOa的第一实施例模拟的S参数。如图形44所示，该第一分离端口 Pl(Sll)和该第二分离端口 P2(S22)的反射系数还是一模一样。共同端口 P3(S33)的反射系数显示于图形46，其指出在2. 45千兆赫(GHz)的预定操作频率下，回损降低到约-25分贝。在该预定操作频率下，如图形48所示的传输系数(S21)， 在该第一分离端口 Pl和该第二分离端口 P2之间的隔离约为-45分贝。传输系数(S31和 S32)显示于图形50。如图所示，随着在该第一分离端口 Pl和该第二分离端口 P2分别引入该第一补偿电容38和该第二补偿电容40，可改善阻抗匹配，同时在该第一分离端口 Pl和该第二分离端口 P2之间仍维持高隔离。
此外，该图形显示在低频(或接近直流)时，第一分离端口 Pl和第二分离端口 P2 之间具有高度隔离。那些熟知此项技术的人士会认知到这类特征适合用于涉及连接至分离端口的二个不同的高敏感度接收器链路的应用中。尤其是，在其它的接收链路中，来自一接收器链路的基带信号和相关低频混波产物的泄漏实质减少了。本示范性应用不是要限定本发明，本射频功率分配器电路10可以各式各样方式运用。
现在参照图4的示意图，射频功率分配器电路IOb的第二实施例包含连接至第一电感Ll的第一分离端口 Pl和连接至第二电感L2的第二分离端口 P2。一共享补偿电容52 串行连接于该共同端口 P3和该共同端口接点22之间，也就是，互连的第一电感Ll和第二电感L2的交点定义为接点，该接点为共享补偿电容52。更详细地，该共享补偿电容52具有连接至该第一电感Ll和该第二电感L2的第一端52a，及连接至该共同端口 P3的第二端 52b。
共享补偿电容52可以更佳地匹配第一分离端口 P1、第二分离端口 P2和共同端口 P3的阻抗。如同在前述实施例中，第一分离端口 Pl和第二分离端口 P2两者具有50奥姆的阻抗，而该共同端口 P3具有25奥姆的阻抗。在预定操作频率下，选取该补偿电容52的值以最小化第一分离端口 P1、第二分离端口 P2和共同端口 P3每个端口的回损。在所示的示范性实施例中，该补偿电容52具有6微微法拉的电容值。
该共振电容M并行连接于该第一电感Ll和该第二电感L2之间，以在该第一分离端口 Pl和该第二分离端口 P2之间提供一平行共振。如同前述实施例，在该预定操作频率下，平行共振隔离第一分离端口 Pl与第二分离端口 P2。共振电容M的第一端2 连接至第一电感Ll的第一端18a，共振电容M的第二端24b连接至补偿电阻沈的第一端^a。接着，补偿电阻26的第二端26b连接至第二电感L2的第一端20a及第二分离端口 P2与第二分离端口接点27。
举例来说，第一电感Ll和第二电感L2具有1. 35毫微亨利的电感值，共振电容M 具有1.86微微法拉的电容值，且该补偿电阻具有15奥姆值。要了解，第一电感Ll和第二电感L2以奥姆计算的电阻性损失等于以毫微亨利计算的电感值，尤其是这类零件可被制造于半导体裸片上。更进一步，第一电感Ll和第二电感L2以奥姆计算的电阻性损失可以是以毫微亨利计算的电感值的两倍。因此，尽管相较于上述传统威尔金森功分器插损是降低的，但是第一分离端口 Pl和第二分离端口 P2之间的隔离也是下降的。就这点而言，可调整共振电容M和补偿电容52的电容值还有调整该补偿电阻沈的电阻值。
要了解，射频功率分配器电路10中的电感占用最多裸片的有效面积，且该电感值越大则它的尺寸越大。因此，降低该电感值的好处为双重的尺寸下降和插损下降。然而， 为了维持相同的性能特征，可增加共振电容对的电容值。因此，在本发明的另一实施例，第一电感Ll和第二电感L2具有0. 8毫微亨利的电感值(及相对应的1. 6奥姆的电阻值)，而该共振电容M的电容值为27微微法拉。补偿电阻沈也被修改为2. 8奥姆的电阻值，且共享补偿电容52可具有8微微法拉的电容值。
在上述实施例中，第一电感Ll和第二电感L2彼此间是实体上的分开，使其具有所述的性能特征。然而，图6显示替代的射频功率分配器电路IOc的第三实施例，利用耦合电感，使其不需实体隔离，有助于降低整体的占用空间。
射频功率分配器电路IOc的第三实施例包含连接至第一耦合电感Ll的第一分离端口 P1，以及连接至第二电感L2的第二分离端口 P2。第一耦合电感Ll的第一端18a连接至第一分离端口 Pl，且第二耦合电感L2具有连接至第二分离端口 P2的第一端20a。第一分离端口 Pl和第二分离端口 P2的阻抗为50奥姆。该第一电感Ll的第二端18b和该第二耦合电感L2的第二端20b于该共同端口接点22彼此相连并连接至共同端口 P3，其具有25 奥姆的阻抗。
选取该第一耦合电感Ll和该第二耦合电感L2的电感值以最小化插损。更进一步， 第一耦合电感Ll和第二耦合电感L2具有高耦合系数。当第一耦合电感Ll和第二耦合电感L2被用在制造于半导体裸片的单一层上，耦合系数(k)约为0.7。或者，当第一耦合电感 Ll和第二耦合电感L2被用在制造于半导体裸片的不同层数上，例如双层装置(dual layer device)，，耦合系数(k)约为0.9。如上所述，以奥姆计算的第一耦合电感Ll和第二耦合电感L2的电阻性损失约为以毫微亨利计算的电感值的二倍。在一示范性实施例中，第一耦合电感Ll和第二耦合电感L2具有0. 8毫微亨利的电感值和1. 6奥姆的电阻性损失。
共振电容M并行连接于第一耦合电感Ll和第二耦合电感L2之间，用于在第一分离端口 Pl和第二分离端口 P2之间提供一平行共振。在预定操作频率下，该平行共振隔离第一分离端口 Pl与第二分离端口 P2。更详细地，共振电容M的第一端2 连接至第一电感Ll的第一端18a，且补偿电阻沈的第一端26a连接至该共振电容M的第二端Mb。补偿电阻沈的第二端26b连接至第二耦合电感L2的第一端20a及第二分离端口 P2与第二分离端口接点27。根据一示范性实施例，共振电容M具有1. 6微微法拉的电容值，且补偿电阻沈具有16奥姆的电阻值。
如前所述，第一分离端口 Pl和第二分离端口 P2的阻抗为共同端口 P3的阻抗的二倍。参照至图7的示意图，在预定操作频率下，第四实施例的射频功率分配器电路IOd的共同端口 P3与该第一分离端口 Pl和该第二分离端口 P2具有相同阻抗。例如，端口每个端口具有50奥姆的阻抗。尤其，射频功率分配器电路IOd具有一阻抗转换网络(impedance transformation network) 54,串行连接于第一耦合电感Ll和第二耦合电感L2的共同端口接点22与共同端口 P3之间。然而，共同端口接点22具有的阻抗值为第一分离端口 Pl和第二分离端口 P2的阻抗值的一半。就这点而言，阻抗转换网络M将共同端口接点22的较低阻抗，其为25奥姆，转换为上示共同端口 P3的50奥姆的较高阻抗。
更详细地，阻抗转换网络M包含一转换电感56和一转换电容58。转换电感56 具有连接至共同端口接点22的第一端56a及连接至转换电容58和共同端口 P3的第二端 56b。转换电容58具有连接至转换电感56的第一端58a及连至接地60的第二端58b。在所示的示范性实施例中，转换电感56具有1. 55毫微亨利的电感值。转换电容58具有1. 25 微微法拉的电容值。
现在参照图8的图形，其显示第三实施例，射频功率分配器电路IOc的模拟S参数。图形44所示的第一分离端口 Pl(Sll)和第二分离端口 P2(S22)的反射系数是一模一样。共同端口 P3(S33)的反射系数显示于图形60。这个指示着在2. M千兆赫的预定操作频率下，回损约为-35分贝。在第一分离端口 Pl和第二分离端口 P2之间的隔离显示于图形64中代表(S21)，在2. M千兆赫的预定操作频率下，其大于-50分贝。传输系数(S31和 S32)显示于图形66，其在图标频率范围内维持常数。除了共同端口 P3(S33)的反射系数较接近第一分离端口 Pl(Sll)和第二分离端口 P2(S22)的反射系数外，第四实施例的射频功率分配器电路IOd的S参数实质上类似于第三实施例IOc的S参数。就此点而言，该第四实施例IOd的性能类似于含四分之一波长传输线组件的理想威尔金森功分器-结合器的性能。
根据本发明，在此提出不同预定操作频率的多个电路。如同一基本设计程序，固定并选取包含第一电感Ll和第二电感L2的电感值。之后，选取共振电容M的值以在预定操作频率下得到一共振电路。调整补偿电阻沈以在预定操作频率下使得第一分离端口 Pl和第二分离端口 P2之间的隔离最大。依据本揭示，那些熟知此项技术的人士能够决定最佳电路参数，尤其是通过一或更多次重复地分别调整共振电容M的电容值和补偿电阻26的电阻值来决定最佳电路参数。可了解的是，这类最佳电路参数在所有端口 P1、P2和P3之间几乎达到完美的匹配。
要理解到，射频功率分配器电路10的零件可依据具标称值(nominal values)而有不同的公差，使其可以有不同的效能特征。如上所述，本发明的一些实施例是关于在单一半导体裸片上制造射频功率分配器电路10与其它电路，例如功率放大器、低噪音放大器及类似者。该裸片可由一硅基板、一砷化镓基板或任何其合适半导体材料所制造。如同下面更详细的说明，这类半导体制程具有相关的公差，其随不同零件而改变。图9A-G的图显示这类变化在S参数所引起的效应。
参照至图9A的图显示，预定操作频率在2. 4至2. 45千兆赫时，传输系数(S21)和反射系数(S11、S22及S33)的变化对电容值的变化。几何尺寸固定的传统半导体制程对于不同批晶圆的电容值典型地具有+/-15%的变化，因此，在1. 6微微法拉的标称值，最坏状况的S参数为-20分贝。
图9B的图显示，在2. 4至2. 45千兆赫的预定操作频率时，传输系数(S21)和反射系数(S11、S22及S33)的变化对电阻值上的变化。要了解，具有固定几何尺寸的传统半导体制程在不同批晶圆的电阻值上典型地具有+/-40%的变化，因此，在16奥姆的标称值，最坏状况的S参数为-20分贝。
图9C的图显示，在2. 4至2. 45千兆赫的预定操作频率时，传输系数(S21)和反射系数(S11、S22及S3!3)的变化对电感值上的变化。具有固定几何尺寸的传统半导体制程在不同批晶圆的电感值上典型地具有+/-5%的变化，因此，’在0. 8毫微亨利标称值，最坏状况的S参数为-25分贝。
图9D的图显示，在2. 4至2. 45千兆赫的预定操作频率时，传输系数(S21)和反射系数(Sll、S22及S33)的变化对耦合系数值(coupling coefficient values)上的变化。要了解，具有固定几何尺寸的传统半导体制程在不同批晶圆的耦合系数上典型地具有 +/-5%的变化，因此，在0. 9标称k值，最坏状况的S参数为-25分贝。
图9E的图显示，在2. 4至2. 45千兆赫的预定操作频率时，传输系数(S21)和反射系数(Sll、S22及S3!3)的变化对电感值损失的变化。在2奥姆至4. 8奥姆之间变动时，最坏状况的电感损失影响S参数至少低于-20分贝。
图9F及图9G的图分别显示，传输系数(S21)和反射系数(Sll、S22及S33)的变化对第一分离端口 Pl和共同端口 P2的阻抗的变化。即使经过大变化，在50奥姆的标称值时，第一分离端口 Pl和该共同端口 P2之间的隔离仍是高的。此外，共同端口 P3的匹配条件比分离端口 Pl或P2更佳。
在此所示特点只是举例提供图示说明本发明实施例的目的，并为了提供据信是最有用且容易了解本发明原理及概念的说明而展现。就此点而言，并未显示比本发明基本了解更详细的本发明细节，配合附图所进行的说明使那些熟知此项技术的人士明白如何具体实现本发明的一些形式。
权利要求
1.一种具有一预定操作频率的射频(RF)功率分配器电路，其特征在于，该电路包含 一共同端口；一第一分离端口； 一第二分离端口；一第一电路组件，连接至该第一分离端口和该共同端口 ； 一第二电路组件，连接至该第二分离端口和该共同端口 ；一共振电路组件，并行连接至该第一分离端口和该第二分离端口，该共振电路组件在该预定操作频率定义一平行共振，利用该第一和第二分离端口中其中之一对应者上的信号，相对应结合该第一和第二电路组件其中之一端口。
2.如权利要求1所述的功率分配器电路，其特征在于，所述共同端口的阻抗是该第一分离端口和该第二分离端口的阻抗的一分数。
3.如权利要求1所述的功率分配器电路，其特征在于，所述施加至该共同端口的信号是，由该第一分离端口和该第二分离端口以实际上相同相位和相同功率输出。
4.如权利要求1所述的功率分配器电路，其特征在于，所述施加至该第一分离端口的一第一信号和施加至该第二分离端口的一第二信号是由该共同端口以一结合信号方式输出，该结合信号与该第一信号和该第二信号的相位相同，且该结合信号的功率是该第一信号和该第二信号的功率的一半。
5.一种具有一预定操作频率的射频(RF)功率分配器电路，其特征在于，该电路包含 一共同端口；第一和第二分离端口；一第一电感，连接至该第一分离端口和该共同端口 ； 一第二电感，连接至该第二分离端口和该共同端口 ； 一共振电容，并行连接至该第一分离端口和该第二分离端口 ； 一补偿电阻，连接至该第一分离端口和该第二分离端口 ；其中该共振电容、该补偿电阻与该第一和第二电感于该预定操作频率，在该第一分离端口和该第二分离端口之间定义一平行共振电路。
6.如权利要求5所述的功率分配器电路，其特征在于，所述共同端口的阻抗是该第一分离端口和该第二分离端口的阻抗的一分数。
7.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述共同端口的阻抗是该第一分离端口和该第二分离端口的阻抗的一半。
8.如权利要求6所述的系统，其特征在于，所述第一电感和第二电感各选取的值相等， 用以最小化插损。
9.如权利要求5所述的功率分配器电路，其特征在于，所述施加至该共同端口的信号是，由该第一分离端口和该第二分离端口以实际上相同相位和相同功率输出。
10.如权利要求5所述的功率分配器电路，其特征在于，所述施加至该第一分离端口的第一信号和施加至该第二分离端口的第二信号是由该共同端口以结合信号方式输出，该结合信号与该第一信号和该第二信号同相位，且为该第一信号和该第二信号的功率的一半。
11.如权利要求5所述的功率分配器电路，其特征在于，所述补偿电阻串行连接着该共振电容。
12.如权利要求5所述的功率分配器电路，其特征在于，所述补偿电阻并行连接该共振电容。
13.如权利要求5所述的功率分配器电路，其特征在于，所述补偿电阻具有一选取的值，于该预定操作频率下，用以最大化该第一分离端口和该第二分离端口之间的隔离。
14.如权利要求5所述的功率分配器电路，其特征在于，在该预定操作频率下，该第一分离端口和该第二分离端口之间的隔离大于20分贝(dB)。
15.如权利要求5所述的功率分配器电路，其特征在于，所述第一和第二电感、该共振电容与该补偿电阻是制造在单一半导体裸片上。
16.如权利要求5所述的功率分配器电路，其特征在于，该功率分配器电路还包含一第一补偿电容，连接至该第一分离端口并串行连接至该第一电感；及一第二补偿电容，连接至该第二分离端口并串行连接至该第二电感。
17.如权利要求16所述的功率分配器电路，其特征在于，所述第一补偿电容和第二补偿电容具有选取的值，于该预定操作频率下，用以最小化相对应该第一分离端口和该第二分离端口其中之一者的回损。
18.如权利要求5所述的功率分配器电路，其特征在于，该功率分配器电路还包含一第一补偿电容，连接至该共同端口并串行连接至该第一电感和该第二电感。
19.如权利要求18所述的功率分配器电路，其特征在于，所述第一补偿电容具有一选取的值，于该预定操作频率下，用以最小化该第一和第二分离端口与共同端口中每个端口的回损。
20.如权利要求5所述的功率分配器电路，其特征在于，所述第一电感和该第二电感相華禹合 。
21.如权利要求20所述的功率分配器电路，其特征在于，所述第一和第二电感两者是制造在一半导体裸片的一单层上。
22.如权利要求21所述的功率分配器电路，其特征在于，所述耦合的第一电感和第二电感的耦合系数约为0.7。
23.如权利要求20所述的功率分配器电路，其特征在于，所述第一电感是制造在一半导体裸片的一第一层中；及所述第二电感是制造在不同于该第一层的半导体裸片的一第二层中。
24.如权利要求23所述的功率分配器电路，其特征在于，所述耦合的第一电感和第二电感的耦合系数约为0.9。
25.如权利要求5所述的功率分配器电路，其特征在于，该功率分配器电路还包含一阻抗转换网络，插置于该共同端口和一第一接点之间，该第一接点是由该第一和第二电感互连处所定义的，该共同端口的阻抗实际上等效于该第一分离端口和该第二分离端口的阻抗。
26.如权利要求25所述的功率分配器电路，其特征在于，所述第一接点的阻抗是该第一分离端口和该第二分离端口的阻抗的一分数。
27.如权利要求25所述的功率分配器电路，其特征在于，所述第一接点的阻抗是该第一分离端口和该第二分离端口的阻抗的一半。
全文摘要
本发明提供一种射频功率分配器电路。该电路具有一预定操作频率，并包含一第一分离端口、一第二分离端口、一共享端口。一第一电感连接至该第一分离端口和该共享端口，且一第二电感连接至该第二分离端口和该共享端口。此外，一共振电容和一补偿电阻并行跨接于该第一分离端口和该第二分离端口。因此在该预定操作频率定义一平行共振电路。
文档编号H01P3/08GK102498612SQ200980159634
公开日2012年6月13日 申请日期2009年5月19日 优先权日2009年3月30日
发明者奥莱克桑德·戈尔巴乔夫 申请人:Rf智能公司