高精度定向耦合器用于WiMAX和WiBro

　　WIMAX和 WiBro結構中高數(shù)據(jù)率調制的使用要求傳輸信號的低失真和低相位誤差。WiMAX應用主要面向2.5GHz和3.5GHz頻帶，而WiBro作為相關的韓國無線寬帶技術則指向2.3GHz~2.4GHz 頻帶。

WiMAX和WiBro系統(tǒng)要求對發(fā)送器進行增益控制，以此根據(jù)頻道質量調節(jié)輸出水平。典型的測量功率方法是使用定向耦合器以及線性功率探測器。這項技術提供了快速、準確和節(jié)約成本的解決方案。

但是，這一方案的關鍵在于定向耦合器的正確選擇。正確選擇耦合器才可以實現(xiàn)對發(fā)送器增益快速、有效地控制，由此優(yōu)化整個系統(tǒng)的性能。

定向耦合器是一種在一個方向采樣功率通量的同時忽略另一方向功率通量的裝置，反之亦然。不同的功率水平可以進行比較（以分貝為單位），可以確定回波損耗。

一些最常見的耦合器通?；诳拷寗庸β蕦w放置的第二導體。當使用這種方法時，兩條線之間的間隔將決定耦合系數(shù)——即比較驅動導體采樣而得的功率量。

工程師關心的其它關鍵參數(shù)包括耦合器尺寸、額定功率以及方向性。近期，材料體系純度和組件加工方法的改進使高質量、高功率耦合器得以更小的包裝進行制 造。鑒于追求包裝更小巧或更輕薄但又不失優(yōu)良性能且通常具有改良功能的新產(chǎn)品是市場永恒不變的潮流，這種功能十分重要。這是驅動微型高功率耦合器發(fā)展的主 要動力。

AVX公司的定向耦合器專為精確監(jiān)控功率控制應用中的功率放大器（PA）輸出信號而開發(fā)，非常適于WiMAX和WiBro結構。對入射和發(fā)射功率信號的精確監(jiān)控需要具有高方向性和對稱性能的耦合器。它們可以提高功率控制電路的精確性，并允許使用單個耦合器。

方向性是所需耦合和非所需耦合之差，以分貝表示。方向性強的耦合器具有2dB或更高的方向性。在測量回波損耗時，方向性差可能會成為大問題，原因在于回波損耗通常用于計算線上的虛擬駐波率或傳輸?shù)妮敵龉β?。具體定義為：

VSWR = {10(RL/20) +1}/{10(RL/20)-1}

高方向性可以提供高功率控制精確性，這對WiMAX設計師至關重要。方向性是一種對數(shù)刻度，鑒于AVX CP系列具有20dB~27dB的方向性，由此可以實現(xiàn)±0.044分貝或更高的精確值。相比之下，市場上其它處于10dB~12dB范圍的解決方案最高 只有±0.46dB的精確值，相差10倍多（見表1）。

　　具有岸面柵格陣列（LGA）和表面貼裝技術（SMT）終端的AVX引領了微型薄膜耦合器的開發(fā)。隨著耦合器尺寸的變小，終端寄生必須減至最小并加以控制——由此，配備LGA終端的零件應運而生，很好地滿足了上述要求。

要實現(xiàn)WiMAX頻率上的穩(wěn)定性和小尺寸中的高方向性并不容易。AVX定向耦合器可在高WiMAX頻率時提供穩(wěn)定的性能（耦合系數(shù)和回波損耗，外加較低的插入損耗）。

平衡來自電磁場的作用以及精確應用相位計算更優(yōu)化了AVX耦合器的方向性。為了達到金屬導體所需的精確幾何條件，AVX運用了諸如金屬濺射、光刻和電鍍等半導體生產(chǎn)技術。

通過采用薄膜多層技術，AVX開發(fā)了低插入損耗AVX CP0402 和CP0603高方向性耦合器。這些耦合器為微型零件提供了出色的高頻性能，結構堅固、便于自動裝配，并有多種耦合值可供選擇。

這些耦合器的部分主要特點包括400MHz~6GHz以上的頻率范圍、在WiMAX中達到8.0dB~23.0dB的耦合系數(shù)范圍（插入損耗低：0.2dB）。

AVX CP0402和CP0603系列以LGA終端的形式提供。CP0402和CP0603耦合器均具備3W的連續(xù)額定功率。

總之，AVX耦合器可以優(yōu)化并縮小WiMAX和WiBro發(fā)送器增益控制電路。由此完善頻道的整體性并大大提高整個系統(tǒng)的性能。