[发明专利]一种微波毫米波有源外负载多正交倒相滤波器

说明书

技术领域

本发明涉及一种滤波器，特别是一种微波毫米波有源外负载多正交倒相滤波器。

背景技术

近年来，随着移动通信、卫星通信及国防电子系统的微型化的迅速发展，高性能、 低成本和小型化已经成为目前微波/射频领域的发展方向，对微波滤波器的性能、尺寸、 可靠性和成本均提出了更高的要求。在一些国防尖端设备中，现在的使用频段已经相当 拥挤，所以卫星通信等尖端设备向着毫米波波段发展，微波毫米波波段滤波器已经成为 该波段接收和发射支路中的关键电子部件，描述这种部件性能的主要指标有：通带工作 频率范围、阻带频率范围、通带插入损耗、阻带衰减、通带输入/输出电压驻波比、插 入相移和时延频率特性、温度稳定性、体积、重量、可靠性等。耦合器一直是各种微波 集成电路中的重要组成部件，由于直通口与耦合口的输出不同，因此将耦合器与滤波器 相连，可以扩大滤波器的使用范围。

传统的滤波器，例如微带滤波器，通常实现相同的性能参数，所需体积大，在工程 应用上的具有很多劣势；并且，传统情况下采用的滤波器，不具有正交倒相功能，而是 通过外接正交器和巴伦实现的，结构复杂。

发明内容

本发明的目的在于提供一种由带状线结构和外接匹配负载定向耦合器实现体积小、 重量轻、可靠性高、电性能优异的微波毫米波有源外负载多正交倒相滤波器。

实现本发明目的的技术方案是：一种微波毫米波有源外负载多正交倒相滤波器，包 括低噪声放大器、外接匹配负载的定向耦合器、带状线结构的第一微波毫米波平衡滤波 器和第二微波毫米波平衡滤波器；所述低噪声放大器与定向耦合器相连，定向耦合器同 时与第一微波毫米波平衡滤波器和第二微波毫米波平衡滤波器相连；

低噪声放大器包括输入端口、输出端口和电源端口；定向耦合器包括表面贴装的第 一输入端口、第一匹配线、第一层双螺旋结构的宽边耦合带状线、第二匹配线、第一输 出电感、第二输出电感、第三匹配线、第二层双螺旋结构的宽边耦合带状线、第四匹配 线和表面贴装的隔离端口；

低噪声放大器的输出端口与定向耦合器的第一输入端口相连，第一输入端口与第一 匹配线相连；第一匹配线、第二层双螺旋结构的宽边耦合带状线和第二匹配线依次相连 且设置在同一平面，第二匹配线与第一输出电感连接；第三匹配线、第一层双螺旋结构 的宽边耦合带状线和第四匹配线依次相连且设置在同一平面，第三匹配线与第二输出电 感连接，第四匹配线与隔离端口的一端连接，隔离端口的另一端接地；

所述第一微波毫米波平衡滤波器包括第一输入电感、第一级并联谐振单元、第二级 并联谐振单元、第三级并联谐振单元、第四级并联谐振单元、第五级并联谐振单元、第 六级并联谐振单元、第三输出电感、第四输出电感、表面贴装的第一输出端口、表面贴 装的第二输出端口、第一Z形级间耦合带状线；各级并联谐振单元均为三层，三层之间 相互平行设置，且每层都在同一平面；

第一级并联谐振单元由第一层的第一带状线、第二层的第二带状线、第三层的第三 带状线以及第一微电容并联而成；

第二级并联谐振单元由第一层的第四带状线、第二层的第五带状线、第三层的第六 带状线以及第二微电容并联而成；

第三级并联谐振单元由第一层的第七带状线、第二层的第八带状线、第三层的第九 带状线以及第三微电容并联而成；

第四级并联谐振单元由第一层的第十带状线、第二层的第十一带状线、第三层的第 十二带状线以及第四微电容并联而成；

第五级并联谐振单元由第一层的第十三带状线、第二层的第十四带状线、第三层的 第十五带状线以及第五微电容并联而成；

第六级并联谐振单元由第一层的第十六带状线、第二层的第十七带状线、第三层的 第十八带状线以及第六微电容并联而成；

第一级并联谐振单元的第二层的第二带状线与第一输入电感连接，第六级并联谐振 单元的第二层的第十七带状线与第三输出电感连接，第三输出电感与表面贴装的第一输 出端口连接，第六级并联谐振单元的第一层的第十六带状线与第四输出电感连接，第四 输出电感与表面贴装的第二输出端口连接，第一Z形级间耦合带状线设置在六级并联谐 振单元的底部；

六级并联谐振单元分别接地，其中第一、三层所有带状线接地端相同，一端是微电 容接地，另一端开路；第二层带状线接地端相同，一端接地，另一端开路，且接地端方 向与第一、三层接地端相反，第一Z形级间耦合带状线两端均接地；