[发明专利]一种微波毫米波有源自负载多正交倒相滤波器

摘要

本发明公开了一种微波毫米波有源自负载多正交倒相滤波器，包括低噪声放大器、自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，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。本发明具有使用简易方便、插损小、方向性高、易调试、重量轻、体积小、可靠性高、电性能好、温度稳定性好、成本低、可大批量生产等优点，适用于相应毫米波频段的通信、卫星通信等对体积、电性能、温度稳定性和可靠性有苛刻要求的场合和相应的系统中。

主权项

一种微波毫米波有源自负载多正交倒相滤波器，其特征在于，包括低噪声放大器、自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(F1)和第二微波毫米波平衡滤波器(F2)；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(F1)和第二微波毫米波平衡滤波器(F2)相连；低噪声放大器包括输入端口(In)、输出端口(Out)和电源端口(+5V)；定向耦合器包括表面贴装的第一输入端口(P1)、第一匹配线(L1)、第一层双螺旋结构的宽边耦合带状线(U1)、第二匹配线(L2)、第一输出电感(Lout1)、第二输出电感(Lout2)、第三匹配线(L3)、第二层双螺旋结构的宽边耦合带状线(U2)、第四匹配线(L4)、表面贴装的隔离端口(P4)和匹配电阻(R)；低噪声放大器的输出端口(Out)与定向耦合器的第一输入端口(P1)相连，第一输入端口(P1)与第一匹配线(L1)相连；第一匹配线(L1)、第二层双螺旋结构的宽边耦合带状线(U2)和第二匹配线(L2)依次相连且设置在同一平面，第二匹配线(L2)与第一输出电感(Lout1)连接；第三匹配线(L3)、第一层双螺旋结构的宽边耦合带状线(U1)和第四匹配线(L4)依次相连且设置在同一平面，第三匹配线(L3)与第二输出电感(Lout2)连接，第四匹配线(L4)与表面贴装的隔离端口(P4)连接，表面贴装的隔离端口(P4)与匹配电阻(R)的一端连接；匹配电阻(R)的另一端与接地端相连。所述第一微波毫米波平衡滤波器(F1)包括第一输入电感(Lin1)、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(Lout3)、第四输出电感(Lout4)、表面贴装的第一输出端口(P2)、表面贴装的第二输出端口(P3)、第一Z形级间耦合带状线(Z1)；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(L11)、第二层的第二带状线(L21)、第三层的第三带状线(L31)以及第一微电容(C1)并联而成；第二级并联谐振单元由第一层的第四带状线(L12)、第二层的第五带状线(L22)、第三层的第六带状线(L32)以及第二微电容(C2)并联而成；第三级并联谐振单元由第一层的第七带状线(L13)、第二层的第八带状线(L23)、第三层的第九带状线(L33)以及第三微电容(C3)并联而成；第四级并联谐振单元由第一层的第十带状线(L14)、第二层的第十一带状线(L24)、第三层的第十二带状线(L34)以及第四微电容(C4)并联而成；第五级并联谐振单元由第一层的第十三带状线(L15)、第二层的第十四带状线(L25)、第三层的第十五带状线(L35)以及第五微电容(C5)并联而成；第六级并联谐振单元由第一层的第十六带状线(L16)、第二层的第十七带状线(L26)、第三层的第十八带状线(L36)以及第六微电容(C6)并联而成；第一级并联谐振单元的第二层的第二带状线(L21)与第一输入电感(Lin1)连接，第六级并联谐振单元的第二层的第十七带状线(L26)与第三输出电感(Lout3)连接，第三输出电感(Lout3)与表面贴装的第一输出端口(P2)连接，第六级并联谐振单元的第一层的第十六带状线(L16)与第四输出电感(Lout4)连接，第四输出电感(Lout4)与表面贴装的第二输出端口(P3)连接，第一Z形级间耦合带状线(Z1)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(Z1)两端均接地；所述第二微波毫米波平衡滤波器(F2)包括第二输入电感(Lin2)、第七级并联谐振单元、第八级并联谐振单元、第九级并联谐振单元、第十级并联谐振单元、第十一级并联谐振单元、第十二级并联谐振单元、第五输出电感(Lout5)、第六输出电感(Lout6)、表面贴装的第三输出端口(P5)、表面贴装的第四输出端口(P6)、第二Z形级间耦合带状线(Z2)，各级并联谐振单元均为三层，三层之间相互平行，且每层都在同一平面；第七级并联谐振单元由第一层的第十九带状线(L41)、第二层的第二十带状线(L51)、第三层的第二十一带状线(L61)以及第七微电容(C7)并联而成；第八级并联谐振单元由第一层的第二十二带状线(L42)、第二层的第二十三带状线(L52)、第三层的第二十四带状线(L62)以及第八微电容(C8)并联而成；第九级并联谐振单元由第一层的第二十五带状线(L43)、第二层的第二十六带状线(L53)、第三层的第二十七带状线(L63)以及第九微电容(C9)并联而成；第十级并联谐振单元由第一层的第二十八带状线(L44)、第二层的第二十九带状线(L54)、第三层的第三十带状线(L64)以及第十微电容(C10)并联而成；第十一级并联谐振单元由第一层的第三十一带状线(L45)、第二层的第三十二带状线(L55)、第三层的第三十三带状线(L65)以及第十一微电容(C11)并联而成；第十二级并联谐振单元由第一层的第三十四带状线(L46)、第二层的第三十五带状线(L56)、第三层的第三十六带状线(L66)以及第十二微电容(C12)并联而成；第七级并联谐振单元的第二层的第二十带状线(L51)与第二输入电感(Lin2)连接，第十二级并联谐振单元的第二层的第三十五带状线(L56)与第五输出电感(Lout5)连接，第五输出电感(Lout5)与表面贴装的第三输出端口(P5)连接，第十二级并联谐振单元的第一层的第三十四带状线(L46)与第六输出电感(Lout6)连接，第六输出电感(Lout6)与表面贴装的第四输出端口(P6)连接，第二Z形级间耦合带状线(Z2)设置在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，第二Z形级间耦合带状线(Z2)两端均接地；定向耦合器的第一输出电感(Lout1)与第一微波毫米波滤波器(F1)的第一输入电感(Lin1)连接，定向耦合器的第二输出电感(Lout2)与第二微波毫米波滤波器(F2)的第二输入电感(Lin2)连接。