其中，第一层双螺旋结构的宽边耦合带状线Ul垂直位于第二层双螺旋结构的宽边耦合带状线U2上方，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在同一平面，第一匹配线LI与第二输入电感Lin2连接，第二匹配线L2与表面贴装的50欧姆阻抗直通端口 P2连接，第二层双螺旋结构的宽边耦合带状线U2左端与第一匹配线LI连接，第二层双螺旋结构的宽边耦合带状线U2右端与第二匹配线L2连接；第三匹配线L3、第一层双螺旋结构的宽边耦合带状线Ul和第四匹配线L4在同一平面，第三匹配线L3与表面贴装的50欧姆阻抗耦合端口 P3连接，第四匹配线L4与表面贴装的50欧姆阻抗隔离端口 P4连接，第一层双螺旋结构的宽边耦合带状线Ul左端与第三匹配线L3连接，第一层双螺旋结构的宽边耦合带状线Ul右端与第四匹配线L4连接。微波毫米波滤波器的输出电感Lout与定向親合器的第二输入电感Lin2连接。
[0013]结合图la、b、c，包括表面贴装的50欧姆阻抗输入端口 P1、第一输入电感Linl、第一级并联谐振单元Lll、L21、L31、Cl、第二级并联谐振单元L12、L22、L32、C2、第三级并联谐振单元L13、L23、L33、C3、第四级并联谐振单元L14、L24、L34、C4、第五级并联谐振单元L15、L25、L35、C5、第六级并联谐振单元L16、L26、L36、C6、输出电感Lout、Z形级间耦合带状线Z、第二输入电感Lin2、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、表面贴装的50欧姆阻抗直通端口 P2、表面贴装的50欧姆阻抗耦合端口 P3、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50欧姆阻抗隔离端口 P4和接地端均采用多层低温共烧陶瓷工艺实现。
[0014]一种微型微波毫米波Ι/Q正交滤波器，由于是采用多层低温共烧陶瓷工艺实现，其低温共烧陶瓷材料和金属图形在大约900°C温度下烧结而成，所以具有非常高的可靠性和温度稳定性，由于结构采用三维立体集成和多层折叠结构以及外表面金属屏蔽实现接地和封装，从而使体积大幅减小。
[0015]本发明一种微型微波毫米波Ι/Q正交滤波器的尺寸仅为6mmX3.2mmX 1.5mm，其性能可从图2、图3看出，通带带宽为2.7GHz~2.9GHz，直通口 P2与耦合口 P3的输出波形基本一致，输入端口回波损耗优于19dB，在通带内，直通口 P2与耦合口 P3的相位差近似为90度。
【主权项】
1.一种微型微波毫米波I/Q正交滤波器，其特征在于:包括微波毫米波滤波器和定向耦合器；微波毫米波滤波器包括表面贴装的50欧姆阻抗输入端口(P1)、第一输入电感(Linl)、第一级并联谐振单元(Lll、L21、L31、Cl)、第二级并联谐振单元(L12、L22、L32、C2)、第三级并联谐振单元(L13、L23、L33、C3)、第四级并联谐振单元(L14、L24、L34、C4)、第五级并联谐振单元(L15、L25、L35、C5)、第六级并联谐振单元(L16、L26、L36、C6)、输出电感(Lout)和Z形级间耦合带状线(Z)，各级并联谐振单元均由三层带状线组成，其中第二层带状线垂直位于第三层带状线上方，第一层带状线垂直位于第二层带状线上方，第一级并联谐振单元(Lll、L21、L31、Cl)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)、第一微电容(Cl)并联而成，第二级并联谐振单元(L12、L22、L32、C2)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)、第二微电容(C2)并联而成，第三级并联谐振单元(L13、L23、L33、C3)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)、第三微电容(C3)并联而成，第四级并联谐振单元(L14、L24、L34、C4)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)、第四微电容(C4)并联而成，第五级并联谐振单元(L15、L25、L35、C5)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)、第五微电容(C5)并联而成，第六级并联谐振单元(L16、L26、L36、C6)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)、第六微电容(C6)并联而成，其中，第一输入电感(Linl)与表面贴装的50欧姆阻抗输入端口(Pl)连接，第一级并联谐振单元(L11、L21、L31、C1)的第二层的第二带状线(L21)与第一输入电感(Linl)连接，第六级并联谐振单元(L16、L26、L36、C6)的第二层的第十七带状线(L26)与输出电感(Lout)连接，Z形级间耦合带状线(Z)位于并联谐振单元的下面；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，Z形级间耦合带状线(Z)两端均接地；定向耦合器包括第二输入电感(Lin2)、第一匹配线(LI)、第一层双螺旋结构的宽边耦合带状线(U1)、第二匹配线(L2)、表面贴装的50欧姆阻抗直通端口(P2)、表面贴装的50欧姆阻抗耦合端口(P3)、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)和表面贴装的50欧姆阻抗隔离端口(P4)，其中，第一层双螺旋结构的宽边耦合带状线(Ul)垂直位于第二层双螺旋结构的宽边耦合带状线(U2)上方，第一匹配线(LI)、第二层双螺旋结构的宽边耦合带状线(U2)和第二匹配线(L2)在同一平面，第一匹配线(LI)与第二输入电感(Lin2)连接，第二匹配线(L2)与表面贴装的50欧姆阻抗直通端口(P2)连接，第二层双螺旋结构的宽边耦合带状线(U2)左端与第一匹配线(LI)连接，第二层双螺旋结构的宽边耦合带状线(U2)右端与第二匹配线(L2)连接；第三匹配线(L3)、第一层双螺旋结构的宽边耦合带状线(Ul)和第四匹配线(L4)在同一平面，第三匹配线(L3)与表面贴装的50欧姆阻抗耦合端口(P3)连接，第四匹配线(L4)与表面贴装的50欧姆阻抗隔离端口(P4)连接，第一层双螺旋结构的宽边耦合带状线(Ul)左端与第三匹配线(L3)连接，第一层双螺旋结构的宽边耦合带状线(Ul)右端与第四匹配线(L4)连接；微波毫米波滤波器的输出电感(Lout)与定向耦合器的第二输入电感(Lin2)连接。
2.根据权利要求1所述的微型微波毫米波I/Q正交滤波器，其特征在于:包括表面贴装的50欧姆阻抗输入端口(P1)、第一输入电感(Linl)、第一级并联谐振单元(Lll、L21、L31、Cl)、第二级并联谐振单元(L12、L22、L32、C2)、第三级并联谐振单元(L13、L23、L33、〇3)、第四级并联谐振单元(1^14、1^24、1^34、04)、第五级并联谐振单元(1^15、1^25、1^35、05)、第六级并联谐振单元(L16、L26、L36、C6)、输出电感(Lout)、Z形级间耦合带状线(Z)、第二输入电感(Lin2)、第一匹配线(LI)、第一层双螺旋结构的宽边耦合带状线(U1)、第二匹配线(L2)、表面贴装的50欧姆阻抗直通端口(P2)、表面贴装的50欧姆阻抗耦合端口(P3)、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50欧姆阻抗隔离端口(P4)和接地端均采用多层低温共烧陶瓷工艺实现。
3.根据权利要求1或2所述的微型微波毫米波I/Q正交滤波器，其特征在于:输入端口(Pl)通过第一输入电感(Linl)与第一级并联谐振单元(Lll、L21、L31、Cl)的第二层的第二带状线(L21)连接，直通端口(P2)通过第二匹配线(L2)与第二层双螺旋结构的宽边耦合带状线(U2)连接，耦合端口(P3)通过第三匹配线(L3)与第一层双螺旋结构的宽边耦合带状线(Ul)连接，隔离端口(P4)通过第四匹配线(L4)与第一层双螺旋结构的宽边耦合带状线(Ul)连接。
【专利摘要】本发明公开了一种微型微波毫米波I/Q正交滤波器，包括带状线结构的微波毫米波滤波器和定向耦合器。微波毫米波滤波器包括表面贴装的输入接口、以带状线结构实现的六级并联谐振单元，定向耦合器包括表面贴装的输出接口、双螺旋结构的宽边耦合带状线，上述结构均采用多层低温共烧陶瓷工艺技术实现。本发明具有可产生正交相位、易调试、插损小、重量轻、体积小、可靠性高、电性能好、温度稳定性好、电性能批量一致性好、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。
【IPC分类】H01P1-203
【公开号】CN104538711
【申请号】CN201410467152
【发明人】周围, 周衍芳, 戴永胜, 李雁, 杨茂雅
【申请人】南京理工大学
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年9月13日