集总参数滤波耦合器

1.本发明涉及射频微波电路技术领域，特别是涉及集总参数滤波耦合器。


背景技术：

2.随着射频电路技术的发展，射频电路逐渐趋于小型化与多功能化。为了实现电路多功能化，最常用的做法是将两种或者多种不同功能的电路直接级联拼接在一起，然后，通过优化电路布局与参数来实现小型化，这样，会导致电路尺寸较大。
3.分布式电路与集总参数电路是两种具有不同特点的电路。其中，分布式电路是以传输线结构为主体的射频电路，集总参数电路是以分立的电容电感等元件构成的射频电路。相对于分布式电路，集总参数电路中的电容电感等元件尺寸较小，且可以灵活布局，因此，在低频波段下，集总参数电路具有小型化的优势。
4.滤波耦合器是一种兼具滤波特性和功率分配的器件，能同时实现滤波功能以及耦合器的功能。目前现有的滤波耦合器，通常采用分布式电路类型，其电路面积大，尤其在低频段时相对较大。


技术实现要素：

5.本发明的目的是针对现有技术存在的技术缺陷，提供集总参数滤波耦合器。
6.为此，本发明提供了集总参数滤波耦合器，包括端口port1、端口port2、端口port3和端口port4；
7.端口port1、端口port2、端口port3和端口port4，分别与一个谐振模块相连接；
8.四个谐振模块，与同一个耦合模块相连接；
9.谐振模块，包括至少一个电感和至少一个电容；
10.耦合模块，包括至少一个电感和/或至少一个电容；
11.当端口port1为信号输入端口时，端口port2和端口port3作为同向输出端口，端口port4作为隔离端口，此时端口port2和端口port3输出的信号的中心频率均为预设中心频率，并且等功率以及相位相差预设角度；
12.当端口port4为信号输入端口，端口port2和端口port3作为反向输出端口，端口port1作为隔离端口，此时，端口port2和端口port3输出的信号的中心频率均为预设中心频率，并且等功率以及相位相差预设角度。
13.优选地，当端口port4为信号输入端口，端口port2和端口port3输出的信号相位相差180
°
以及端口port1作为隔离端口时，四个谐振模块具体包括第一谐振模块、第二谐振模块、第三谐振模块和第四谐振模块；
14.其中，第一谐振模块包括电感l102、电感l104和电容c102；
15.电感l102与由电感l104和电容c102组成的串联支路相并联；
16.电感l102的一端和电感l104的一端接地；
17.第二谐振模块包括电感l203、电感l205和电容c203；
18.电感l203与由电感l205和电容c203组成的串联支路相并联；
19.电感l203的一端和电容c203的一端接地；
20.第三谐振模块包括电感l302、电感l304和电容c302；
21.电感l302与由电感l304和电容c302组成的串联支路相并联；
22.电感l302的一端和电感l304的一端接地；
23.第四谐振模块包括电感l403、电感l405和电容c403；
24.电感l403与由电感l405和电容c403组成的串联支路相并联；
25.电感l403的一端和电容c403的一端接地；
26.其中，耦合模块具体采用第一耦合模块；
27.第一耦合模块包括依次连接的电感l11、电感l12、电感l13以及电容c11；
28.其中，电感l11和电感l12之间的连线节点a1，分别与端口port1、电感l102的另一端和电容c102的一端相接；
29.电感l11和电容c11之间的连线节点b1，分别与端口port2、电感l203的另一端和电感l205的一端相接；
30.电感l12和电感l13之间的连线节点c1，分别与端口port3、电感l302的另一端和电容c302的一端相接；
31.电感l13和电容c11之间的连线节点d1，分别与端口port4、电感l403的另一端和电感l405的一端相接。
32.优选地，对于第一谐振模块和第三谐振模块，电感l102和电感l302的电感值相等，采用相同的电感；
33.电感l104和电感l304的电感值相等，采用相同的电感；
34.电容c102和电容c302的电容值相等，采用相同的电容。
35.优选地，对于第二谐振模块和第四谐振模块，电感l203和电感l403的电感值相等，采用相同的电感；
36.电感l205和电感l405的电感值相等，采用相同的电感；
37.电容c203和电容c403的电容值相等，采用相同的电容。
38.优选地，对于第一耦合模块，电感l11、电感l12和电感l13的电感值相等，采用相同的电感。
39.优选地，当端口port1为信号输入端口，端口port2和端口port3输出的信号相位相差90
°
以及端口port4作为隔离端口时，四个谐振模块具体包括第五谐振模块、第六谐振模块、第七谐振模块和第八谐振模块；
40.其中，第五谐振模块包括电感l503和电容c503；
41.电感l503和电容c503相并联；
42.电感l503的一端和电容c503的一端接地；
43.第六谐振模块包括电感l603和电容c603；
44.电感l603和电容c603相并联；
45.电感l603的一端和电容c603的一端接地；
46.第七谐振模块包括电感l703和电容c703；
47.电感l703和电容c703相并联；
48.电感l703的一端和电容c703的一端接地；
49.第八谐振模块包括电感l803和电容c803；
50.电感l803和电容c803相并联；
51.电感l803的一端和电容c803的一端接地；
52.其中，耦合模块具体采用第二耦合模块；
53.其中，第二耦合模块包括依次连接的电感l21、电感l22、电感l23和电感l24；
54.电感l21和电感l24之间的连接节点a2，分别与端口port1、电感l503的另一端和电容503的另一端相接；
55.电感l21和电感l22之间的连接节点b2，分别与端口port2、电感l603的另一端和电容603的另一端相接；
56.电感l22和电感l23之间的连接节点c2，分别与端口port3、电感l703的另一端和电容703的另一端相接；
57.电感l23和电感l24之间的连接节点d2，分别与端口port4、电感l803的另一端和电容803的另一端相接。
58.优选地，对于第五谐振模块、第六谐振模块、第七谐振模块和第八谐振模块，电感l503、电感l603、电感l703和电感l803的电感值相等，采用相同的电感；
59.电容c503、电容c603、电容c703和电容c803的电容值相等，采用相同的电容。
60.优选地，对于第二耦合模块，电感l21和电感l23的电感值相等，采用相同的电感；电感l22和电感l24的电感值相等，采用相同的电感。
61.由以上本发明提供的技术方案可见，与现有技术相比较，本发明提供的集总参数滤波耦合器，其设计科学，使用集总参数同时实现滤波耦合功能，能够有效降低电路的尺寸，具有重大的实践意义。
62.对于本发明的集总参数滤波耦合器，其将滤波功能与耦合功能融合在一起，以一种电路实现两种功能，并且采用集总参数电路，在低频波段容易将电路的尺寸做很小。
63.此外，本发明提供的集总参数滤波耦合器，还能够通过调整拓扑的集总参数电容电感的大小以及耦合器部分拓扑，调整滤波的中心频率、耦合度、耦合带宽及输出相位，具有设计灵活的优势。
附图说明
64.图1为本发明提供的集总参数滤波耦合器，是180度集总参数带通滤波耦合器时的原理图；
65.图2为基于介质集成悬置线电路实现的180度集总参数带通滤波耦合器的截面视图；
66.图3a为基于介质集成悬置线电路实现的180度集总参数带通滤波耦合器的三维立体视图；
67.图3b为基于介质集成悬置线电路实现的180度集总参数带通滤波耦合器中，g5金属层的核心电路平面俯视图；
68.图3c为基于介质集成悬置线电路实现的180度集总参数带通滤波耦合器中，g6金属层的核心电路平面俯视图；
69.图4a为测试的180度集总参数滤波耦合器的参数是端口port1输入同相位输出时的端口port1、端口port2、端口port3和端口port4散射参数响应图；
70.图4b为测试的180度集总参数滤波耦合器的参数是端口port4输入180度相位输出时的端口port1、端口port2、端口port3和端口port4散射参数响应图；
71.图4c为测试的180度集总参数滤波耦合器的参数是同相位输出与180度相位输出时的端口port2和端口port3之间的相位不平衡性参数的示意图；
72.图5本发明提供的集总参数滤波耦合器，是90度集总参数带通滤波耦合器时的原理图；
73.图6为本发明提出的另一种180度集总参数滤波耦合器的原理图；
74.图7为本发明提出的另一种90度集总参数滤波耦合器的原理图。
具体实施方式
75.下面将结合本发明的实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
76.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
77.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
78.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
79.参见图1至图7，本发明提供了集总参数滤波耦合器，包括端口port1、端口port2、端口port3和端口port4(即接口1、接口2、接口3和接口4)；
80.端口port1、端口port2、端口port3和端口port4，分别与一个谐振模块相连接；
81.四个谐振模块，与同一个耦合模块相连接；
82.谐振模块，包括至少一个电感和至少一个电容，用于实现带通滤波功能；
83.耦合模块，包括至少一个电感和/或至少一个电容，用于实现耦合功能；
84.当端口port1为信号输入端口时，端口port2和端口port3作为同向输出端口，端口port4作为隔离端口，此时端口port2和端口port3输出的信号的中心频率均为预设中心频率(例如1ghz)，并且等功率以及相位相差预设角度；
85.需要说明的是，本发明的集总参数滤波耦合器，主要用于射频器件或射频系统中的场景为：射频器件或射频系统需要以一定的功率比例将一路信号分配成两路信号，输出的两路信号在一定频段范围内保持同向或预设角度相位差，同时需要对输出的两路信号进行滤波，通常用于天线、移相器、放大器等电路中。因此，对于本发明，当端口port1为信号输入端口时，端口port1与前级器件的输出端口相连；经过滤波耦合器处理后的信号由同向输出端口port2和同向输出端口port3输出，两端口(即端口port2和端口port3)与后级器件的输入端口相连；隔离端口port4此时悬空或接入匹配负载。
86.当端口port4为信号输入端口，端口port2和端口port3作为反向输出端口，端口port1作为隔离端口，此时，端口port2和端口port3输出的信号的中心频率均为预设中心频率(例如1ghz)，并且等功率以及相位相差预设角度(例如180
°
或者90
°
)。
87.需要说明的是，当端口port4为信号输入端口时，端口port4与前级器件的输出端口相连；经过滤波耦合器处理后的信号由此时的输出端口port2和此时的输出端口port3输出，两端口(即端口port2和端口port3)与后级器件的输入端口相连；隔离端口port1此时悬空或接入匹配负载。
88.实施例一。
89.以180度集总参数滤波耦合器为例，采用rat-race耦合拓扑，提出的拓扑如图1所示。在本实施例中，包含11个电感和5个电容。
90.在本发明中，参见图1，当端口port4为信号输入端口，端口port2和端口port3输出的信号相位相差180
°
以及端口port1作为隔离端口时，四个谐振模块具体包括第一谐振模块、第二谐振模块、第三谐振模块和第四谐振模块；
91.其中，第一谐振模块包括电感l102、电感l104和电容c102；
92.电感l102与由电感l104和电容c102组成的串联支路相并联；
93.电感l102的一端和电感l104的一端接地；
94.第二谐振模块包括电感l203、电感l205和电容c203；
95.电感l203与由电感l205和电容c203组成的串联支路相并联；
96.电感l203的一端和电容c203的一端接地；
97.第三谐振模块包括电感l302、电感l304和电容c302；
98.电感l302与由电感l304和电容c302组成的串联支路相并联；
99.电感l302的一端和电感l304的一端接地；
100.第四谐振模块包括电感l403、电感l405和电容c403；
101.电感l403与由电感l405和电容c403组成的串联支路相并联；
102.电感l403的一端和电容c403的一端接地；
103.其中，耦合模块具体采用第一耦合模块；
104.第一耦合模块包括依次连接的电感l11、电感l12、电感l13以及电容c11；
105.其中，电感l11和电感l12之间的连线节点a1，分别与端口port1、电感l102的另一端和电容c102的一端相接；
106.电感l11和电容c11之间的连线节点b1，分别与端口port2、电感l203的另一端和电感l205的一端相接；
107.电感l12和电感l13之间的连线节点c1，分别与端口port3、电感l302的另一端和电
容c302的一端相接；
108.电感l13和电容c11之间的连线节点d1，分别与端口port4、电感l403的另一端和电感l405的一端相接。
109.具体实现上，对于第一谐振模块和第三谐振模块，电感l102和电感l302的电感值相等，采用相同的电感；
110.电感l104和电感l304的电感值相等，采用相同的电感；
111.电容c102和电容c302的电容值相等，采用相同的电容。
112.具体实现上，对于第二谐振模块和第四谐振模块，电感l203和电感l403的电感值相等，采用相同的电感；
113.电感l205和电感l405的电感值相等，采用相同的电感；
114.电容c203和电容c403的电容值相等，采用相同的电容。
115.具体实现上，对于第一耦合模块，电感l11、电感l12和电感l13的电感值相等，采用相同的电感。
116.需要说明的是，图1所示的180度集总参数带通滤波耦合器的电路结构由11个电感和5个电容组成。8个电感和4个电容分布在电路周围形成谐振器提供滤波性能，剩余中间3个电感和1个电容主要提供耦合性能。
117.具体实现上，电感l11、电感l12和电感l13的电感值为11.05nh；
118.电感l102和电感l302的电感值为3.02nh；
119.电感l203和电感l403的电感值为3.95nh；
120.电感l104和电感l304的电感值为7.32nh；
121.电容c11的电容值为1.86pf；
122.电容c102和电容c302的电容值为2.02pf；
123.电容c203和电容c403的电容值为2.59pf。由此，本发明设计获得的滤波耦合器为-3db耦合器，中心频率为1ghz。
124.具体实现上，本实施例一的180度集总参数带通滤波耦合器，能够在介质集成悬置线平台实现，其截面视图以及三维立体视图分别如图2和图3所示。介质集成悬置线为5层结构，如图2、图3a所示，每层结构均为双面pcb(印刷电路板)，每层pcb均由一层介质及两面的金属构成。5层介质层分别命名为s1到s5，s1到s5的材料与厚度分别为：fr4(0.6mm)、fr4(2mm)、rogers ro4350(0.254mm)、fr4(2mm)以及fr4(0.6mm)，其中，介质层s1和s5及其两面金属作为屏蔽层，s2和s4内部挖空形成空腔；5层介质层两面的金属分别命名为g1到g10，其中，电路主要设计在g5和g6层，其他金属层主要作为接地的作用。
125.g5金属层的平面俯视图如图3b所示，其中该图中的电感与电容与图1中的各电容、电感对应，电容采用梯形平板电容，采用梯形有利于更加高效利用空间，降低整体电路尺寸，电感采用悬置线替代电感。具体版图参数在电磁仿真软件的帮助下得出。
126.在本实施例一中，测量的滤波耦合器的s参数与耦合端口相位不平衡性结果如图4a、图4b和图4c所示。加工测试的滤波耦合器的中心频率为1ghz。对于port1端口输入，带宽比fbw为6％，0.97ghz到1.03ghz的通带内测量的s21和s31在-(3+2)db，s21和s31的差值在1db范围之内，带内回波损耗小于12db，隔离大于29.1db，测量的相位不平衡度为0
±
5度；
127.对于port4端口输入，带宽比fbw为6％，通带内测量的s21和s31在-(3+2)db，s21和
s31的差值在1.1db范围之内，带内回波损耗小于10db，隔离大于28.5db，测量的相位不平衡度为180
±
8度。
128.图4a展示了测量的180度集总参数滤波耦合器的第一端口(即端口port1)输入时的散射参数结果。其中，横坐标表示第一端口(即端口port1)输入信号的频率，以ghz为单位；纵坐标表示各端口的散射参数，以分贝为单位表示。s11表示第一端口(即端口port1)输入时的第一端口(即端口port1)测量的散射参数，即第一端口(即端口port1)的回波损耗；s21和s31分别表示第一端口(即端口port1)输入时，第二端口(即端口port2)和第三端口(即端口port3)的散射参数，即第二端口(即端口port2)和第三端口(即端口port3)的插入损耗；s41表示第四端口(即端口port4)的散射参数，即第一端口(即端口port1)和第四端口(即端口port4)的隔离。该图表明，加工的电路能够在一定的频段内，实现滤波耦合器第一端口(即端口port1)输入时的滤波和耦合功能。
129.图4b展示了测量的180度集总参数滤波耦合器的四端口输入时的散射参数结果。其中横坐标表示第四端口(即端口port4)输入信号的频率，以ghz为单位；纵坐标表示各端口的散射参数，以分贝为单位表示。s44表示在第四端口(即端口port4)输入时，第四端口(即端口port4)测量的散射参数，即第四端口(即端口port4)的回波损耗；s24和s34分别表示第四端口(即端口port4)输入时，第二端口(即端口port2)和第三端口(即端口port3)的散射参数，即第二端口(即端口port2)和第三端口(即端口port3)的插入损耗；s14表示第四端口(即端口port4)的散射参数，即第四端口(即端口port4)和第一端口(即端口port1)的隔离。该图表明，加工的电路能够在一定的频段内，实现滤波耦合器第四端口(即端口port4)输入时的滤波和耦合功能。
130.图4c展示了测量的180度集总参数滤波耦合器的第一端口(即端口port1)和四端口输入时的相位不平衡性结果。其中横坐标表示第一端口(即端口port1)或第四端口(即端口port4)输入信号的频率，以ghz为单位；纵坐标表示输出信号的相位不平衡性，以分贝为单位表示，第一端口(即端口port1)输入时的相位不平衡性，由第二端口(即端口port2)输出散射参数s21的相位和第三端口(即端口port3)输出散射参数s31的相位的差来计算，第四端口(即端口port4)输入时的相位不平衡性，由此时第二端口(即端口port2)输出散射参数s24的相位和第三端口(即端口port3)输出散射参数s34的相位的差来计算。如图可以看到在工作频带0.97ghz到1.03ghz内，两个端口的相位不平衡性波动不大。该图表明，加工的电路能够在一定的频段内，实现滤波耦合器第一端口(即端口port1)和第四端口(即端口port4)输入时的同向输出与180度相位输出功能。
131.以上表明：本发明的集总参数滤波耦合器，能够在介质集成悬置线平台上实现，所提出的拓扑具有很强的实施力，能够同时兼具滤波及耦合功能，同时电路尺寸小，仅为0.013λ0×
0.006λ0，其中λ0为在中心频率处的波长。同时，该滤波耦合器具有介质集成悬置线本身自封装、低损耗的特点。
132.实施例二。
133.为了说明其他类型的滤波耦合器的可实施性，图5提出了90度耦合的滤波耦合器拓扑。该滤波耦合器采用分支线型耦合拓扑实现耦合功能，采用并联谐振器集成到输入输出端实现滤波功能。
134.在本发明中，参见图5，当端口port1为信号输入端口，端口port2和端口port3输出
的信号相位相差90
°
以及端口port4作为隔离端口时，四个谐振模块具体包括第五谐振模块、第六谐振模块、第七谐振模块和第八谐振模块；
135.其中，第五谐振模块包括电感l503和电容c503；
136.电感l503和电容c503相并联；
137.电感l503的一端和电容c503的一端接地；
138.第六谐振模块包括电感l603和电容c603；
139.电感l603和电容c603相并联；
140.电感l603的一端和电容c603的一端接地；
141.第七谐振模块包括电感l703和电容c703；
142.电感l703和电容c703相并联；
143.电感l703的一端和电容c703的一端接地；
144.第八谐振模块包括电感l803和电容c803；
145.电感l803和电容c803相并联；
146.电感l803的一端和电容c803的一端接地；
147.其中，耦合模块具体采用第二耦合模块；
148.其中，第二耦合模块包括依次连接的电感l21、电感l22、电感l23和电感l24；
149.电感l21和电感l24之间的连接节点a2，分别与端口port1、电感l503的另一端和电容503的另一端相接；
150.电感l21和电感l22之间的连接节点b2，分别与端口port2、电感l603的另一端和电容603的另一端相接；
151.电感l22和电感l23之间的连接节点c2，分别与端口port3、电感l703的另一端和电容703的另一端相接；
152.电感l23和电感l24之间的连接节点d2，分别与端口port4、电感l803的另一端和电容803的另一端相接。
153.具体实现上，对于第五谐振模块、第六谐振模块、第七谐振模块和第八谐振模块，电感l503、电感l603、电感l703和电感l803的电感值相等，采用相同的电感；电感l503、电感l603、电感l703和电感l803的电感值为3.255nh。
154.电容c503、电容c603、电容c703和电容c803的电容值相等，采用相同的电容。电容c503、电容c603、电容c703和电容c803的电容值为14.010pf。
155.具体实现上，对于第二耦合模块，电感l21和电感l23的电感值相等，采用相同的电感；电感l22和电感l24的电感值相等，采用相同的电感。
156.电感l21和电感l23的电感值为6.415nh；
157.电感l22和电感l24的电感值为9.245nh。
158.需要说明的是，在实施例二中，图5所示的90度集总参数带通滤波耦合器的拓扑，主要包括4个电容和8个电感。
159.其中，电感l21、电感l22、电感l23和电感l24主要实现耦合功能；
160.电感l503、电感l603、电感l703和电感l803以及电容c503、电容c603、电容c703和电容c803，主要实现滤波功能。
161.本发明通过调节相应的电容和电感，可以控制滤波耦合器的滤波和耦合性能，以
及中心频率、耦合度、输出相位差等其他参数。port1为输入端口，port2和port3为输出端口，port4为隔离端口，其中port2和port3输出信号的功率相等且相位差为90度。
162.实施例三。
163.在本发明中，参见图6，当端口port1为信号输入端口，端口port2和端口port3输出的信号相位相差180
°
，以及port4为隔离端口时，四个谐振模块具体包括第九谐振模块、第十谐振模块、第十一谐振模块和第十二谐振模块；
164.其中，第九谐振模块包括电感l903、电感l904和电容c903；
165.电感l903与由电感l904和电容c903组成的串联支路相并联；
166.电感l903的一端和电感l904的一端接地；
167.第十谐振模块包括电感l1002、电感l1005和电容c1001；
168.电感l1002与由电感l1005和电容c1001组成的串联支路相并联；
169.电感l1002的一端和电容c1001的一端接地；
170.第十一谐振模块包括电感l1103、电感l1104和电容c1103；
171.电感l1103与由电感l1104和电容c1103组成的串联支路相并联；
172.电感l1103的一端和电感l1104的一端接地；
173.第十二谐振模块包括电感l1202、电感l1205和电容c1201；
174.电感l1202与由电感l1205和电容c1201组成的串联支路相并联；
175.电感l1202的一端和电容c1201的一端接地；
176.其中，耦合模块具体采用第三耦合模块；
177.第三耦合模块包括依次连接的电感l31、电容c31、电容c32和电容c33；
178.其中，电容c31和电容c32之间的连线节点a3，分别与端口port1、电感l903的另一端和电容c903的一端相接；
179.电感l31和电容c31之间的连线节点b3，分别与端口port2、电感l10023的另一端和电感l1005的一端相接；
180.电容c32和电容c33之间的连线节点c3，分别与端口port3、电感l1103的另一端和电容c1103的一端相接；
181.电容c33和电感l31之间的连线节点d3，分别与端口port4、电感l1202的另一端和电感l1205的一端相接。
182.具体实现上，对于第十一谐振模块和第十二谐振模块，电感l1002和电感l1202的电感值相等，采用相同的电感，具体的电感值为l2＝3.35nh；
183.电感l1005和电感l1205的电感值相等，采用相同的电感，具体的电感值为10.48nh；
184.电容c1001和电容c1201的电容值相等，采用相同的电容，具体的电容值为1.86pf。
185.具体实现上，对于第九谐振模块和第十一谐振模块，电感l903和电感l1103的电感值相等，采用相同的电感，具体的电感值为1.76nh；
186.电感l904和电感l1104的电感值相等，采用相同的电感，具体的电感值为7.32nh；
187.电容c903和电容c1103的电容值相等，采用相同的电容，具体的电容值为2.59pf。
188.具体实现上，对于第三耦合模块，电容c31、电容c32和电容c33的电容值相等，采用相同的电容，具体的电容值为2.316pf。
189.具体实现上，电感l31的电感值为10.95nh；
190.需要说明的是，在实施例三中，图6为本发明提出的另一种180度集总参数滤波耦合器的原理图。在图中，电感l31以及电容c31、电容c32和电容c33主要实现耦合功能，c1001、c1201、c903、c1103、l1002、l1202、l903、l1103、l904、l1104、l1005以及l1205主要实现滤波功能，在该电容电感参数下，滤波耦合器工作的中心频率为1ghz。其中port1为输入端口，port2和port3为输出端口，port4为隔离端口，port2和port3输出信号的功率相等且相位差为180度。
191.实施例四。
192.在本发明中，参见图7，当端口port1为信号输入端口，端口port2和端口port3输出的信号相位相差90
°
以及端口port4作为隔离端口时，四个谐振模块具体包括第十三谐振模块、第十四谐振模块、第十五谐振模块和第十六谐振模块；
193.其中，第十三谐振模块包括电感l1303和电容c1303；
194.电感l1303和电容c1303相并联；
195.电感l1303的一端和电容c1303的一端接地；
196.第十四谐振模块包括电感l1403和电容1403；
197.电感l1403和电容c1403相并联；
198.电感l1403的一端和电容c1403的一端接地；
199.第十五谐振模块包括电感l1503和电容c1503；
200.电感l1503和电容c1503相并联；
201.电感l1503的一端和电容c1503的一端接地；
202.第十六谐振模块包括电感l1603和电容c1603；
203.电感l1603和电容c1603相并联；
204.电感l1603的一端和电容c1603的一端接地；
205.其中，耦合模块具体采用第四耦合模块；
206.其中，第二耦合模块包括依次连接的电容c41、电容c42、电容c43以及电容c44；
207.电容c41和电容c42之间的连接节点a4，分别与端口port1、电感l1303的另一端和电容1303的另一端相接；
208.电容c42和电容c43之间的连接节点b4，分别与端口port2、电感l1403的另一端和电容1403的另一端相接；
209.电容c43和电容c44之间的连接节点c4，分别与端口port3、电感l1503的另一端和电容1503的另一端相接；
210.电容c44和电容c41之间的连接节点d4，分别与端口port4、电感l1603的另一端和电容1603的另一端相接。
211.具体实现上，对于第十三谐振模块、第十四谐振模块、第十五谐振模块和第十六谐振模块，电感l1303、电感l1403、电感l1503和电感l1603的电感值相等，采用相同的电感，电感值均为0.94nh；
212.电容c1303、电容c14603、电容c1503和电容c1603的电容值相等，采用相同的电容，电容值均为20.00pf。
213.具体实现上，对于第四耦合模块，电容c41和电容c43的电容值相等，均为2.82pf；
214.电容c42和电容c44的电容值相等，均为4.00pf。
215.需要说明的是，在实施例四中，图7为本发明提出的另一种90度集总参数滤波耦合器的原理图。在图中，电容c41、电容c42、电容c43以及电容c44主要实现耦合功能，电容c1303、电容c14603、电容c1503和电容c1603，以及电感l1303、电感l1403、电感l1503和电感l1603主要实现滤波功能，在该电容电感参数下，滤波耦合器工作的中心频率为1ghz。其中port1为输入端口，port2和port3为输出端口，port4为隔离端口，port2和port3输出信号的功率相等且相位差为90度。
216.需要说明的是，本发明的集总参数滤波耦合器，可以在介质集成悬置线的平台上实现，仿真实验结果吻合较好。该滤波耦合器能在中心频率1ghz附近同时实现带通滤波和耦合功能，使用了集总参数电路集成了两种功能，减小了电路尺寸。
217.对于本发明，对于滤波耦合器的耦合功能，采用90度耦合器或180度耦合器拓扑集成在滤波耦合器上。若实现90度耦合功能，耦合器部分可以采用分支线型耦合器拓扑；若实现180度耦合功能，耦合器部分可以采用rat-race耦合器拓扑；对于其他预设角度的耦合功能，耦合器部分可以采用所对应的耦合器类型的集总参数拓扑。若需要不同耦合度的滤波耦合器，也可通过设置相应的电容电感或采用对应类型的耦合器集总参数拓扑来改良整体的集总参数滤波耦合器拓扑。若需要不同中心频率的滤波耦合器，则可通过调节相应的电容电感来实现。
218.对于本发明，对于滤波耦合器的滤波功能，若要实现带通滤波功能，可使用并联谐振电路加在四个端口上并联提供带通滤波功能，使用串联谐振增加零点改善滤波性能，也可采用其他改良的带通滤波器实现带通滤波效果；若要实现低通或高通滤波特性，也可采用低通或高通滤波器集成到耦合器拓扑上；若要实现更强滤波特性的滤波耦合器，也可以使用级联滤波器。
219.对于本发明，对于实现滤波耦合器的集总参数电容和电感，电容可采用单层或多层平板电容、单层或多层交指电容，若实现可调耦合度与滤波性能的滤波耦合器，也可采用电压可调电容；电感可采用一段微带线、带状线或者悬置线替代电感、采用圆形和矩形环电感或采用单层和多层螺旋电感。
220.综上所述，与现有技术相比较，本发明提供的集总参数滤波耦合器，其设计科学，使用集总参数同时实现滤波耦合功能，能够有效降低电路的尺寸，具有重大的实践意义。
221.对于本发明的集总参数滤波耦合器，其将滤波功能与耦合功能融合在一起，以一种电路实现两种功能，并且采用集总参数电路，在低频波段容易将电路的尺寸做很小。
222.此外，本发明提供的集总参数滤波耦合器，还能够通过调整拓扑的集总参数电容电感的大小以及耦合器部分拓扑，调整滤波的中心频率、耦合度、耦合带宽及输出相位，具有设计灵活的优势。
223.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。