超导滤波器的研究

介绍了超导滤波器的原理、设计、制作和实验结果。利用YBCO超导薄膜制作出超导滤波器,在65K时,测试出滤波器的技术指标为中心频率1.18GHz,带宽196MHz,带内平坦,带内最小插损0.06dB。     

低射频窄通带高温超导滤波器设计

本文在双面YBCO高温超导薄膜上设计了12节低射频窄通带超导带通滤波器.中心频率385MHz,相对带宽1.3%,考虑到窄带滤波器对衬底介电常数的敏感性,采用MgO基片以避免基片孪晶造成的介电常数非均匀性带来的影响.为了能在不大于2英寸的基片上制备出如此低频的高性能超导滤波器,设计中选用了1/4波长的螺旋形谐振结构.设计结果的带边陡峭度达到了50dB/MHz,带内插损小于0.014dB,带外抑制达到100dB,二倍频处抑制度优于130dB.     

一种以白宝石为衬底的高选择性高温超导滤波器

研制了一种高选择性的24阶切比雪夫(Chebyshev)型高温超导带通滤波器,其中心频率为1748MHz、带宽为75MHz,适用于GSM移动通讯基站系统.此滤波器是在直径为3英寸、厚度为0.43毫米的铝酸镧双面超导薄膜上制作的.滤波器的计算机仿真是用Sonnet软件完成的.在滤波器设计中,提出了一种结构新颖的谐振器.在77K时,它具有很高的品质因子,约为30000.测试结果表明,该滤波器具有很好的选择性,带边陡度为17dB/MHz,带外抑制优于-90dB.     

VHF波段变容管调谐式超导陷波器

设计制作了一款VHF波段变容管调谐式超导陷波器,该陷波器采用一种结构紧凑的电容加载的矩形回路谐振器,谐振器与主线之间的耦合形式为混合耦合。通过调节加载在谐振器上变容二极管的反偏电压,实现带阻滤波器中心频率可调。测试表明,陷波器中心频率可调范围为251~360MHz,陷波器中心频点抑制40dB,3dB带宽9dB,插入损耗0.5dB。     

CDMA基站用14阶高温超导滤波器

研制了用于CDMA移动通信基站接收机前端的14阶高温超导带通滤波器。该滤波器的设计带宽为10.9 MHz,中心频率为830MHz;仿真得到的回波损耗约为28 dB,带内波动小于0.008 dB,带外抑制大于90 dB;该滤波器由MgO衬底上的双面DyBa2Cu3O7超导薄膜加工而成。该滤波器在无后期调谐的情况下,72K温度的实测带宽为10.9MHz,回波损耗好于20dB,插入损耗0.001 dB,边带陡峭度高达80dB/16.3MHz,实测的中心频率等指标也与仿真设计结果吻合很好,各项指标均满足应用要求。     

一种高温超导介质滤波器的研制

本文提出了采用单个屏蔽腔设计超导介质滤波器的方法,在腔内并列摆放多个圆柱形介质谐振器,在谐振器上下两个端面均采用一片超导薄膜作为短路面,滤波器结构紧凑,制备工艺简单.根据此方法设计并制作了一个两节超导介质滤波器,实测滤波器中心频率为18.13 GHz,带宽为70 MHz,带内插损小于0.4 dB.测试结果与设计指标相符合,更高节数的高温超导介质滤波器正在研制中.     

一种免调谐窄带高温超导滤波器

研制了一种适用于超导子系统接收机前端的免调谐窄带高温超导滤波器.其中心频率为2287 MHz,带宽为8 MHz.该高温超导滤波器采用了10阶准椭圆(quasi-elliptic)函数型结构,并引入了2对改善带边陡度的传输零点.滤波器的计算机仿真是用Sonnet软件完成的.为了达到免调谐的目的,选用了一种结构简单的双折线型谐振器.此滤波器是在直径为2英寸、厚度约为0.5mm MgO衬底的双面超导薄膜上制作的.测量结果表明,该滤波器在未经调谐的情况下具有很好的性能:相对带宽0.35%,带外抑制>80 dB,插入损耗<0.2 dB,反射损耗<-15.5dB(通带7MHz范围之内).     

VHF波段超窄带超导滤波器的设计及其时域调谐

低频超窄带滤波器要求谐振器间的耦合极弱,设计受到薄膜面积限制,其性能对基片介电常数的均匀性极为敏感且受制作和封装精度的限制.这些因素将导致的滤波器中心频率偏移和带内性能恶化.对此,时域调谐提供了很好的解决途径.我们采用嵌套双螺旋型谐振器,在37mm×12mm的MgO基片上设计制作了4节超导滤波器,中心频率为166.9 MHz,相对带宽仅为0.29%.由于基片厚度或介电常数的偏差及不均匀性会导致滤波器中各谐振的谐振频率偏移,使通带性能受到很大影响.我们提出了将机械调谐与时域分析相结合的方法,通过机械调谐纠正各谐振器的谐振频率,改善滤波器性能.同时为了解决多信道滤波器系统中,各滤波器工作于同一温度下,系统频率一致性问题,通过时域调谐获得频率可调范围信息.对上述0.5 MHz带宽的VHF波段滤波器应用时域调谐方法,得到的可调范围为0.7 MHz,测试结果表明该滤波器具有优异性能,带内插损小于0.4 dB,反射损耗达到14.8 dB,带外抑制大于-70 dB.     

TD-SCDMA基站用16阶高温超导窄带滤波器

设计并制作了用于TD-SCDMA移动通信基站接收机前端的16阶高温超导窄带带通滤波器。该滤波器的中心频率为2017.5MHz,相对带宽为0.297%,由MgO衬底上的双面DyBa2Cu3O7超导薄膜加工而成。该滤波器77K温度下的实测带宽为5.83MHz,回波损耗好于15dB,边带陡峭度高达80dB/MHz;实测的中心频率等指标与仿真设计结果吻合很好。     

一种800MHz无线通信用高温超导滤波器的研究

本文设计了应用于800MHz无线通信系统基站的8节和14节高温超导滤波器,中心频率在800MHz附近,相对带宽为2.1%,并在以0.51mm厚度的MgO为衬底的双面YBCO薄膜上制作了14节滤波器.测试结果表明,该滤波器具有较好的性能,在60K温度下,其带内插损小于0.3dB,带边陡峭度大于25dB/MHz,带外抑制优于70dB.