高温超导小型化窄带滤波器的设计

本文基于LaAlO3 衬底上用磁控溅射法制备而成的双面氧化物高温超导薄膜YBCO,设计了L波段高温超导窄带带通滤波器.该滤波器采用了改进型SIR型谐振器,具有结构紧凑、易引入内部耦合等特点,引入内部耦合后能够有效地抑制二次谐波,并且利用高温超导薄膜在微波范围内的Q值比常规导体高1-3个数量级的特点,使器件具有小型化和低插损的特点.     

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.     

9.7GHz高频窄带高温超导滤波器设计

本文设计了一种高频窄带高温超导微带滤波器,使用Sapphire基片上的双面YBCO高温超导薄膜,中心频率约为9.7GHz,相对带宽约为1.2%.电磁分析软件Sonnet的设计结果表明,滤波器带外抑制超过90dB,带内波纹小于0.12dB,基片尺寸为32.74mm×8.72mm.     

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).     

基于双螺旋谐振器的UHF（超高频）低频段窄带高温超导滤波器设计

由于弱耦合要求和基片尺寸限制,相对带宽小于0.5%的UHF低频段(～500 MHz)窄带高温超导滤波器一直是滤波器设计制作中的难点.本文应用双螺旋弱耦合谐振器设计制作了中心频率为500 MHz,相对带宽为0.4%的窄带高温超导滤波器.通过采用80 m微带线宽工艺,六节滤波器尺寸仅为28ram 8mm.测量结果表明,未经调谐,通带内最小和最大插损分别为0.12 dB、0.46 dB,反射损耗小于-13.9 dB;带边陡峭度为34 dB/MHz,带外抑制为70dB.设计及测试结果表明,双螺旋谐振器比较适用于低频窄带滤波器的设计.     

适用于雷达接收系统的高温超导窄带滤波器的研制

本文介绍一种为某专用雷达设计制作的工作于L波段的高温超导窄带带通滤波器.该滤波器为10阶微带谐振器级联(CQ)滤波器,引入两个交叉偶合构成一对传输零点形成准椭圆函数传输特性来增加带外陡度.为减小非近临谐振器间寄生耦合对滤波器传输特性的影响,对所采用的谐振器结构进行了精心选择.整个滤波器制作在一块2英寸的MgO衬底YBCO片上,封装后滤波器的整体尺寸为60mm×30mm×18mm.滤波器带宽为5MHz(FBW小于0.4%).实测滤波器带边陡度超过100dB/MHz,在中心频率(3MHz以外频域抑制好于-60dB,滤波器宽带抑制好于-80dB,滤波器最小插损0.3dB.     

高温超导窄带广义切比雪夫函数滤波器

提出了一种用于高温超导滤波器制作的新结构窄带广义切比雪夫函数高、低通滤波器级联方式.该方式利用高温超导低插损特性,可以有效地降低极陡峭广义切比雪夫函数低通、高通滤波器的带边频滚降.依靠高、低通滤波器级联方式构建新形式的窄带极陡峭低插损高温超导滤波器,并与已有高温超导滤波器进行了比较分析.     

适用于3G移动通讯的高温超导窄带滤波器

研制了一种适用于3G移动通讯基站接收机的高温超导窄带带通滤波器.其中心频率为1949.85兆赫兹,带宽为9.7兆赫兹.为了实现极高性能,理论设计了12阶准椭圆(quasi-elliptic)函数型滤波器,引入了3对传输零点.滤波器的计算机仿真是用Sonnet软件完成的.此滤波器是在直径为2英寸、厚度约为0.5毫米的氧化镁双面超导薄膜上制作的.实测表明,达到了极高的性能要求:相对带宽0.49%,带边陡度>150dB/MHZ,带外抑制>60dB,插入损耗<0.2dB,反射损耗<-14dB.     

WCDMA系统用窄带高温超导滤波器设计

本文在耦合矩阵的基础上设计了一个适用于WCDMA系统的12节窄带高温超导带通滤波器.滤波器基于镀有双面YBCO超导薄膜的蓝宝石基片设计,尺寸为47.54mm×18.12mm,中心频率为1940MHz,相对带宽为0.5%.滤波器采用具有非相邻耦合较弱特点的双层环带结构谐振器,抑制了不可控传输零点的出现.设计结果显示高频端和低频端的通带带边陡峭度分别达到了27.3dB/MHz和30dB/MHz,带内插损小于0.07dB,带外抑制达到100dB.本文同时讨论了交叉耦合对滤波器性能的影响.     

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.     

深空探测用超导滤波器及滤波放大组件

研制了针对深空探测的超导滤波器和超导滤波放大组件,该超导滤波器在无需后期调谐的情况下,回波损耗大于25.16dB,驻波比小于1.12,插入损耗约0.04dB,阻带抑制达到了115dB以上;超导滤波放大组件的增益为30dB±0.2dB,回波损耗约为20dB;而组件的噪声温度仅为8K~9K。     

高温超导滤波器应用在移动通信基站中的优势

由于高温超导滤波器应用到移动基站前端可以提高基站的性能,因此受到了广泛的重视。该文介绍了高温超导滤波器的发展状况,研究了高温超导薄膜材料的微波性能。与普通的金属滤波器相比,高温超导滤波器在移动通信基站的应用中显示出了它的优越性能:其具有接近于理想的频率响应特性;能很好地抑制带外信号的干扰;可以节约频率资源、增加基站覆盖面积和通话容量;还能够提高通话质量和降低功率辐射等。文中还进一步介绍了国内外高温超导滤波器在移动通信基站中的应用情况。     

高温超导滤波器两种刻蚀方法的研究

在高温超导滤波器的制备过程中,针对所使用的高温超导薄膜的特点,采用了两种刻蚀方法——湿化学刻蚀法和离子束刻蚀法,设计对比了两种刻蚀的制作流程及其优缺点,并用两种方法分别制备了高温超导滤波器,对微波特性做了对比分析。得出离子束刻蚀对超导薄膜的性能影响要小一些,用此方法制备的高温超导滤波器具有更好的微波特性。     

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.     

高温超导薄膜临界电流密度的无损测量研究

临界电流密度Jc是超导薄膜的一个重要参量,它可以衡量超导薄膜的功率承载能力。大面积高温超导薄膜制成后,其Jc需要被无损精确测量。文中提出了一种新的交流磁场下的高温超导薄膜临界态模型:(1)基于此模型对薄膜的临界电流密度进行了精确无损测量;(2)并将实验测量的三次谐波电压曲线进行拟合研究。首先,根据麦克斯韦方程和伦敦方程,计算外加直流磁场超导薄膜Meissner态下电流和磁场在薄膜内的分布;然后分析薄膜进入临界态后内部电流的变化,在考虑顶扎力作用的情况下,提出了临界态电流和磁场非均匀分布模型;最后根据其模型,推导出三次谐波电压的表达式。为了验证该理论,分别对四片超导薄膜在不同频率下进行了三次谐波和临界电流密度测量。实验结果表明:三次谐波电压的理论与实验曲线一致;与四点传输法的测量结果相比较,该方法测量超导薄膜临界电流密度的误差在5%左右,具有高精度、无损伤、方便快捷等优点。     

LaAlO3衬底高温超导线性相位滤波器

报道了带宽为10 MHz,80%以上带宽内群时延失真小于20 ns的高温超导线性相位滤波器.该滤波器制作于LaAlO₃衬底上,采用了一种新的谐振器结构以消除寄生耦合的影响,使得滤波器不仅具有很好的线性相位特性,而且具有对称的幅频响应特性.滤波器实测带宽为9.85 MHz,回波损耗约16 dB,带外抑制大于80 dB,群时延失真（80%以上带宽内）约20 ns,其他实测指标也与仿真结果符合很好. 关键词： 高温超导 滤波器 自均衡 线性相位     

Novel miniature high power ring filter

The power handling capability of high temperature superconducting (HTS) filters is limited due to current concentration at the edges of the superconducting films. This problem can be overcome by using ring resonator, which employs the edge current free and reduces the current concentration. However, this kind of filter has large size. In order to reduce the cost and size and increase the power handling capability, in this paper a HTS photonic bandgap (PBG) structure filter is developed. The proposed pass band filter with PBG structure exhibits center frequency 12.23 GHz, steepness (about 35 dB/GHz), bandwidth (−3 dB bandwidth is 0.045 GHz), and low insertion loss (about −0.5 dB), and can handle input power up to 1 W (this value was limited by the measurement instrument used in the experiment). The size is reduced by 25%, insertion loss reduced by 37.5%, and steeper roll-off of the filter is also obtained compared with that in published literature.     

新型交叉指型低频宽阻带超导滤波器研究

本文提出了一种用于低频宽阻带滤波器设计的新型交叉指型谐振器(Interdigital Resonator,IDR),该谐振器具有结构紧凑、实现较强耦合、显著推高寄生通带等优异性能.文中设计和制作了中心频率为360MHz、相对带宽为4%的12节高温超导滤波器,实测结果表明,从通带到1.27GHz的阻带抑制超过80dB,第一寄生通带与基频通带频率比超过3.5.测试结果与设计结果符合得很好.