高温超导窄带低插损小型化双工器的仿真研究

采用IE3D软件,利用全波电磁仿真方法设计研究了高温超导窄带低插损小型化微波双工器,采用的材料是在厚度为0.5mm介电常数为23.5的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Y B C O.利用在微波范围内,高温超导薄膜的Q值比常规导体高1～3个数量级的特点和其高介电常数的特点,实现了器件的低插损和小型化.     

YBa2Cu3O7-δ薄膜微结构的同步辐射三维倒空间扫描研究

高温超导薄膜因其微波表面电阻低,可用于尖端高温超导微波器件的制作.然而由于高温超导材料特殊的二维超导机制和极短的超导相干长度,高温超导材料的微波表面电阻对微结构特别敏感.为了探究高温超导材料微结构和微波电阻的联系,采用脉冲激光沉积(PLD)技术在(001)取向的MgO单晶衬底上生长了不同厚度的YBa₂Cu₃O_7-δ(YBCO)薄膜.电学测量发现不同厚度的样品超导转变温度、常温电阻差别不大,但超导态的微波表面电阻差异很大.同步辐射三维倒空间扫描(3D-RSM)技术对YBCO薄膜微结构的表征表明:CuO₂面平行于表面晶粒(c晶)的多寡、晶粒取向的一致性是造成超导态微波表面电阻差异的主要原因.     

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.     

高温超导薄膜微波非线性器件设计初探

本文讨论高温超导薄膜微波非线性器件的若干问题,包括材料建模,元件建模,器件参数建模,最后通过这些参数完成高温超导薄膜微波非线性器件综合等.试图通过非线性测试提取高温超导薄膜微波材料非线性模型,根据材料非线性模型建立非线性传输线模型,由非线性传输线模型建立各种微波无源元件模型,最后实现非线微波器件综合设计.     

高温超导微波限幅器的研制

与常规材料相比,高温超导薄膜(即HTSC)的表面电阻极低,在微波频段下,其微波表面电阻要比常规材料小两个数量级以上,并能实现高达106～107A/cm2的电流密度.本项目选用10×15×0.44mm3双抛LaAlO3衬底上外延生长的钇系高温超导薄膜的YBa2Cu3O7(YBCO),利用临界电流密度的特性,设计并制作了高温超导微波限幅器,其工作温度在90K以下,77K时设计指标为:f:9.4～9.6GHz,插入损耗L≤0.4dB,门槛电平:10dBm,驻波比≤1.5.     

高温超导薄膜J_c与微波非线性相关性研究

采用微带谐振器技术研究高温超导薄膜的微波非线性问题,介绍了微波非线性的测试方法,描述了测试现象,定量表征了微波功率非线性。将微波非线性与临界电流密度Jc大小的关联性进行分析研究,发现两者关联性弱;同时验证了功率压缩测试方法对高温超导薄膜微波非线性的研究是可行的。     

高温超导薄膜微波非线性研究的进展

文章介绍了高温超导薄膜微波非线性的主要特征，阐述了高温超导薄膜微波非线性产生的原因和相关的研究现状，指出了高温超导薄膜非线性研究中遇到的困难和尚未解决的问题．     

第一讲 高温超导薄膜及微波器件应用

介绍了高温超导薄膜制备方法研究的进展和现状，对薄膜生长的一些技术，如外延生长高质量的薄膜对基片的要求，常用的基片，为了减小像硅和蓝宝石一类的重要基片与高温超导薄膜间的扩散以及改善晶格匹配采用的缓冲层技术等也作了简要的介绍，还介绍了薄膜的微波性质和用高温超导薄膜制血的微波无源器件。     

高温超导膜微波表面电阻Rs对微波滤波器插入损耗的贡献

利用微波电路仿真软件，分析高温超导膜微波表面电阻Rs对各种频率、各种级数的滤波器插入损耗的影响.结果给出:对于级数较少、频率较低的滤波器，使用Rs较高的薄膜或厚膜就可以得到很低的插入损耗;对于频率较高(高于6GHz),或极数较多（超过8极）的滤波器，就必须采用高质量的高温超导薄膜（Rs<1mΩ）. 关键词： 高温超导膜 微波滤波器 微波表面电阻 插入损耗     

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。     

高温超导双工器综合与设计

介绍了一种高温超导双工器的设计方法.双工器包含一个公共节点和两个带通滤波器.作者使用开环半波长谐振器作为公共节点用于合并两信道滤波器,同时作为消纳网络消除滤波器之间的影响.各信道滤波器均包含了六个带折叠耦合线的发卡型谐振器,利用跨线引入交叉耦合.该高温超导双工器工作在c波段,仿真结果与理论计算结果相一致,说明了该设计方...     

基于交指滤波器的高隔离度宽带双工器设计

针对用于无线通信系统中的高隔离度宽带双工器, 首先将双工器指标拆分为留有一定余量的Tx, Rx滤波器指标, 然后使用微带交指结构和基于耦合系数与外部品质因数的改进方法, 设计出满足指标的宽带Tx, Rx滤波器, 最后使用两种T型结和滤波器组合的结构对双工器进一步设计, 并对这两种结构的微带双工器进行了仿真分析。仿真结果显示, 并行连接的双工器结构紧凑, 但隔离度较差; 串行连接的双工器通带内最小回波损耗为14.16dB, 最大插入损耗为1.01dB, 通带间最小隔离度为53.46dB, 双工器尺寸为8.089 9mm×2.059 1mm×0.302mm, 完全满足指标要求, 并且具有相对带宽大、隔离度高、插入损耗低的优点, 为设计高性能双工器提供了可行性。     

高温超导薄膜及器件应用

高温超导 ( HTS)氧化物材料具有层状晶体结构 ,这样它们除了具有较高的超导临界转变温度外 ,还有一些其它的特殊性质 .对这些性质研究利用 ,可使 HTS材料得到广泛应用 ,特别是 HTS薄膜材料 ,现在很多 HTS薄膜器件已得到成功应用 .     

一种新颖结构的高温超导信道滤波器设计

文章提出了一种新颖结构的高温超导信道滤波器设计方法,采用Sonnet软件进行微带电路的全波电磁场仿真.设计了一个一分二的高温超导信道滤波器,信道滤波器工作在S波段,每个信道的相对带宽约为0.4‰,采用的材料为多源热共蒸发法制备的DyBCO双面超导薄膜,衬底为0.5mm厚度的氧化镁.本文给出了本信道滤波器的等效电路、理论曲线、耦合参数和模拟仿真结果.     

超导薄膜表面电阻测试方法及误差分析

本文介绍一种蓝宝石加载单端短路谐振腔测量高温超导薄膜的方法，并对测量误差进行了较详细的分析．造成测量误差的主要因素有三个：系统无载品质因数Q0的测量误差，超导薄膜以外损耗品质因数Qother的实验误差，以及在谐振腔内超导薄膜的几何参数G的计算误差．大量的实验结果表明，本方法操作简便，重复性好，测量精度高，相对测量误差不超过10％．     

倾斜生长Tl_2Ba_2CaCu_2O_8超导薄膜的I-V曲线及快速反应特性

在10mm长、3mm宽的斜切LaA lO3衬底上制备出不同厚度的Tl2Ba2CaCu2O8(Tl-2212)超导薄膜。对薄膜的I-V特性进行测量,其临界电流密度小于正常生长的Tl-2212超导薄膜。对薄膜通过脉冲方波进行快速反应特性的测量,结果表明:倾斜生长的Tl-2212超导薄膜在一个电压脉冲的作用下,产生宽度仅为μs量级的大电流脉冲,然后变为正常态。这和正常生长的超导薄膜不同,前者没有经过发热和升温的过程。利用这一特性可以制作高速高温超导开关和快速反应限流器等。     

新型高性能光控高温超导微波可变衰减器研制

 提出了一种用于高温超导系统的新型星载光控高温超导微波可变衰减器，详细介绍了设计过程，并针对测试结果进行了分析。该衰减器的实质是利用液氮温区高温超导薄膜极低的微波表面电阻和卓越的激光响应特性，实现优良的衰减功能。在器件结构的设计上引入过渡材料和透明有机材料以保证器件良好的接地性能以及激光光束的对准。主要结论如下：光控高温超导微波可变衰减器在液氮温区工作，电路尺寸为12 mm×8 mm×0.5 mm，可单独使用也可集成于高温超导系统中，可大幅减小系统的体积与质量；高温超导衰减器的插损小于0.2 dB，比常规衰减器低1个量级；高温超导衰减器的可变衰减步进值小于0.01 dB，比常规衰减器低1～2个量级。根据激光功率大小对衰减器插损变化特性的影响，该衰减器也可以实现步进式调谐。     

圆极化高温超导微带天线阵

一个用于直接广播卫星(DBS)系统的圆极化和单一馈电网络的四单元高温超导微带天线阵,被设计和制造在一个0.5毫米厚的氧化镁衬底上,中心频率是12.2GHz。为了比较,一个天线是采用金膜制造的,另一个是采用超导薄膜钇钡铜氧(YBCO)制造的。为了提高圆极化阵的轴比特性,运用连续旋转的技术。效率、方向性、回波损耗和带宽分别在室温和液氮温度下被测试。采用超导薄膜钇钡铜氧(YBCO)制造的阵表现很好的圆极化特性,并且在温度为77K下时的增益比室温时的金膜天线阵大1.64dB。在谐振频率12.24GHz时回馈损耗为-30.6dB并且总的有效带宽大约为3.52%。这个结果显示当高温超导体用于微带天线阵时,能提高天线阵的效率。     

基于共耦合谐振单元结构的高温超导五工器

文章采用共耦合谐振单元结构设计制作了一款高温超导五工器,五工器五个信道的工作频率分别为807.5 MHz、810.5 MHz、813.5 MHz、816.5 MHz、819.5 MHz,每信道通带宽度均为1 MHz.滤波器电路用镝钡铜氧(DyBCO)双面超导薄膜制作,衬底为3英寸0.5 mm厚度的氧化镁(MgO)基片.文章给出了高温超导五工器的等效电路、理论曲线、耦合参数、Sonnet软件全波电磁场模拟仿真和实际测试曲线,取得较为理想的结果.