窄带大功率高温超导滤波器的研制

本文中,我们介绍一个中心频率大约为2.015GHz,相对带宽小于0.35%,通带内回波损耗大于20dB,带外零点高度大约为-45dB,通带内插损小于0.2dB的窄带四阶双模片型高温超导滤波器.我们对该滤波器在不同输入功率下的传输特性曲线进行了测试,测试结果表明,在输入微波信号功率值为11.7W的情况下,该器件的传输特性曲线没有发生显著退化.     

窄带高温超导滤波器的研制

介绍了S波段窄带高温超导滤波器的设计过程,采用仿真建模和拓扑结构优化关键技术,在不需调谐的情况下,研制成功中心频率2.1GHz,带宽6MHz,群延时起伏在4.3MHz(71.7%带宽)内达到了18.321ns,插入损耗小于0.5dB,带边陡度大于17dB/MHz,驻波比优于1.5的高温超导滤波器,有利于器件的工程化应用。     

基于补偿型微带谐振单元的一维光子带隙结构

提出了一种具有光子带隙(PBG)性能的补偿型微带谐振单元(C-CMRC)，通过并联两个开路微带线来补偿CMRC结构在低频通带内因为阻抗不平衡而引起的回波损耗，从而减小插入损耗，并且该C-CMRC谐振结构具有更强的慢波效应和更大的禁带宽度.利用该结构谐振单元的慢波效应，设计具有一维PBG性能的低通滤波器，重复周期仅为0.15λ_g.与普通的0.5λ_g周期的PBG结构相比，大大减小了电路面积.实际设计、制作和测试了CMRC和C-CMRC两种结构，通过两种结构的测试结果 关键词： 补偿型微带谐振单元 慢波 禁带 光子带隙     

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。     

基于H型谐振器的Ku波段高温超导滤波器设计

高温超导滤波器已在移动通信、射电天文、雷达探测等多个领域获得了重要应用.当前高温超导滤波器的研究和应用主要集中于10GHz以下的频段,针对超高频段(>10GHz)高温超导滤波器的研究很少.本文设计优化了具有无载Q值高、耦合强、尺寸短等特点的H型阶跃阻抗谐振器,并讨论了超高频段滤波器端口激发源的电容效应对滤波器响应的影响,最后采用优化的H型谐振器,应用去嵌入(De-Embed)设计方法消除端口效应,设计了中心频率为16GHz,相对带宽12.5%的6节高温超导滤波器.研制的超导滤波器在未经调谐的情况下,测试结果与仿真结果符合得很好,插入损耗小于0.3dB,反射损耗优于-14dB,带外抑制达到了-70dB.     

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。     

TD-SCDMA通信系统用大功率高温超导滤波器

针对TD-SCDMA通信系统的要求,设计了一种可以承载大功率信号的双模高温超导滤波器,给出了双模大功率滤波器的设计理论、设计过程以及功率承载能力的推算。滤波器用LAO基片的高温超导薄膜制作,中心频率为2017.5MHz,通带宽度为15MHz,功率承载能力达到10W以上,滤波器的测试结果与设计结果吻合较好。     

Tl2Ba2CaCu2O8薄膜高温超导滤波器研制

开发了一种基于模型的高温超导滤波器仿真设计方法和一种紧凑的组群式G型谐振器结构,研制出了用于WCDMA系统上的带宽为20MHz中心频率为1950MHz的8阶高温超导滤波器.该滤波器由Tl2Ba2CaCu2O8薄膜制作而成,制作在LaAlO_3衬底上,尺寸大小仅为26mm×18mm.实测结果显示滤波器的最小插入损耗为0.25dB,带外抑制大于70dB,回波损耗好于-16dB,实测的滤波器带宽、中心频率以及边带陡峭度也与仿真设计结果吻合很好,验证了设计方法和制作工艺的准确性.     

基于超材料结构的小型化可调滤波器

为了提高频谱资源的利用率,解决传统滤波器组体积大的问题,利用开口环结构的超材料具有高集成度的特性,设计了一款整体尺寸仅为15mm×20mm的滤波器.基于时域有限积分法分析了开口环结构滤波器的反射系数曲线与电磁参数之间的响应特性,通过在开口环缝隙处加载可调谐的二极管器件,实现了超材料滤波器在X波段(10.9~12GHz)的连续可调,扩展了滤波器的工作频带.该可调谐超材料滤波器的工作带宽达11.0%,通带内回波损耗最小值为32dB,插入损耗最大值为0.38dB,具有高集成度、宽频带、通带内选频特性良好的特点.     

UHF波段超宽带高温超导滤波器设计

本文采用1/4波长短截线结构设计了一个超宽带滤波器.为了克服在较低频率下滤波器占用基片面积过大的问题,文中改进了1/4波长短截线滤波器的结构,大大减小了滤波器的体积,并用改进后的结构设计、制作了中心频率为785MHz,相对带宽为87%的15节超宽带高温超导滤波器,在无调谐情况下测试结果为带内S21<0.21dB,S11<-15.6dB,带外抑制超过65dB,矩形系数达到1.3,测试结果与设计结果符合得很好.     

Monolithic integration of electroabsorption modulator and DFB laser for 10-Gb/s transmission

A strained InGaAsP-InP multiple-quantum-well DFB laser monolithically integrated with electroabsorption modulator by ultra-low-pressure (22 mbar) selective-area-growth is presented. The integrated chip exhibits superior characteristics, such as low threshold current of 19 mA, single-mode operation around 1550 nm range with side-mode suppression ratio over 40 dB, and larger than 16 dB extinction ratio when coupled into a single-mode fiber. More than 10 GHz modulation bandwidth is also achieved. After packaged in a compact module, the device successfully performs 10-Gb/s NRZ transmission experiments through 53.3 km of standard fiber with 8.7 dB dynamic extinction ratio. A receiver sensitivity of −18.9 dBm at bit-error-rate of 10⁻¹⁰ is confirmed.     

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.     

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。     

C波段卫星通信中高温超导双工器的研制

文中提出一种紧凑型的c波段高温超导双工器的设计方法,利用一个公共输入节点和两个带通滤波器组成双工器。公共节点是由中心谐振频率处在防护频带上的开环微带环实现,每个带通滤波器都包括四个矩形螺旋线谐振器。双工器的中心频率为4GHz,带宽为0.23GHz。该双工器采用氧化镁衬底双面镝钡铜氧高温超导薄膜加工而成,薄膜上下表面均溅射金保护层。将超导双工器封装在铜制屏蔽盒中并在机械制冷机(77K温度条件)中测试。实验结果表明,每个信道的插入损耗低于0.1dB,两个信道间的隔离度超过40dB。仿真和实验结果达到很好的吻合,有效的说明了设计方法的正确性。     

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。     

具有宽阻带特性的6阶自均衡高温超导滤波器

本文提出了一种新颖的L型阶跃阻抗谐振器,该谐振器具有结构紧凑、抑制二次谐波能力强及易于实现电耦合及磁耦合等特点。使用该谐振器设计并制作了一款具有小型化、高选择性及宽阻带特性的6阶自均衡高温超导滤波器。测试结果表明,在70 K温度下滤波器的中心频率为1 601 MHz,3 dB带宽为24 MHz,带内回波损耗<14.87 dB,带内最大插入损耗约为0.22 dB,60%带宽范围内群时延起伏<3.13 ns,通带两侧具有一对深度的传输零点,实现了1 632~5 511 MHz范围内衰减>60 dB的宽平坦阻带。     

单片超导微带延迟线

设计仿真了微带曲折结构的延迟线,并采用直径为2英寸,厚度为0.3mm的铝酸镧衬底双面超导薄膜制备了实际的电路。实测结果显示:此单片高温超导微带延迟线样品在1~6GHz的频率范围内,延时26ns以上,插入损耗小于0.11dB/ns,驻波比优于1.3。     

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.     

100ns高温超导延迟线

介绍了所设计的100ns高温超导延迟线。采用的基片直径为2英寸的铝酸镧,双面溅射高温超导YBCO薄膜,制备了实际的电路,通过级联的方式,获得了长延时的结果。实测结果显示:在65K下,此高温超导延迟线在1.5~6.5GHz的频率范围内,延时100ns以上,插入损耗小于7.6dB,驻波比优于1.5。良好的驻波性能(反射波损耗)使得这种延迟线能够与其它组件级联起来而不会使系统的性能降低。