极低温微波半导体开关探索研究

针对开关滤波器组中超导滤波器的应用,文中探讨了极低温微波半导体开关的研制,制作了一种微波PIN管SPDT开关.开关在20K温度下的插损≤1.1dB,隔离度≥56dB,开关速度14ns.对低温对开关性能的影响进行了分析,为极低温微波开关的设计提供了依据.     

雷达对低温微波器件的应用需求分析

分析了雷达系统对低温微波器件的应用需求,从技术原理、关键技术、使用性价比等角度展开论证,并对技术方向与应用前景提出个人观点。分析表明:航天测控类雷达在高灵敏接收领域对低温微波器件应用需求迫切,在X频段系统G/T值可因此提高3.85～7.03倍;在拥挤的P/L/S频段,窄带超导滤波器组能有效改善地面警戒等雷达的抗干扰性能;在V/W等毫米波段,低温微波器件能降低噪声2 dB～5 dB,对毫米波段雷达噪底的降低有重要应用价值。     

高温超导收发子系统设计

本文介绍了一套高温超导收发子系统,该子系统包括大功率高温超导滤波器、环形器、微波开关、低噪声放大器.整个子系统真空封装在斯特林制冷机中,支持双向传输同频段微波信号.通带内子系统接收通道的最小噪声系数1.4dB,发射通道的功率承受能力大于3W.     

具有陷波电路结构的P波段低温低噪声放大器

该文的工作是设计和制作了一种具有陷波电路结构的P波段低温低噪声放大器。在低温75K环境下,工作频段为250-350MHz的范围内,该低温低噪声放大器具有优异的性能,噪声系数小于0.4dB,增益为14.4dB,增益平坦度小于0.05dB,输入反射损耗S11<-20dB,输出反射损耗S22<-20dB。同时在工作频段外的高温超导滤波器寄生通带内,该低温低噪声放大器成功实现了传输陷波响应,加强了系统对前端高温超导滤波器产生的寄生通带的衰减和抑制。     

超导滤波器、超导卫星接收机和超导气象雷达的研究进展

近年来，国际上高温超导微波器件的应用取得了重大突破，国内的高温超导微波应用也取得了重要进展．文章回顾了中国科学院物理研究所在探索具有高性能的高温超导滤波器以及同一芯片上不同类型超导滤波器的集成等方面的一些进展，其中部分滤波器分别在相对带宽（优于0．25％）、返回损耗（优于-22．5dB）、带边陡度（例如大于140dB／MHz）、指定频段的抑制（超过110dB）等方面显示了优异的性能．对于在国内进行的首次高温超导滤波器空间环境模拟试验、首次使用高温超导滤波器子系统的卫星接收机前端地面试验和首次使用高温超导微波子系统的气象雷达的现场试验，文章也做了介绍．     

一种高功率微波空间滤波器的设计与初步实验研究

研究了一种新型高功率微波空间滤波器(双工器),该空间滤波器通过放置在天线近场的周期性金属圆柱阵列实现线极化波的反射和透射.通过对比研究低功率条件下放置该双工器前后的辐射方向图,发现该双工器对S波段微波的反射效率达到96%,对X波段微波的透射效率达到97%,隔离度分别达到25dB以上,交叉耦合度在-25dB以下.在S/X波段各自注入1.5GW的高功率微波,脉冲宽度为100ns的条件下,放置双工器后没有发现明显的微波脉冲缩短现象.     

高Q值跳频带通微波光子滤波器

提出一种基于Lyot-Sagnac滤波器和级联结构的高品质因数跳频带通微波光子滤波器.在该滤波系统中,利用宽带光源和Loyt-Sagnac滤波器原理实现波长间隔可变的连续光载波.利用相位调制器与单模光纤形成第一级单通带微波光子滤波器,光纤环形谐振器作为第二级滤波结构.经两级滤波器级联,实现高品质因数跳频单通带微波光子滤波器.在使用三段保偏光纤的情况下,通过调整偏振控制器的偏振状态,可实现滤波器中心频率在1.012 1GHz,1.214 5GHz,1.416 9GHz,1.619 3GHz,1.821 7GHz之间跳跃.由于采用了级联结构,所设计的滤波器继承了前后两级滤波器的共同优点,故滤波器的滤波特性良好,品质因数最高可达13 155.69;主旁瓣抑制比均在18dB以上,最高达25.51dB.且该装置结构简单,调谐便利.     

粉末微波滤波器的制备和特性

利用通电导线的电磁感应和铜粉的趋肤效应,试制了在超导量子计算实验系统中使用的粉末微波滤波器.滤波器的频率响应随频率升高而平缓下降,在1GHz左右衰减至-80dB.我们分析了滤波器的原理,并通过改变参数对滤波器性能的变化进行了详细的研究.     

基于HMC435MS8GE的SPDT微波开关设计

针对传统微波开关设计和调试困难,且工作频带极窄不可调,应用范围受限,提出了一种基于HMC435MS8GE芯片的SPDT微波开关设计方法,该方法采用HMC435MS8GE开关芯片,并配置腔体滤波器对信号进行滤波,在降低设计难度的同时,提高了频率的使用范围,试验表明该新型微波开关设计简单、使用方便且导通损耗小,关断隔离度好,可满足实际工程应用。     

场效应器件低温特性与低噪声放大器

高温超导滤波器与低噪声放大器(LNA)组成的射频接收机前端设备具有高选择性、高灵敏度和极低的噪声,因而展现出广阔的应用前景.本文研究了场效应器件的低温物理特性和电学参数,研制了一种适用于高温超导微波接收系统的低温低噪声放大器,在60K工作温度下,具有很好的噪声特性.包括高电子迁移率场效应晶体管在内的元件参数均在60K温度下进行了实际测量.放大器的各项指标与设计值吻合,工作频段为800MHz～850MHz,增益大于18dB,输入输出驻波比小于1.2,噪声系数小于0.22dB.     

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.     

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。     

Multifunctional spectrum-periodic polymer MZI electro-optic switch/filter using serial-cascaded phase-generating couplers: theory, design and analysis

A multifunctional polymer asymmetric Mach-Zehnder interferometer electro-optic switch/filter comprising two serial-cascaded phase-generating couplers and a pair of microstrip electrodes is proposed. Due to the optimization on PGC structure with the given nonlinear least square approximation method, the phase compensation condition and extinction ratio (ER) compensation condition are both realized for achieving periodic frequency response. The ON- and OFF-states voltages are 0 and 8.06 V, respectively. The device has two input ports (A1 and B1) and two output ports (A2 and B2), port A2 contains 10 channels numbered from #?7 to #2, and port B2 contains 9 channels numbered from #?7 to #1. As an optical filter (ON-state), the wavelength space of each channel is within 19.2–21?nm (standard value 20?nm) with the maximum period variation less than 1?nm. The insertion loss for channels #?7 to #2 of port A2 is within 2.69–19.3 dB, and that for channels #?7 to #1 of port B2 is within 2.09–20.2 dB. As an EO switch, the ER of each channel between ON-state and OFF-state for port A2 is more than 15.7 dB, and that for port B2 is more than 12.6 dB. Besides, as required in CWDM networks, the device also exhibits favorable thermal stability under the case of large temperature variation.     

基于磁光开关的高精度光实时延时线

 给出了基于高速磁光开关的光实时延时技术的方案。研究了拓扑结构和磁光开关对光延时性能的影响。研制了5 bit,32位的光实时延时系统,并建立了光延时的测试平台,经测试,延时线延时精度优于3 ps。对光延时单元插损进行测试,结果显示:32态单元插损为0.12~0.88 dB,各态变化呈随机性。     

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。     

A novel low-loss four-bit bandpass filter using RF MEMS switches

This paper details the design and simulation of a novel low-loss four-bit reconfigurable bandpass filter that integrates microelectromechanical system(MEMS)switches and comb resonators.A T-shaped reconfigurable resonator is reconfigured in a'one resonator,multiple MEMS switches'configuration and used to gate the load capacitances of comb resonators so that a multiple-frequency filtering function is realized within the 7-16 GHz frequency range.In addition,the insertion loss of the filter is less than 1.99 dB,the out-of-band rejection is more than 18.30 dB,and the group delay is less than 0.25 ns.On the other hand,the size of this novel filter is only 4.4 mm×2.5 mm×0.4 mm.Our results indicate that this MEMS reconfigurable filter,which can switch 16 central frequency bands through eight switches,achieves a low insertion loss compared to those of traditional MEMS filters.In addition,the advantages of small size are obtained while achieving high integration.     

A new form of optical transmission system using 1 × 6 optical switch

Optical switches are useful for various optical systems. This paper describes a new form of optical transmission system, using 1 × 6 optical switch with built-in optical multiplexer. The insertion loss of the optical switch was 3.1 dB (including filter loss of 1.4 dB). This switch is useful for a traffic monitoring system, and its transmission characteristics were measured. The measured signal-to-noise ratio is 44 dB when the switch is applied to a 2-km video transmission line.     

A new form of optical transmission system using 1 × 6 optical switch

Optical switches are useful for various optical systems. This paper describes a new form of optical transmission system, using 1 × 6 optical switch with built-in optical multiplexer. The insertion loss of the optical switch was 3.1 dB (including filter loss of 1.4 dB). This switch is useful for a traffic monitoring system, and its transmission characteristics were measured. The measured signal-to-noise ratio is 44 dB when the switch is applied to a 2-km video transmission line.