高温超导f波段带通滤波器研制

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1、第!"卷第#期宇航学报$%&’!"(%’#!))!年**月+%,-./&%0123-%./,3452(%67897-!))!:::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::高温超导F波段带通滤波器研制羊恺>王占平>补世荣>张其劭>罗正祥>杨晓波>李宏福B电子科技大学电子工程学院微波中心>成都#*))GHE摘要;本文选用*)I*GI)JHH88"双抛K/1&L衬底上外延生长的优质双面钇系高温超导BMNOCE薄膜的"P9/!C,"L=BPQCLE>设计并制作了结构紧凑的

2、高温超导发夹线微波窄带滤波器@该滤波器工作温度在?)R以下>==R时指标为;中心频率?JHASMT>"UQ相对带宽*J*V>带内最小插损)J"#UQ>带外抑制大于HGUQ@另外>本文还介绍了高温超导滤波器的精确设计方法>并对高温超导滤波器的功率容载W制作等问题进行了讨论>同时还研制了具有实用意义的全密封高温超导滤波器外壳>仅需液氮制冷即可进入工作状态>输入W输出采用OX1密封接头@关键词;高温超导Y滤波器Y带通中图分类号;N(=*"文献标识码;1文章编号;*)))<*"!AB!))!E)#<))?*<)"体积>本文采用了结构更为紧凑的微带发夹线形

3、式>Z引言如图*所示@高温超导薄膜具有极低的微波表面电阻B在比常规导体小"[G个数量级E>是制作微波滤波器W谐振器W延迟线等微波无源器件的理想材料>其中高温超导微波滤波器及滤波器组是高温超导微波应用的关键器件之一>具有比传统波导器件更好的高选择性W低插损特性并兼具平面电路的体积小W重量轻W易于与其它微波固态电路进行混合集成的优点B体积重量却要小*)倍以上EY与常规金属同种结构滤波器相比>带内插损要小"UQ以上@因此倍受军事图*高温超导发夹线微波带通滤波器结构示意图电子学W移动通讯和卫星通讯的青睐@美国海军研究实验室B(KE提出的高温超导空间实验

4、BMNOO]E在MNOC滤波器设计中>考虑到MNOC薄膜的包括!H个高温超导器件>其中就有!!个高温超导损耗极小>且由二流体模型^"_出发计算出的相位常微波器件@MNOC带通滤波器可用于接收机前端中数e与常规导体计算出的e非常接近>为简化设作频率预选和频带压缩>是抑制噪声W提高接收机灵计>采用常规导体模型^=_>设计中选用的材料参数敏度不可缺少的关键部件>目前发展趋势为实用化W为;基片的flGgh!">3ijk*)>厚度mk)JHH88Y小型化和商品化^*_@随着高温超导材料的日益成熟MNOC薄膜*)SMT微波表面电阻nohG))pLq8@以及制

5、冷技术的不断提高>MNOC带通滤波器以其在发夹线结构中>每一发夹除了与相邻发夹之优异性能将在军事电子领域W民用通讯领域>尤其在间有能量耦合外>自身内部还存在耦合>使设计变得太空中获得更为引人注目的应用^!_@复杂@结合发夹线结构稀疏电感矩阵假设^H_和滤波器低通原型求出滤波器内部的奇W偶模阻抗r和‘abcd微波发夹线滤波器的设计strsu>由式B*E通过迭代法逼近即可求得高温超导滤在微波集成电路里>带通滤波器一般采用微带波器的微带宽度v和微带间的缝隙o^G_半波长谐振器平行耦合结构@为了有效减小滤波器收稿日期;!))*<)=<*=>修回日期;!)

6、)!<)?<)!@基金项目;A#"项目BA#"

7、设计*得到较为理想的设计值2本文设计结681果为H中心频率Z[XB]*带宽1""^B]*带内插损3$;&1<=.567>=568?<@A&9.:小于"[G_‘*带外衰减大于:X_‘2其中=为小于1的权因子2@A为条带开路终端效应另外*在设计BCDE滤波器时*本文还考虑了修正项2;Y?BCDE薄膜的功率容载问题2当BCDE滤波器的为得到较理想的设计值*本文还编制了分析以注入功率增大时*BCDE薄膜上流过的电流密度ab及优化程序2BCDE微带发夹线带通滤波器可看作将增大*这将导致BCDE薄膜的微波表面电阻c’是若干个单元电路的级联*如图9所示2增大

8、*从而使滤波器单元谐振电路d值降低4通带插损增大2当注入功率增大到使BCDE膜上流过的电流密度a接近其临界电流密度a时*BCDE膜bb8