文档介绍：. .
第卷第期
年月中国科技论文在线.
高性能高温超导滤波器设计
郭旭波,魏斌,张晓平,曹必松
.清华大学电子工程系,北京;.清华大学物理系,北京
摘要:为了获得结构紧凑的高性能超导滤波器,采用了微带线线宽和线条间距均为的螺旋形谐振器结
构进行设计,并在英寸的基片上实现了中心频率仅为的节滤波器。通过精确设计并采用高精度
加工工艺,滤波器无需调谐即表现出良好性能,插损小于.,反射损耗大于..将实际制作的超导
滤波器与低温低噪声放大器相连构成的超导滤波器系统,反射损耗大于..带内增益为.,增益平
坦度小于.,满足应用要求。
关键词:微波技术;高温超导,滤波器。微带线
中图分类号: 文献标识码: 文章编号:———

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可有效提高系统灵敏度,降低带外干扰,改善通信
引言
系统性能。然而,目前研制的移动通信用超导滤
高温超导薄膜的微波表面电阻比普通金属低波器的频率均集中在,在设计
个数量级以上,用超导材料可以制备出具有低插损、频率更低的超导滤波器时将遇到极大困难,主要表
高带边陡峭度和高带外抑制特性的滤波器【。应用现在:频率越低,超导滤波器的尺寸越大,而滤
于移动通信系统的现场试验表明,高温超导滤波器波器的尺寸受到超导薄膜直径的限制, 目前常用的
基金项目:国家自然科学基金项;高等学校博士学科点专项科研基金资助项
作者简介:郭旭波一,男,博士后, ...
中国科技论文在线第卷第期
年月
超导薄膜直径一般为英寸;在实际应用中,
超导滤波器通常安装在真空腔内,并通过制冷机使
滤波器保持在超导临界温度以下。因此,超导滤波
器的工作条件也决定了其尺寸受到制约。画鳓画画画画画画画
本文采用一种结构紧凑的螺旋形微带线谐振器进
行滤波器设计,其线条宽度和线间距均取为,以
大幅减小滤波器尺寸。在不同尺寸下对滤波器
响应的仿真结果表明,该滤波器结构具有较高的仿图节滤波器电路示意图
真准确性,对仿真软件的误差敏感度低。经过精心. —
制作的滤波器的测试结果表现出优异性能,其插损
仅为..实际制作的未经调谐的滤波器与低温
低噪声放大器相连构成的系统带内增益为.,
无需调谐即可符合工程应用的指标要求。
滤波器设计
设计中所用的螺旋形谐振器结构及其馈线耦合方
式如图所示。,

片上设计如此低频率的滤波器,谐振器的线条宽度和线

构紧凑、仿真准确度高、对制作工艺误差不敏感等【,
此外图中虚线两侧的谐振器长度可以调节,可以方便
地满足外部值的要求。图仿真得到的滤波器响应曲线
. —
滤波器仿真误差的敏感度分析
在仿真中,软件将滤波器电路划分为以
为单位的部分进行分析,通过计算各部分的电
流密度分布从而得到滤波器的频率响应。尺寸
图螺旋形半波长谐振器及其耦合馈线越小,仿真结果越准确,然而需要的计算时间也越
. 长;因此,在设计中需要根据仿真计算的复杂度