高温超导小型化多曲折线滤波器研制

在10mm × 20 mm的 YBCO/LAO/YBCO双面超导薄膜上设计并制作了具有全新电路结构的 5级高温超导（HTSC）小型化微带多曲折线滤波器,在77 K时测得其中心频率为 1.2 GHz,带宽 50 MHz,通带内最小插损0.12dB,此种结构的高温超导滤波器在移动通讯和卫星通讯领域将具有广泛的应用前景.     

高温超导连续通带双工器的研制

在以LaAlO₃为衬底的钇系高温超导薄膜YBCO基片上, 采用并联两个单终端低通原型带通滤波器构成部分互补的滤波器的方式, 设计并制作一个四极高温超导连续通带双工器, 通带工作频率分别为3~3.5 GHz和3.5~4 GHz. 与常规金属材料制作的双工器相比, 体积减少四分之三, 插入损耗减少2 dB. 在液氮温区77 K时, 高温超导双工器的测试结果为: 通带内插入损耗小于0.8 dB, 通带间带外抑制大于30 dB@通带中心频率. 为近一步研制高温超导多工器提供了很好的借鉴, 对将来高温超导信道化接收机系统的研究和设计具有重要的意义.     

工作在90 K以上的超导滤波器研制

报道了一个最高工作温度可达93 K的高温超导带通滤波器研制及其特性. 滤波器工作在S波段, 相对带宽为4%, 使用Tl₂Ba₂CaCu₂O₈超导薄膜制作而成. 实验结果表明: 在93 K温度以下, 通带内插入损耗小于0.22 dB, 回波损耗好于20 dB, 带外抑制大于80 dB. 对滤波器在不同温度下工作特性进行了测试和分析, 显示该滤波器在90 K左右性能稳定, 工作正常. 在已经报道的高温超导滤波器中, 这一工作温度是最高的. 该研究结果对超导滤波器应用于高灵敏度微波通信领域很有意义.     

高温超导开口环小型化宽带滤波器

提出了一种小型化半波长开口环结构谐振器,研究了谐振器间的强电场耦合和强磁场耦合,在14.8mm×9.6mm的YBCO/LAO/YBCO双面超导薄膜上设计并制作了具有全新电路结构的6级高温超导(HTSC)开口环小型化微带线切比雪夫滤波器,在77K时测得其中心频率为2230MHz,带宽为455MHz,通带内最小插损为0.14dB.此种结构的高温超导滤波器在移动通信和卫星通讯领域将具有广泛的应用前景.     

高温超导小型化交叉线自均衡线性相位滤波器

利用高温超导薄膜制作的高温超导滤波器同时具备极低插损和陡峭带外截止特性,但对电路加工工艺要求很高.为了便于采用常规光刻工艺加工交叉线高温超导自均衡线性相位滤波器,本文采用一种特殊结构的多曲折线谐振器.结合自拟的线性相位滤波器耦合矩阵在35.1mm×6.6mm、具有极低表面电阻、厚度为0.5mm、介电常数为23.5和LaAlO3作为衬底的微带线YBCO/LaAlO3/YBCO双面高温超导薄膜上设计并制作了八级高温超导小型化交叉线自均衡线性相位微带线滤波器,在77K时测得其中心频率为2513.5MHz,带宽为15MHz,群时延起伏15ns的有效带宽占通带的70%以上。     

基于S波段的交指型滤波器的研究

文章简述了交指型带通滤波器的原理和设计方法,涉及到电容加载的方法,减小体积和增加阻带宽度,利用相关的图表得到滤波器的尺寸,通过HFSS的仿真得到了通带为3.2～3.4 GHZ MHz交指型滤波器。通过试验验证了该设计方法的正确性。仿真结果和理论结果吻合良好,证明了设计方法的可行性。     

用于超导量子比特直流特性测试的级联低通滤波器

设计并制作了用于超导量子比特直流特性测试的级联低通滤波器, 该滤波器由LCR滤波器和铜粉滤波器级联而成. 滤波器在77 K温度下的截止频率为120 kHz, 衰减率为−40 dB/decade, 10 MHz以上迅速衰减至−60 dB以下. 频率响应优于单一的LCR滤波器或铜粉滤波器, 能在低温下有效抑制高频噪声.     

X波段窄带波导滤波器的研究

文章简述了滤波器的基本原理,涉及到变形低通滤波器的原型和频率变换,提出了一种孔耦合波导谐振器滤波器的结构,设计了中心频率为9.86GHz的窄带滤波器,中心频率处的插入损耗小于0.5 dB,阻带的衰减特性曲线相当陡峭.通过实验验证了该设计方法的可行性和正确性.     

高温超导滤波器及其应用研究进展

高温超导材料的微波表面电阻比铜等金属小将近3个数量级,所以自从高温超导材料发现以来,人们就开始了高温超导微波滤波器的研究,并研制出了各种各样具有低损耗、高选择性、优异的带内群时延特性等性能优异的高温超导滤波器.与此同时,高温超导滤波器的应用研究也取得长足进步.目前,由高温超导滤波器、微型斯特林制冷机及半导体低噪声放大器等组成的高温超导微波前端子系统已经在移动通信、雷达、深空探测和卫星通信等多个领域获得应用并取得了显著的经济和社会效益.近年来,高温超导滤波器的研究也在不断地向新的方向拓展,在大功率承载能力、多通道器件、可调频率滤波器以及全超导接收机等领域取得显著进展.本文对高温超导滤波器的研究现状和应用进展进行总结,并对高温超导滤波器及微波应用的研究发展趋势进行展望.     

我国成功研制双通带高温超导滤波器

近日, 我国研究人员提出了一种双通带滤波器的设计 方法, 并完成了一个L 波段双通带高温超导滤波器的设计和制作, 该成果可充分发挥超导材料的低微波表面电阻的优势, 在微波通信、高灵敏度接收系统中具有重要的应用价值.     

X波段窄带波导滤波器的研究

文章简述了滤波器的基本原理,涉及到变形低通滤波器的原型和频率变换,提出了一种孔耦合波导谐振器滤波器的结构,设计了中心频率为9.86GHz的窄带滤波器,中心频率处的插入损耗小于0.5dB,阻带的衰减特性曲线相当陡峭。通过实验验证了该设计方法的可行性和正确性。     

高温超导微波器件在UHF数字通讯系统中的应用

依靠高温超导微波器件对UHF波段数字集群通讯基站进行了替换, 现场实验表明: 高温超导微波器件在该基站的一个带外强干扰的复杂电磁环境中应用改善数字灵敏度6 dB以上, 相当于将基站覆盖半径提高到原来的2倍, 覆盖面积增加到原来的4倍. 可见高温超导微波器件在数字通讯系统中使用将有效提升系统性能, 保障复杂电磁环境中数字集群系统的正常通讯, 这在未来通信系统的发展有着非常重要的意义.     

高温超导微带谐振器

超导转化温度高于液氮沸点温度77K的高温超导体刚一问世,国际上立即掀起了一场高温超导材料的研究热潮,以求研制出超导临界温度高、微波表面电阻R_s小、超导性能稳定的高温超导体.经过几年的努力,某些高性能高温超导材料的研制已日趋成熟,且逐渐步入实用化阶段.在微波领域里的应用是高温超导材料应用的一个重要方面.高温超导微带谐振器具有Q值高、体积小、重量轻的突出优点而倍受重视,它不仅可作为微波器件(如低相噪高温超导振荡电路的选频器件)使用,而且还可用来研究超导薄膜或介质衬底材料的微波性能.1 设计原理根据电磁理论,微带谐振器的无载品质因数Q_o有如下关系:式中Q_c为表征导体Ohm损耗的品质因数,Q_ε为表征介质衬底材料微波损耗的品质因数,Q_r为表征辐射损耗的品质因数.根据定义,Q_o还可表示为Q_0=ω_0W_0/P,(2)式中ω_o为谐振角频率,W_O为谐振器的总储能,P为谐振器的总耗能,即     

铁基超导材料制备研究进展

超导现象于1911年首次被发现, 此后科学家们一直都在寻找拥有更高临界温度的超导材料, 研究重点也逐渐从金属系物质转到铜氧化物. 目前, 物理学界对高温超导机制仍未形成一致看法, 研究人员希望在铜氧化物超导材料以外再找到新的高温超导材料, 以期从新的途径来破译高温超导机理. 2008年初, 日本学者发现了临界温度可以达到26 K的新型超导材料—— LaO_1-xF_xFeAs, 这一突破性进展开启了科学界新一轮的高温超导研究热潮. 随后, 科研人员在这一体系中展开了积极的实验和理论研究. 中国科研机构, 特别是中国科学院, 迅速开展了卓有成效的研究工作, 在新一轮的高温超导研究热潮中占据了重要位置. 铁基超导材料的研究正在持续升温, 新的发现层出不穷. 本文按照体系分类, 以时间顺序, 分别对铁基超导材料的四大主要研究体系(“1111”体系、“122”体系、“111”体系和“11”体系)的具体材料制备研究进展进行了分析, 比较全面地介绍了各种铁基超导材料的合成方法及其关键物理参数.     

铊系超导薄膜圆环图形中临界电流密度的空间分布

微波无源器件是高温超导薄膜的一个重要应用领域,利用高温超导薄膜可以实现许多微波无源器件,如谐振器、滤波器、延迟线、天线等.目前,这方面的研究已取得了可喜的成就,出现了许多有实用价值的器件,展现了高温超导薄膜微波无源器件广阔的应用前景.绝大多数高温超导微波无源器件都是将高温超导薄膜刻蚀为所需要的图形而得到的.这些图形的形状、尺寸可以根据器件的性能,由微波理论设计而定,一般采用微带电路的形式.     

基于带限信号恢复算法的近场声全息分辨率增强方法

提出了一种基于带限信号恢复算法的近场声全息空间分辨率增强方法. 该方法利用实测全息面声压信号的波数域带限特性, 采用带限信号恢复算法——Papoulis- Gerchberg方法(PGA)对全息面声压信号进行插值, 从而等效地增加了全息面声压数据, 减小了测量间隔, 一定程度上恢复由于测量间隔太大而损失了的高波数成分, 从而有效地提高了全息图像的分辨率. 单点激励固支板声全息实验表明, 该方法可以有效提高近场声全息图像的分辨率.     

S 波段间隙电容谐振耦合滤波器的研究

简述了间隙电容谐振滤波器的基本原理,其中涉及到了低通滤波器的原型和频率变换.介绍了间隙电容谐振滤波器的结构以及 S 波段滤波器的设计方法.通过试验,验证了该设计方法的正确性.     

一种只需单个判决阈值的全光误码指示新方法

提出了一种基于自相位调制和带通滤波的全光误码指示新方法. 放大后的原比特流经过高非线性光纤的自相位调制和带通滤波器的带通滤波后输出误码指示信号流, 原比特流中的误码对应误码指示信号流中的高峰值功率脉冲, 而原比特流中的“1”码和“0”码对应误码指示信号流中的低峰值功率脉冲, 并且误码指示信号流与经过光延迟线的原比特流同步. 因此, 仅需在误码指示信号流中设置一个阈值就能判定原比特流中误码的位置. 通过数值实验, 我们对速率为80 Gb/s的归零码系统进行了验证. 该方法可作为未来采用归零码型的超高速光传输系统中误码指示的一种可选途径.     

基于单负材料光子晶体异质结构的可调多通道滤波器

用传输矩阵方法研究了由两种单负材料构成的光子晶体异质结构多通道滤波器, 结果表明, 随着异质界面数的增加, 零有效位相带隙内出现的共振模的个数增多, 并且共振模的数目与异质界面数相等, 为多通道滤波器的通道个数的调节提供了精确方法. 当介质存在耗散时, 我们得到: 异质界面数越大, 共振模衰减的幅度越大; 耗散因子越大, 共振模衰减的幅度越大. 多通道滤波器的品质因子Q值与异质界面数成线性关系, 随耗散系数的增大而减小, 为多通道滤波器的品质因子的调节提供了一种可行的方法.     

高温超导薄膜表面电阻频率特性测试新方法

提出了一种利用兰宝石的多个谐振模式对高温超导薄膜在多个频率点下的微波表面电阻进行测试的新方法. 该方法测试灵敏度高, 动态范围大并能在同一个温度循环内对单片高温超导薄膜微波表面电阻的频率特性进行表征, 极大地减少了测试工作量, 为高温超导薄膜的研究及工业化生产提供了有力保障.