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     

矩形AT切石英谐振器寄生振动模式的有限元分析

随着实际应用中的谐振器向小型化与高频发展，AT切石英晶体谐振器中寄生振动模式增多，寄生振动模式与主模式厚度切为模式之间的耦合问题越来越突出，因此有必要与晶片X和Z′尺寸均有关的寄生模式进行理论分析，以Mindlin的二维晶片方程为基础，运用有元法求解AT切石英晶体谐振器的振动模式，得到了晶片频率随A长度变化的频谱图，其结果与Koga的实验结果比较，符合得比较好，与通常用解析解的方法分析的结果相比较，有限元法的优越性在于可得到更多的非直行波模式（非晶片长、宽方向），还可以模拟出各模式的主要位移分量的波形图，对抑制寄生模的大小有减少寄生模与主模的耦合提供了更详细的分析资料。     

螺旋滤波器设计和调试

本文给出螺旋滤波器的简易设计,讨论了调试中的若干问题,并通过实例说明螺旋滤波器的设计和使用特性。     

高温超导薄膜的微波表面阻抗测量

本文介绍了用高温超导薄膜YBa2Cu3O7(YBCO)/LaAlO3(LAO)和Tl2Ba2CaCu2O10(TBCCO)/LAO制作共面微带谐振器的方法及进行微波表面阻抗测量的原理和相关技术.实验结果表明:温度较低时(对YBCO/LAO,T<70K;对TBCCO/LAO,T<80K),薄膜表面电阻随温度没有显著的变化.7GHz频率下TBCCO/LAO薄膜在77K和94K时的微波表面电阻值分别为120μΩ和250μΩ;同频率下YBCO/LAO薄膜在49K和77K时的微波表面电阻值分别为309μΩ和520μΩ.     

环形耦合器的设计与优化

基于微带半波矩形开环谐振器具有的特性,结合传统耦合技术和微波设计软件,设计了窄带带通滤波器。设计中包括提出修正后的基板有效介电常数计算公式、耦合间隙的计算、带通滤波器的设计以及分析拐角对滤波器性能的影响,并提出了优化方法。实际仿真表明,基于交叉耦合的技术配合耦合间隙查询使得滤波器设计简单明了。     

基于手性超材料的双频带线偏振转换器设计

设计了基于平面复合手性超材料(CCMM)不对称传输效应的高效双频带线偏振转换器,并通过仿真和实验进行了验证.结果表明:仿真测得在谐振频点9.6和10.8 GHz处,正入射的y(x)轴线偏振波沿着-z(+z)轴方向通过CCMM板时交叉偏振透射系数超过0.9,共偏振透射系数小于0.2,与实验结果符合较好.线偏振不对称传输系数以及沿着-z轴传输的x轴偏振波总的透过率在谐振频点附近都达到0.9.进一步计算得到:入射的y(x)轴线偏振波沿着-z(+z)轴方向通过CCMM板后仍然为纯度较高的线偏振波,但偏转了90°.通过CCMM单元结构电场分布特性进行了进一步验证.     

热弹性结构阻尼对微谐振器品质因子的影响

为研究环境温度对微谐振器固有频率和品质因子的影响,采用有限元分析的方法研究了温度对单根微梁和微谐振器固有频率的影响,发现温度对弹性模量的软化作用对固有频率有很大的影响,应综合考虑温度应力和弹性模量软化对固有频率的影响;提出了推导微谐振器等效热弹性结构阻尼的力学模型,通过对支撑梁侧板的巧妙处理导出了微谐振器热弹性阻尼系数与单根微梁的热弹性阻尼系数关系式,为利用Zener标准模型来计算微谐振器的热弹性阻尼及品质因子提供了可能;将有限元分析结果与解析分析方法结合研究了环境温度对微谐振器品质因子的影响规律.     

开路支节加载的双模滤波器设计

方形环谐振器具有结构紧凑、高品质因数、低辐射损耗等优点,被广泛应用于滤波器、混频器、振荡器、天线设计中。该文采用在方形环谐振器中心加载开路支节的微扰方式,能够在保持奇模频率不变的基础上,通过调节开路支节的尺寸来调节偶模频率,带宽调节更加方便。采用阶梯阻抗微带线结构实现输入/输出与双模谐振器之间的强耦合,增大了带通滤波器的带宽。该滤波器在中心频率4.97GHz处,通带内最小插损为1.33dB,3dB带宽为9.38%,并且具有准椭圆函数响应,改善了带外抑制特性。     

Non-blocking 2×2 switching unit based on nested silicon microring resonators with high extinction ratios and low crosstalks

In this paper, we propose and demonstrate a 2 × 2 optical Benes switching unit based on two nested silicon microring resonators （MRRs） monolithically integrated on a silicononinsulator （SOI） wafer. High extinction ratios （ERs） of about 44.7/38.0 dB and low crosstalk values of about -37.5/-45.2 dB at cross/bar states are obtained with the fabricated device. The operation principle is theoretically studied and the switching function is verified by system demonstration experiments with 10 and 12.5 Gb/s nonreturntozero （NRZ） signals. The switching speed on the order of gigahertz based on free carrier effect in silicon is also experimentally demonstrated.     

基于微带环缝谐振器的小功率微波等离子体源

介绍了一种基于微带环缝谐振器的2.45 GHz小功率微波等离子体源,根据微带环缝谐振器的奇模等效电路,通过S参数与微波等离子体阻抗之间的关系,研究小功率微波等离子体源的阻抗匹配及其在不同气体条件下的放电规律.研究表明,在低气压(空气)和常压(氩气)条件下,输入功率不超过1 W,都能使气体放电并激励起稳定的微波等离子体;当微波等离子体激励以后,小功率微波等离子体源的谐振频率和S参数发生变化.这些为小功率电容耦合微波等离子体源的小型化研究提供了理论基础.