專(zhuān)利名稱(chēng)：一種高溫超導(dǎo)延遲線(xiàn)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種微波器件，具體涉及一種高溫超導(dǎo)延遲線(xiàn)，主要應(yīng)用于雷達(dá)、 電子計(jì)算機(jī)、彩色電視系統(tǒng)、通信系統(tǒng)，以及測(cè)量?jī)x器中，進(jìn)行信號(hào)的記憶存儲(chǔ)。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的同軸延遲線(xiàn)、聲表面波(SAW)延遲線(xiàn)、電荷耦合器件(CXD)等均已不適應(yīng)未 來(lái)技術(shù)發(fā)展的需求，主要原因是由于其工作帶寬較窄，其傳輸損耗、色散和換能器復(fù)雜的結(jié) 構(gòu)限制，在頻率較高時(shí)，器件的性能大大降低；同軸電纜中傳輸?shù)氖荰EM波，其有色散較小 的優(yōu)點(diǎn)，然而它取得較大延遲時(shí)間的同時(shí)，不可避免的會(huì)引入較大的插損；另外，同軸電纜 延遲線(xiàn)體積較大，這對(duì)其在電路系統(tǒng)中，尤其是在平面封裝電路中的應(yīng)用帶來(lái)了很大的局 限性。發(fā)明內(nèi)容為了解決常規(guī)延遲線(xiàn)工作頻寬窄、傳輸損耗大等不足，本實(shí)用新型的目的在于提 供一種高溫超導(dǎo)延遲線(xiàn)，它具有工作頻率高、帶寬寬、插損小、弱色散等特性。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案包括一種高溫超導(dǎo)延遲線(xiàn)，該延 遲線(xiàn)由高溫超導(dǎo)延遲線(xiàn)芯片、高溫超導(dǎo)延遲線(xiàn)盒體、輸入SMA接頭(SMA為同軸連接器縮 寫(xiě))和輸出SMA接頭組成。所述高溫超導(dǎo)延遲線(xiàn)芯片置于高溫超導(dǎo)延遲線(xiàn)盒體內(nèi)，其輸入、 輸出接口分別與輸入SMA接頭和輸出SMA接頭相連；所述高溫超導(dǎo)延遲線(xiàn)芯片采用鋁酸鑭 (LaALO3)作為基片，在基片兩面濺射上高溫超導(dǎo)薄膜，在高溫超導(dǎo)薄膜上原位濺射有金膜； 其中一面的高溫超導(dǎo)薄膜和金膜全部保留，作為接地面，另一面為高溫超導(dǎo)共面線(xiàn)，高溫超 導(dǎo)共面線(xiàn)由高溫超導(dǎo)導(dǎo)帶和與之相連的高溫超導(dǎo)曲折線(xiàn)及高溫超導(dǎo)共地面構(gòu)成。所述高溫超導(dǎo)薄膜為高溫超導(dǎo)釔鋇銅氧(YB Cu307_J薄膜或高溫超導(dǎo)鉈鈣鋇銅 氧(TLrBarCaCurO8)薄膜。所述高溫超導(dǎo)薄膜厚度為4500-5500埃，所述金膜厚度為450-550埃；高溫超導(dǎo)延 遲線(xiàn)的特性阻抗為45-55Ω，所述高溫超導(dǎo)延遲線(xiàn)芯片的輸入、輸出采用阻抗階梯變換。所述高溫超導(dǎo)延遲線(xiàn)芯片通過(guò)銦片焊接在所述高溫超導(dǎo)延遲線(xiàn)盒體( 盒底上。所述高溫超導(dǎo)延遲線(xiàn)盒體采用金屬鈦板(棒)材料。所述輸入、輸出SMA接頭內(nèi) 導(dǎo)體直徑Φ0. 2mm的不銹鋼，采用四氟乙烯材料絕緣。本實(shí)用新型的有益效果是由于實(shí)現(xiàn)了平面集成技術(shù)，可將多片高溫超導(dǎo)延遲線(xiàn) 級(jí)聯(lián)，同時(shí)具有頻率高、工作帶寬寬、插入損耗小、弱色散等特性，實(shí)現(xiàn)了平面集成技術(shù)，可 將高溫超導(dǎo)延遲線(xiàn)與其它器件相連而不影響整個(gè)系統(tǒng)的性能。以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型高溫超導(dǎo)延遲線(xiàn)芯片電路結(jié)構(gòu)示意圖；[0014]圖3是圖2的局部放大圖。圖中，1.輸入SMA接頭，2.輸出SMA接頭，3.高溫超導(dǎo)延遲線(xiàn)盒體，4.高溫超導(dǎo)延 遲線(xiàn)芯片，5.高溫超導(dǎo)共地面，6.高溫超導(dǎo)導(dǎo)帶，7.高溫超導(dǎo)曲折線(xiàn)，8.輸入輸出阻抗階 梯，9.左間隙，10.右間隙。
具體實(shí)施方式
在圖1中，輸入SMA接頭1和輸出SMA接頭2安裝在高溫超導(dǎo)延遲線(xiàn)盒體3的側(cè) 壁上的，用螺釘固定；高溫超導(dǎo)延遲線(xiàn)盒體3由盒體側(cè)壁、盒底和盒蓋三部分組成，盒體側(cè) 壁與盒底、盒體側(cè)壁與盒蓋間用螺釘固定；高溫超導(dǎo)延遲線(xiàn)芯片4通過(guò)0. Imm厚的銦片焊接 在盒底上，高溫超導(dǎo)延遲線(xiàn)芯片4的輸入輸出接口分別與輸入SMA接頭1和輸出SMA接頭 2相連。工作溫度為77K以下。圖2是本實(shí)用新型高溫超導(dǎo)延遲線(xiàn)芯片電路圖。高溫超導(dǎo)延遲線(xiàn)芯片采用鋁酸鑭 (LaALO3)作為基片，在基片兩面濺射上5000埃的高溫超導(dǎo)釔鋇銅氧(TOa2Cu3CVA)薄膜或 濺射上5000埃的高溫超導(dǎo)鉈鈣鋇銅氧(TLrBarCaCurO8)薄膜，然后在高溫超導(dǎo)薄膜上原位 濺射上500埃的金膜。高溫超導(dǎo)延遲線(xiàn)的特性阻抗為50 Ω，輸入、輸出采用階梯變換。通過(guò) 光刻、干法刻蝕、切割等工藝制作曲折共面結(jié)構(gòu)，在制備過(guò)程中，一面的高溫超導(dǎo)薄膜和金 膜全部保留，作為接地面，另一面也是主要的一面(有線(xiàn)條的一面)上的金膜只保留輸入輸 出接口部分，其余部分為高溫超導(dǎo)薄膜。高溫超導(dǎo)共地面5、高溫超導(dǎo)導(dǎo)帶6和高溫超導(dǎo)曲 折線(xiàn)7均由高溫超導(dǎo)薄膜制成，共同構(gòu)成曲折共面結(jié)構(gòu)的高溫超導(dǎo)延遲線(xiàn)芯片。圖3是曲折共面結(jié)構(gòu)高溫超導(dǎo)延遲線(xiàn)芯片的局部放大圖。高溫超導(dǎo)導(dǎo)帶6(作為 高溫超導(dǎo)延遲線(xiàn)芯片的輸入輸出)與輸入輸出阻抗階梯8共同組成高溫超導(dǎo)延遲線(xiàn)的輸入 輸出阻抗變換，即階梯阻抗變換模式，輸入輸出阻抗階梯8由高溫超導(dǎo)薄膜制備；左間隙9 和右間隙10是高溫超導(dǎo)延遲線(xiàn)芯片的高溫超導(dǎo)導(dǎo)帶6與高溫超導(dǎo)共地面5間的空隙(空 氣)，左間隙9與右間隙10的寬度由高溫超導(dǎo)曲折線(xiàn)的線(xiàn)條的寬度決定，高溫超導(dǎo)曲折線(xiàn)7 的每個(gè)曲折線(xiàn)單元的長(zhǎng)寬構(gòu)成的諧振頻率要遠(yuǎn)大于器件的工作頻率。在本例中高溫超導(dǎo)曲 折線(xiàn)7為方形曲折線(xiàn)，也可采用正弦波曲折線(xiàn)。本實(shí)用新型實(shí)施的曲折共面結(jié)構(gòu)高溫超導(dǎo)延遲線(xiàn)制備在Φ2英寸的鋁酸鑭 (LaALO3)基片上，線(xiàn)條的特性阻抗為50 Ω，線(xiàn)條的長(zhǎng)度達(dá)2. 2m,工作在77K溫度下，在1. 5 6. 5GHz的工作頻率范圍內(nèi)，其插入損耗小于1. 6dB，延時(shí)大于25ns，駐波小于1. 4。將4片高溫超導(dǎo)延遲線(xiàn)單片進(jìn)行了級(jí)聯(lián)，獲得了 IOOns以上的高溫超導(dǎo)延遲線(xiàn)。 在77K工作溫度下，在1. 5 6. 5GHz的工作頻率范圍內(nèi)，其插入損耗小于6dB，延時(shí)大于 100ns，延時(shí)起伏小于士 2ns，駐波小于1. 5。由于高溫超導(dǎo)體的低表面電阻率，使得由導(dǎo)體損耗所帶來(lái)的色散效應(yīng)減小，而動(dòng) 態(tài)電感的存在使高溫超導(dǎo)傳輸線(xiàn)呈現(xiàn)慢波效應(yīng)，使其在延遲線(xiàn)領(lǐng)域有著特定的優(yōu)勢(shì)，有利 于平面電路的封裝。如IOOns的延遲線(xiàn)，常規(guī)的插入損耗達(dá)40dB以上，相位跟蹤誤差大于 20°，色散嚴(yán)重，而超導(dǎo)延遲線(xiàn)的插入損耗優(yōu)于只有8dB，相位跟蹤誤差小于10°，色散可 以忽略。
權(quán)利要求1.一種高溫超導(dǎo)延遲線(xiàn)，其特征在于該延遲線(xiàn)由高溫超導(dǎo)延遲線(xiàn)芯片G)、高溫超導(dǎo) 延遲線(xiàn)盒體(3)，輸入SMA接頭(1)和輸出SMA接頭(2)組成；所述高溫超導(dǎo)延遲線(xiàn)芯片(4) 置于高溫超導(dǎo)延遲線(xiàn)盒體(3)內(nèi)，其輸入、輸出接口分別與輸入SMA接頭(1)和輸出SMA接 頭(2)相連；所述高溫超導(dǎo)延遲線(xiàn)芯片(4)采用鋁酸鑭作為基片，在基片兩面濺射上高溫超 導(dǎo)薄膜，在高溫超導(dǎo)薄膜上原位濺射有金膜；其中一面的高溫超導(dǎo)薄膜和金膜全部保留，作 為接地面，另一面為高溫超導(dǎo)共面線(xiàn)，高溫超導(dǎo)共面線(xiàn)由高溫超導(dǎo)導(dǎo)帶(6)和與之相連的 高溫超導(dǎo)曲折線(xiàn)(7)及高溫超導(dǎo)共地面(5)構(gòu)成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫超導(dǎo)延遲線(xiàn)，其特征在于所述高溫超導(dǎo)薄膜為高溫超導(dǎo) 釔鋇銅氧薄膜或高溫超導(dǎo)鉈鈣鋇銅氧薄膜。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高溫超導(dǎo)延遲線(xiàn)，其特征在于所述高溫超導(dǎo)薄膜厚度為 4500-5500埃，所述金膜厚度為450-550埃；高溫超導(dǎo)延遲線(xiàn)的特性阻抗為45-55 Ω，所述高 溫超導(dǎo)延遲線(xiàn)芯片的輸入、輸出采用阻抗階梯變換。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫超導(dǎo)延遲線(xiàn)，其特征在于所述高溫超導(dǎo)延遲線(xiàn)芯片(4) 通過(guò)銦片焊接在所述高溫超導(dǎo)延遲線(xiàn)盒體( 盒底上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高溫超導(dǎo)延遲線(xiàn)，其特征在于所述高溫超導(dǎo)延遲線(xiàn)盒體(3) 采用金屬鈦板材料。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種高溫超導(dǎo)延遲線(xiàn)，該延遲線(xiàn)由高溫超導(dǎo)延遲線(xiàn)芯片、高溫超導(dǎo)延遲線(xiàn)盒體，輸入SMA接頭和輸出SMA接頭組成；所述高溫超導(dǎo)延遲線(xiàn)芯片置于高溫超導(dǎo)延遲線(xiàn)盒體內(nèi)，其輸入、輸出接口分別與輸入SMA接頭和輸出SMA接頭相連；所述高溫超導(dǎo)延遲線(xiàn)芯片采用鋁酸鑭(LaALO3)作為基片，在基片兩面濺射上高溫超導(dǎo)薄膜，在高溫超導(dǎo)薄膜上原位濺射有金膜；其中一面的高溫超導(dǎo)薄膜和金膜全部保留，作為接地面，另一面為高溫超導(dǎo)共面線(xiàn)，高溫超導(dǎo)共面線(xiàn)由高溫超導(dǎo)導(dǎo)帶和與之相連的高溫超導(dǎo)曲折線(xiàn)及高溫超導(dǎo)共地面構(gòu)成。本實(shí)用新型具有工作頻率高、帶寬寬、插損小、弱色散等特性。
文檔編號(hào)H01L39/12GK201838703SQ20092029225
公開(kāi)日2011年5月18日 申請(qǐng)日期2009年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月16日
發(fā)明者吳志華, 左濤, 楊時(shí)紅, 王生旺, 胡來(lái)平 申請(qǐng)人:中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十六研究所