專利名稱：一種窄帶平坦群時延高溫超導(dǎo)濾波器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
[0002]本實(shí)用新型涉及ー種微波器件，具體涉及ー種窄帶平坦群時延高溫超導(dǎo)濾波器。窄帶平坦群時延高溫超導(dǎo)濾波器應(yīng)用于通信衛(wèi)星、雷達(dá)、導(dǎo)航、數(shù)據(jù)傳輸上，降低系統(tǒng)的誤碼率，提高系統(tǒng)的靈敏度、抗干擾能力。
背景技術(shù)：
由于超導(dǎo)材料的Q值極高，利用超導(dǎo)材料制作的濾波器具有邊帶陡峭度高、帶外諧波和雜波抑制度高、帶內(nèi)插入損耗很小等特性。近年來，已有多種用于微波波段的高溫超導(dǎo)微波濾波器的相關(guān)報道。高溫超導(dǎo)微波濾波器能夠最大限度地節(jié)省頻率資源、抑制帶外衰減、減小帶外雜散信號干擾。但高溫超導(dǎo)窄帶濾波器在應(yīng)用中存在一個問題，就是濾波器中心頻率處的群時延與通帶內(nèi)上下邊帶附近的群時延會有很大的偏差，濾波器的邊帶越陡峭，群時延偏差越大。這種群時延的偏差會使通過濾波器的高頻信號產(chǎn)生很大的相位失真，當(dāng)它應(yīng)用于通信衛(wèi)星、雷達(dá)、導(dǎo)航、數(shù)據(jù)傳輸上的接收機(jī)射頻前端時就會使解調(diào)質(zhì)量下降，増加誤碼率，降低系統(tǒng)的靈敏度。發(fā)明內(nèi)容為了解決超導(dǎo)濾波器帶內(nèi)群時延平坦度的不足，本實(shí)用新型的目的在于提供ー種在通常高溫超導(dǎo)濾波器所具有的高帶外抑制、低插損的同時又具有帶內(nèi)平坦群時延的高溫超導(dǎo)濾波器。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案一種窄帶平坦群時延高溫超導(dǎo)濾波器，包括高溫超導(dǎo)濾波器芯片、高溫超導(dǎo)濾波器盒體，輸入SMA接頭和輸出SM接頭;所述高溫超導(dǎo)濾波器芯片焊接在高溫超導(dǎo)濾波器盒體內(nèi)，其輸入、輸出接ロ分別與輸入SMA接頭和輸出SMA接頭通過金絲相連。所述高溫超導(dǎo)濾波器芯片采用氧化鎂(MgO)作為基片，在基片兩面濺射上高溫超導(dǎo)YBa2Cu3Ou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)濾波器電路；所述高溫超導(dǎo)濾波器電路由高溫超導(dǎo)輸入、輸出耦合線、交叉耦合線及若干個不同頻率點(diǎn)的諧振器構(gòu)成，所述交叉耦合線設(shè)置在其中兩個諧振器之間。所述交叉耦合線設(shè)在第三個諧振器與第六個諧振器之間。所述高溫超導(dǎo)濾波器芯片通過Φ0. Imm銦片焊接在所述高溫超導(dǎo)濾波器盒體盒底上。高溫超導(dǎo)濾波器盒體材料采用合金鈦。本實(shí)用新型的有益效果是由于在超導(dǎo)濾波器電路中引入了交叉耦合，產(chǎn)生了傳輸零點(diǎn)，在不影響濾波器性能及不需調(diào)諧的情況下改善了群時延，達(dá)到平坦群時延的效果。
以下結(jié)合附圖
和實(shí)施例對本實(shí)用新型進(jìn)ー步說明圖I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)濾波器芯片電路結(jié)構(gòu)示意圖；[0015]圖3是本實(shí)用新型高溫超導(dǎo)濾波器在不需調(diào)諧情況下的插入損耗與駐波圖；圖4是本實(shí)用新型高溫超導(dǎo)濾波器在不需調(diào)諧情況下的群時延圖；圖中，I.輸入SMA接頭，2.輸出SMA接頭，3.高溫超導(dǎo)濾波器盒體，4.高溫超導(dǎo)濾波器芯片，5a.高溫超導(dǎo)輸入耦合線，5b.高溫超導(dǎo)輸出耦合線，6.高溫超導(dǎo)交叉耦合線，7.高溫超導(dǎo)諧振器。
具體實(shí)施方式
在圖I中，輸入SMA接頭I和輸出SMA接頭2安裝在高溫超導(dǎo)濾波器盒體3的側(cè)壁上的，用螺釘固定；高溫超導(dǎo)濾波器盒體3由盒體腔體和盒蓋兩部分組成，盒體腔體與盒蓋用螺釘固定；高溫超導(dǎo)濾波器芯片4通過O. Imm厚的銦片焊接在盒底上，高溫超導(dǎo)濾波器芯片4的輸入輸出接ロ分別與輸入SM接頭I和輸出2 SMA接頭相連。工作溫度為77K以下。圖2是本實(shí)用新型高溫超導(dǎo)濾波器芯片電路圖。高溫超導(dǎo)濾波器芯片采用氧化鎂(MgO)作為基片，厚度為O. 5mm,在基片兩面濺射上5000埃的高溫超導(dǎo)YBa2Cu307_,薄膜，然后在高溫超導(dǎo)薄膜上原位濺射上500埃的金膜，超導(dǎo)轉(zhuǎn)變溫度Tc ^ 90K，臨界電流密度Jc彡2X IO6A/cm2。通過光刻、干法刻蝕、切割等エ藝制作高溫超導(dǎo)濾波器，在制備過程中，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(有電路圖形的一面)上的金膜只保留輸入輸出(2 mm)接ロ部分，其余部分為高溫超導(dǎo)薄膜。高溫超導(dǎo)濾波器電路由高溫超導(dǎo)輸入 L型耦合線5a、高溫超導(dǎo)輸出L型耦合線5b、交叉耦合線6及8個不同頻率點(diǎn)的諧振器7構(gòu)成。交叉耦合線6設(shè)在第三個諧振器與第六個諧振器之間。交叉耦合線6，引入傳輸零點(diǎn)，達(dá)到改善帶內(nèi)群時延的目的。高溫超導(dǎo)輸入耦合線5a和高溫超導(dǎo)輸出耦合線5b呈L形。本實(shí)用新型實(shí)施的窄帶平坦群時延高溫超導(dǎo)濾波器制備在36 mm X 17 mm的氧化鎂(MgO)基片上。 在工作溫度77K時，在不需調(diào)諧的情況下，高溫超導(dǎo)濾波器的插入損耗與駐波，見圖3，帶寬6MHz，帶內(nèi)插入損耗小于O. 5dB，帶邊陡度大于17dB/MHz，駐波比優(yōu)于I. 5。在不需調(diào)諧的情況下，高溫超導(dǎo)濾波器的群時延特性，見圖4，群延時起伏在4. 3MHz (71. 7% 帶寬)內(nèi)達(dá)到了 18. 321ns。濾波器是收發(fā)系統(tǒng)中的關(guān)鍵器件，作用是對電信號進(jìn)行提取、分離或抑制。由超導(dǎo)材料制備成的高溫超導(dǎo)器件具有阻帶抑制度高、損耗極小、邊帶陡峭以及電路小型化等優(yōu)越性，其性能是常規(guī)金屬材料制作的微波濾波器無法比擬的，在各行各業(yè)有著廣闊的應(yīng)用前景。窄帶平坦群時延高溫濾波器可在衛(wèi)星通訊中應(yīng)用。
權(quán)利要求1.一種窄帶平坦群時延高溫超導(dǎo)濾波器，包括高溫超導(dǎo)濾波器芯片(4)、高溫超導(dǎo)濾波器盒體(3)，輸入SMA接頭⑴和輸出SMA接頭⑵；所述高溫超導(dǎo)濾波器芯片⑷置于高溫超導(dǎo)濾波器盒體(3)內(nèi)，其輸入、輸出接ロ分別與輸入SMA接頭(I)和輸出SMA接頭(2)相連；其特征在于所述高溫超導(dǎo)濾波器芯片(4)采用氧化鎂作為基片，在基片兩面濺射上高溫超導(dǎo)YBa2Cu3O7I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)濾波器電路；所述高溫超導(dǎo)濾波器電路由高溫超導(dǎo)輸入、輸出耦合線(5a、5b)、交叉耦合線(6)及若干個不同頻率點(diǎn)的諧振器(7)構(gòu)成，所述交叉耦合線(6)設(shè)置在其中兩個諧振器之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高溫超導(dǎo)濾波器，其特征在于所述交叉耦合線(6)設(shè)在第三個諧振器與第六個諧振器之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的高溫超導(dǎo)濾波器，其特征在于所述高溫超導(dǎo)濾波器芯片(4)通過銦片焊接在所述高溫超導(dǎo)濾波器盒體(3)盒底上。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或3所述的高溫超導(dǎo)濾波器，其特征在于所述高溫超導(dǎo)濾波器盒體(3)米用金屬合金鈦板材料。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種窄帶平坦群時延高溫超導(dǎo)濾波器，其由高溫超導(dǎo)濾波器芯片、高溫超導(dǎo)濾波器盒體，輸入SMA接頭和輸出SMA接頭組成；所述芯片置于盒體內(nèi)，其輸入、輸出接口分別與輸入、輸出SMA接頭相連。所述芯片采用氧化鎂(MgO)作為基片，厚度0.5mm，在基片兩面濺射上高溫超導(dǎo)YBa2Cu3O7-Δ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，另一面上的輸入輸出接口部分為金膜，其余部分為高溫超導(dǎo)YBa2Cu3O7-Δ薄膜制成的高溫超導(dǎo)濾波器電路。本實(shí)用新型具有帶寬窄、帶外抑制高、邊帶陡峭、帶內(nèi)插損小，同時具有平坦群時延等特性。
文檔編號H01P1/203GK202405395SQ20112055895
公開日2012年8月29日 申請日期2011年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月29日
發(fā)明者劉洋, 賓峰, 左濤, 李令言, 楊時紅, 汪名峰, 肖南, 陸勤龍, 陳宇鵬, 陳新民 申請人:中國電子科技集團(tuán)公司第十六研究所