[发明专利]一种新型波导口Ka波段高温超导滤波器

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型波导口Ka波段高温超导滤波器，可广泛应用于Ka 波段微波接收前端系统或卫星通信及其它地面通信系统中。

背景技术

新型波导口Ka波段高温超导滤波器是依据Ka波段卫星通信的需求而 研制的。现有星载微波接收机的噪声系数已接近常规技术的极限，用高温超 导接收滤波器替代常规滤波器，可以大幅度地提高接收机的灵敏度和选择 性，增强抗干扰能力，增大通信距离和提高通信质量，减小发射机功率等。 大幅度提升卫星有效载荷的性能指标，同时可以大幅度的降低电能消耗。所 谓高温超导指在77K温度下的超导，即在液氮温区下的超导，高温超导是 相对低温超导而言的，低温超导通常为4K温度下的超导，即在液氦温区下 的超导。

法国ALCATEL公司于90年代开始研制静止轨道卫星通信Ka波段多 波束天线高温超导接收前端，滤波器采用同轴口超导滤波器，如图1所示， 设计频率29.1GHz，带宽1.8GHz，带外抑制20-40GHz，60dB，超导基片 采用LAO材料，基片厚度0.25mm；另外COM DEV公司的Ka波段超导预 选滤波器也采用了同轴口的集中参数滤波器。这两种滤波器的缺点是滤波器 与天线的输出波导口和低温低噪声放大器的输入波导口连接时必须加输入 输出波导同轴转换，另外，由于Ka频段低温同轴连接器很难校准，无法准 确扣除SMA接头的实际损耗。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种具有低噪声、 高隔离度的新型波导口Ka波段高温超导滤波器，具有体积小，重量轻的优 点。

本发明的技术解决方案是：一种新型波导口Ka波段高温超导滤波器， 由Ka波段输入高温超导波导微带转换器、Ka波段高温超导滤波器和Ka波 段输出高温超导波导微带转换器组成，Ka波段高温超导滤波器连接Ka波段 输入高温超导波导微带转换器和Ka波段输出高温超导波导微带转换器，其 中Ka波段输入高温超导波导微带转换器和Ka波段输出高温超导波导微带 转换器均由两节四分之一导波长度的阻抗变换器和波导口组成，阻抗变换器 与波导口之间、阻抗变换器与Ka波段高温超导滤波器之间均通过电极连接； 所述的Ka波段高温超导滤波器由2-10节电容耦合传输线谐振器单元组成、 或由平行线耦合传输线组成、或由L型耦合传输线组成。

所述的Ka波段高温超导滤波器由4节电容耦合传输线谐振器单元组 成。

所述的新型波导口Ka波段高温超导滤波器的介质基片厚度为0.3mm， 介质基片的材料采用相对介电常数为24的铝酸镧基片。

本发明与现有技术相比的优点在于：本发明将超导波转换和微带滤波器 集成设计，高温超导集成技术使得滤波器整体结构简洁，与低温放大器再集 成容易，在很大程度上减小了体积、重量和损耗，并且在滤波器的远带提供 了一个衰减极点，使得带外抑制提高到96dB以上，比多节数椭圆函数螺旋 滤波器缩小了体积，并且插入损耗小，带外抑制高。通过对Ka波段超导滤 波器组件进行试验和测试，表明其具有很好地带内传输特性和带外抑制特 性，性能达到国际先进水平，工作性能稳定。新型波导口Ka波段超导滤波 器具有很好的灵活性和市场适应性，为研制高性能的超导多工器打下了良好 的基础，开拓了领域、积累了经验，具有相当的实用性和市场竞争力。

附图说明

图1为法国ALCATEL公司同轴口Ka超导滤波器结构图；

图2为本发明的结构组成示意图；

图3为本发明滤波器与微带转换器的连接关系图；

图4为本发明高温超导滤波器的结构示意图；

图5为本发明新型波导口Ka高温超导微带转换器的仿真示意图；

图6为本发明两种不同介电常数利用参数扫描法修正的结果对比图；

图7为本发明新型波导口Ka波段高温超导滤波器整体全波仿真结果；

图8为本发明新型波导口Ka波段高温超导滤波器带内特性实测曲线；

图9为本发明新型波导口Ka波段高温超导滤波器带外抑制特性曲线。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细的描述：