[发明专利]一种具有高带外抑制高承载功率的高温超导滤波器

说明书

 

所属技术领域：

本发明涉及一种微波器件，具体涉及一种具有高带外抑制高承载功率的高温超导滤波器，主要应用于通信卫星、雷达、深空探测、数据传输上，可提高系统的灵敏度、抗干扰能力。

 

背景技术：

超导几乎是无损的，Q值极高，利用超导材料制作的滤波器的边带陡峭度、带外谐波和杂波抑制能力远比常规滤波器高；超导滤波器的插入损耗很小，在接收机内，它置于放大器的前端，可以把带外的各种干扰信号都抑制掉，提高接收机的抗干扰能力。在实际应用中，由于带外的强干扰信号较大，可达10W以上，会使超导滤波器失超，常规的设计方法不能满足工程使用要求。

 

发明内容：

为了解决超导滤波器带外承载功率只有mW～W量级的不足，本发明的目的在于提供一种高带外承载功率、高带外抑制、低插损的高温超导滤波器。在不增加体积的情况下，既有超导滤波器的一般特性，又有高带外承受功率。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案：一种具有高带外抑制高承载功率的高温超导滤波器，包括高温超导滤波器芯片、高温超导滤波器盒体,输入SMA接头和输出SMA接头；所述高温超导滤波器芯片置于高温超导滤波器盒体内，其输入、输出接口分别与输入SMA接头和输出SMA接头通过金丝相连；所述高温超导滤波器芯片采用氧化镁作为基片，在基片两面溅射上高温超导YBa₂Cu₃O_7-Δ薄膜，在高温超导薄膜上原位溅射有金膜；其中一面的高温超导薄膜和金膜全部保留，作为接地面，另一面为高温超导滤波器电路；所述高温超导滤波器电路由高温超导输入焊盘、高温超导输出焊盘和若干个谐振器构成。

所述谐振器在输入部分采用宽线条谐振器，在输出部分采用窄线条谐振器，输入部分的宽线条谐振器的数量为偶数或奇数。

所述宽线条谐振器的线条宽度范围为1.2mm~1.8mm，所述窄线条谐振器的线条宽度范围为0.2mm~0.4mm。

所述高温超导滤波器芯片通过φ0.1mm铟片焊接在所述高温超导滤波器盒体盒底上。高温超导滤波器盒体材料采用合金钛。

本发明的有益效果是：由于在输入部分采用了宽线条谐振器及在输出部分采用了窄线条谐振器，实现了平面集成技术，可在有限的面积内既保证了滤波器的带内插损小、带外抑制度高、边带陡峭又实现了带外可承载大功率的要求。

 

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

图1是本发明结构示意图；

图2是本发明高温超导滤波器芯片电路结构示意图；

图中，1.输入SMA接头，2.输出SMA接头，3.高温超导滤波器盒体，4.高温超导滤波器芯片，5a.高温超导输入焊盘，5b.高温超导输出焊盘，6.宽线条谐振器，7. 窄线条谐振器。

 

具体实施方式

 在图1中，输入SMA接头1和输出SMA接头2安装在高温超导滤波器盒体3的侧壁上的，用螺钉固定；高温超导滤波器盒体3由盒体腔体和盒盖两部分组成，盒体腔体与盒底用螺钉固定；高温超导滤波器芯片4通过0.1mm厚的铟片焊接在盒底上，高温超导滤波器芯片4的输入输出接口分别与输入SMA接头1和输出2 SMA接头相连。工作温度为77K以下。

 图2是本发明高温超导滤波器芯片电路图。高温超导滤波器芯片采用氧化镁(MgO)作为基片，在基片两面溅射上5000埃的高温超导YBa₂Cu₃O_7-Δ薄膜，然后在高温超导薄膜上原位溅射上500埃的金膜。高温超导滤波器电路的输入部分采用宽线条谐振器6，其线条宽度在1.2mm~1.8mm之间，后端采用窄线条谐振器7，其线条宽度在0.2mm~0.4mm之间。通过光刻、干法刻蚀、切割等工艺制作高温超导滤波器，在制备过程中，一面的高温超导薄膜和金膜全部保留，作为接地面，另一面也是主要的一面（有图形的一面）上的金膜只保留输入输出接口部分，其余部分为高温超导薄膜。

本发明实施的具有带外承载大功率的高温超导滤波器制备在34㎜×10.8㎜的氧化镁(MgO)基片上。

在工作温度77K 时，本发明的超导滤波器在带外未加功率时的插入损耗和驻波与边带加10W功率时的插入损耗和驻波保持一致，没有发生变化。

滤波器是电子、通信系统中的关键器件，作用是对电信号进行提取、分离或抑制。由超导材料制备成的高温超导器件具有阻带抑制度高、损耗极小、边带陡峭以及电路小型化等优越性，其性能远远超过了金属材料制作的微波滤波器，在各行各业有着广阔的应用前景。高带外抑制高承载功率超导滤波器即将在深空测控中应用。