[發(fā)明專利]超導(dǎo)圓盤諧振器和超導(dǎo)濾波器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810083669.6
• 申請日: 2008-03-14
• 公開（公告）號: CN101267059A
• 公開（公告）日: 2008-09-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 赤瀨川章彥;中西輝;佐藤桂輔
• 申請（專利權(quán)）人: 富士通株式會社
• 主分類號: H01P7/10
• 分類號: H01P7/10;H01P1/203
• 代理公司: 隆天國際知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 張龍哺;馮志云

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種超導(dǎo)圓盤諧振器(superconducting?disk?resonator)和使用這種超導(dǎo)圓盤諧振器的超導(dǎo)濾波器，這種超導(dǎo)圓盤諧振器在移動通信和廣播領(lǐng)域中用于發(fā)射前端，例如發(fā)射濾波器或者天線。

背景技術(shù)

由于移動電話的不斷普及和發(fā)展，非常需要高速、大容量的發(fā)射技術(shù)。超導(dǎo)體與常規(guī)的電導(dǎo)體相比，即使在高頻域中也具有較低的表面電阻，所以被優(yōu)先考慮應(yīng)用于移動通信系統(tǒng)的基站的濾波器，以獲得低損耗、高Q值的諧振器。

在使用超導(dǎo)濾波器作為接收端帶通濾波器的情況下，例如可以降低發(fā)射損耗，并獲得準(zhǔn)確的頻率阻擋特性。在使用超導(dǎo)濾波器作為發(fā)射端帶通濾波器的情況下，例如可以消除由高功率放大器產(chǎn)生的畸變。但是，在這種情況下需要高功率來發(fā)射高頻信號，所以在獲得功率效率方面會出現(xiàn)障礙。因此，在發(fā)射端帶通濾波器中需要既能實(shí)現(xiàn)小型化、又能獲得有效功耗的技術(shù)。

注意，通常用微帶線圖案(例如發(fā)夾線圖案或者直線圖案)作為諧振器圖案。但是在這種微帶線諧振器中，特別是在發(fā)射端輸入高RF功率時(shí)，損耗會增加。這是因?yàn)楦哳l波(例如電磁波)傾向于集中在導(dǎo)體的邊緣部分，導(dǎo)致電流集中在微帶線圖案的邊緣或者角部，使得這些部分的電流集中超過超導(dǎo)體的臨界電流集中。

考慮到這個(gè)問題，在現(xiàn)有技術(shù)中提出了如圖1A所示的具有圓盤諧振器圖案的超導(dǎo)諧振器，以降低諧振器圖案邊緣部分的電流集中。具體而言，作為發(fā)射端濾波器，所示的超導(dǎo)圓盤諧振器在介電基底(base?substrate)111的表面上形成有圓盤式超導(dǎo)諧振器圖案(信號層)12以獲得高功率響應(yīng)，圖案12具有較少的角部和邊緣部分。所示的超導(dǎo)圓盤諧振器還包括信號輸入/輸出線(饋電線)13和超導(dǎo)膜14，輸入/輸出線13向超導(dǎo)諧振器圖案12附近延伸，超導(dǎo)膜14形成在介電基底111的背面作為底層。

此外，現(xiàn)有技術(shù)還提出了如圖1B所示的技術(shù)，包括在圓盤式超導(dǎo)諧振器圖案12上層疊介電元件(或者磁元件)15，以防止在圓盤式超導(dǎo)諧振器圖案12的周圍部分(即外周邊緣部分)出現(xiàn)電流集中(例如參見日本特開No.2006-352459)。

但是，本發(fā)明的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)在超導(dǎo)圓盤諧振器中，當(dāng)使用上面要形成超導(dǎo)諧振器圖案的基底，或者使用具有介電或磁各向異性的層疊元件(例如藍(lán)寶石襯底)時(shí)，在諧振器的諧振曲線上出現(xiàn)缺口。例如當(dāng)如圖2A所示，基底111在與信號輸入/輸出線(饋電線)13的延伸方向成±45度角的方向上具有各向異性時(shí)，諧振曲線上出現(xiàn)如圖2B所示的缺口。

更具體而言，例如在將LaAlO₃襯底配置在規(guī)則單晶介電基底上的情況下，在相應(yīng)的電磁仿真中將不會出現(xiàn)缺口，而是顯示出正常的共振曲線。但是在實(shí)際測量中，在共振曲線的高頻端會出現(xiàn)缺口。出現(xiàn)在共振曲線中的這種缺口例如會影響濾波特性、降低器件的可靠性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個(gè)方面旨在提供一種超導(dǎo)圓盤諧振器，即使使用各向異性襯底時(shí)也能夠防止在諧振曲線中出現(xiàn)缺口并保持適當(dāng)?shù)念l率特性。

本發(fā)明的另一方面旨在提供一種使用上述超導(dǎo)圓盤諧振器的濾波器。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提供一種超導(dǎo)圓盤諧振器，包括：

介電基底，具有介電各向異性；

圓盤式超導(dǎo)諧振器圖案，用超導(dǎo)材料形成于所述介電基底上；以及

一對信號輸入/輸出線，配置在所述介電基底上，沿直線向所述圓盤式超導(dǎo)諧振器圖案延伸；其中

所述介電基底的介電各向異性的方向定向?yàn)榕c所述一對信號輸入/輸出線的延伸方向成±90度角。

根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，提供一種超導(dǎo)圓盤諧振器，包括：

介電基底；

圓盤式超導(dǎo)諧振器圖案，用超導(dǎo)材料形成于所述介電基底上；以及

一對信號輸入/輸出線，配置在所述介電基底上，沿直線向所述圓盤式超導(dǎo)諧振器圖案延伸；以及

層疊元件，具有介電各向異性或者磁各向異性，配置在所述圓盤式超導(dǎo)諧振器圖案上；其中

所述層疊元件的介電各向異性或者磁各向異性的方向定向?yàn)榕c所述一對信號輸入/輸出線的延伸方向成±90度角。

根據(jù)本發(fā)明的超導(dǎo)圓盤諧振器，其中至少兩個(gè)所述圓盤式超導(dǎo)諧振器圖案配置在所述一對信號輸入/輸出線的所述信號輸入/輸出線之間成一條線(ina?line)。

根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，提供一種包括根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的超導(dǎo)圓盤諧振器的超導(dǎo)濾波器。

附圖說明

圖1A和圖1B為示出根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的超導(dǎo)圓盤諧振器的結(jié)構(gòu)的示意圖；