[發(fā)明專利]超導濾波器裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200810087408.1
• 申請日: 2008-03-27
• 公開（公告）號: CN101276953A
• 公開（公告）日: 2008-10-01
• 發(fā)明（設計）人: 山中一典;赤瀨川章彥;栗原和明
• 申請（專利權）人: 富士通株式會社
• 主分類號: H01P1/203
• 分類號: H01P1/203;H01P7/08
• 代理公司: 隆天國際知識產(chǎn)權代理有限公司
• 代理人: 張龍哺

技術領域

本發(fā)明一般地涉及超導濾波器裝置，更加具體地是處理高頻信號的補丁-圖案-型的超導濾波器的饋線結(jié)構(gòu)。

背景技術

在用于幾個GHz或更低的移動通信系統(tǒng)的無線電基站的高頻濾波器中，那些用于接收的濾波器包括同軸諧振器型濾波器、介電諧振器型濾波器、和超導諧振器型濾波器。這些濾波器期望尺寸小且有更高的頻率敏感度。在頻率敏感度方面，一種采用氧化物高溫超導體(oxide?high-temperaturesuperconductor)的諧振器電路的接收濾波器(receiving?filter)具有的優(yōu)點是，得到高的無載Q值。

在另一方面，在制成用于傳輸?shù)摹⒕哂谐瑢еC振器圖案的、處理高功率的濾波器的情況下，很難將功率特性如對電源的耐受力(功率處理能力)與尺寸的減小進行兼顧，這使得將其結(jié)合成為了一個大問題。

作為在超導濾波器上減小尺寸且提高功率的嘗試，該超導濾波器具有由超導材料制成的諧振器電路，已經(jīng)研究了一種方法，使用TM模式減小電流密度集中度(concentration)，通過將諧振器電路的超導導體圖案的形狀不是定為條形，而是定為圓形或多邊形路徑(平面圖)。另外，還研究了一種方法，通過試圖控制晶粒邊界或雜質(zhì)度來研發(fā)并使用質(zhì)量好的氧化物高溫超導膜。

作為使用氧化物超導體制造無源電路的技術，已知的技術有制造高頻濾波器電路，該電路具有微帶型-線-型電路或共面-型電路的諧振器電路，通過在基底上形成銅氧化物高溫超導體膜制成。(例如見列于下面的非專利文件1和2)。

另外，通過將圓盤超導諧振器圖案、電介質(zhì)(不是其上有圖案形成的基底)以及傳輸線結(jié)構(gòu)結(jié)合起來，而提出了一種減小在超導體上的電流密度的集中度的方法，其中在傳輸線結(jié)構(gòu)中，電介質(zhì)被置于平面電路的薄膜導體的頂部。(例如見列于下面的專利文件1)。

如前述，當在處理高功率傳輸?shù)母哳l濾波器上使用氧化物超導體時，重要的是既要在功率特性上也要在尺寸減小方面獲得盡可能大的進步。超導濾波器結(jié)構(gòu)適合用作傳輸濾波器，在該超導濾波器結(jié)構(gòu)中諧振器電路的超導體傳導圖案被定形為圓形(圓盤-型)或多邊形，因為當經(jīng)過的功率相同時，相比于廣泛應用于接收的線性(線狀)圖案，該超導濾波器結(jié)構(gòu)能夠減小電流密度。但是，在這一型的諧振器中必須要考慮饋線(feeder)的位置。這是因為期望使圖案區(qū)域盡可能小，同時在高功率下還要在諧振器圖案和饋線之間保持良好的電磁耦合。

已知的帶有圓盤狀諧振器圖案的饋線的技術包括以下結(jié)構(gòu)：

(a)通過提供一個在位于基底上的饋線線路圖案的端部和圓盤諧振器圖案之間的空隙，而實現(xiàn)電容性電磁耦合。(例如見列于下面的專利文件2)。

(b)通過提供一個在饋線線路圖案的端部和圓盤諧振器圖案之間的空隙，而實現(xiàn)電容性電磁耦合，該饋線線路圖案具有漏斗或字母T的形狀。(例如見列于下面的專利文件3)。根據(jù)該方法，空隙相同的話，相比于專利文件2該電磁耦合較強。

(c)在基底上沿圓盤圖案的圓周設置饋線線路圖案，在圓盤圖案和饋線線路圖案之間設有一個空隙(例如見列于下面的專利文件4)。

在這些饋線結(jié)構(gòu)中，控制帶通濾波器的通帶中的反射功率時，為了加強電磁耦合以提高經(jīng)過的功率，有必要將饋線和諧振器圖案之間的空隙做的盡可能窄。

上述結(jié)構(gòu)(a)和(b)中，可以在饋線端部和圓盤諧振器圖案之間的空隙上方設置一個電介質(zhì)板來加強電磁耦合。但是其結(jié)果是，該疊層的電介質(zhì)板不僅位于空隙之上，而且也位于圓盤狀的諧振器圖案之上。因此，電磁耦合的設計參數(shù)和圓盤諧振模式相互依賴，以使得設計參數(shù)不能被獨立控制。另外，還有必要控制疊層的電介質(zhì)板和其上形成有圖案的基底之間的空隙。

這樣，用于高頻率的采用圓盤諧振器圖案的傳統(tǒng)超導濾波器存在以下問題：

很難在輸入/輸出饋線與圓盤諧振器圖案之間建立電磁耦合；

如果饋線為了耦合而與圓盤諧振器圖案太近的話，就要顧慮因污染帶來的短路或放電擊穿；以及很難提高饋線本身的功率處理能力。

[專利文件1]日本公開專利申請?zhí)?-147501

[專利文件2]日本公開專利申請?zhí)?-336106

[專利文件3]日本公開專利申請?zhí)?-46413

[專利文件4]日本公開專利申請?zhí)?0-308611

[非專利文件1]M.Hein，微波頻率的高溫超導薄膜，Springer，1999