[發(fā)明專利]準(zhǔn)集總元件極寬帶帶通濾波器及其制備方法和應(yīng)用

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010637141.X
• 申請(qǐng)日: 2020-07-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111755786B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-12-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 代金豪;吳云;袁躍峰;王佳;王旭;李國(guó)強(qiáng);李春光;張雪強(qiáng);孫亮;何豫生
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院物理研究所
• 主分類號(hào): H01P1/212
• 分類號(hào): H01P1/212;H01P1/203;H01P11/00
• 代理公司: 北京市英智偉誠(chéng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11521
• 代理人: 劉丹妮;姚望舒

1.一種準(zhǔn)集總元件極寬帶帶通濾波器，其特征在于，所述準(zhǔn)集總元件極寬帶帶通濾波器由三層結(jié)構(gòu)的超導(dǎo)薄膜制成，超導(dǎo)薄膜的底層為接地超導(dǎo)層，中層為電介質(zhì)，頂層超導(dǎo)層刻有微帶電路；

其中，所述頂層超導(dǎo)層微帶電路為由準(zhǔn)集總的折線電感、片狀電容、插指電容和輸入輸出饋線按照低通濾波電路結(jié)構(gòu)連接再經(jīng)過(guò)變換而成的微帶濾波器；并且，

所述微帶電路變換為：將微帶低通電路中部分片狀電容替換為插指電容，從而在不增加元件個(gè)數(shù)的情況下將微帶低通電路轉(zhuǎn)變?yōu)閹娐贰?/p>

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的準(zhǔn)集總元件極寬帶帶通濾波器，其特征在于，所述低通濾波電路的結(jié)構(gòu)為：串聯(lián)電感與并聯(lián)電容交替排列形成的可以阻隔高頻信號(hào)通過(guò)的濾波電路。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的準(zhǔn)集總元件極寬帶帶通濾波器，其特征在于，所述低通濾波電路的階數(shù)為2階～99階。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的準(zhǔn)集總元件極寬帶帶通濾波器，其特征在于，所述變換為集總電路變換和微帶電路變換。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的準(zhǔn)集總元件極寬帶帶通濾波器，其特征在于，所述集總電路變換為：先將高通電容插入低通濾波電路，再將電路中的T型電容網(wǎng)絡(luò)等效替換為π型電容網(wǎng)絡(luò)。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的準(zhǔn)集總元件極寬帶帶通濾波器，其特征在于，在所述變換中，插入高通電容能向低通濾波電路中引入一個(gè)低頻截止頻率從而將低通電路變換為帶通電路。

7.根據(jù)權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的準(zhǔn)集總元件極寬帶帶通濾波器的制備方法，其特征在于，所述微帶濾波器的制備方法包括以下步驟：

先利用低通濾波電路的結(jié)構(gòu)連接折線電感和片狀電容，構(gòu)成微帶低通濾波器，再將部分片狀電容替換為插指電容，構(gòu)成微帶帶通濾波器。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述的準(zhǔn)集總的折線電感和片狀電容的電參數(shù)利用低通濾波電路和傳輸函數(shù)計(jì)算得到；和/或

所述的準(zhǔn)集總的插指電容的電參數(shù)由公式和要求的截止頻率計(jì)算得到。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的制備方法，其特征在于，所述用于計(jì)算準(zhǔn)集總元件電參數(shù)的傳輸函數(shù)選自以下一種或多種：切比雪夫函數(shù)、巴特沃茲函數(shù)、橢圓函數(shù)、準(zhǔn)橢圓函數(shù)。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述微帶濾波器通過(guò)圖形轉(zhuǎn)移技術(shù)在高溫超導(dǎo)薄膜材料上制造出所述微帶電路、折線電感、片狀電容和/或插指電容。

11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的制備方法，其特征在于，所述高溫超導(dǎo)薄膜材料選自以下一種或多種：釔鋇銅氧、鏑鋇銅氧、汞鋇銅氧、鉈鋇鈣銅氧。

12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的制備方法，其特征在于，所述高溫超導(dǎo)薄膜材料生長(zhǎng)于襯底上，所述的高溫超導(dǎo)薄膜材料的襯底選自以下一種或多種：氧化鎂、氧化鋁、鋁酸鑭。

13.根據(jù)權(quán)利要求7所述的制備方法，其特征在于，所述折線電感的線寬和縫寬為1μm～10mm和/或所述折線電感的彎折數(shù)量為0個(gè)～99個(gè)；

所述片狀電容的長(zhǎng)度和寬度為1mm～50mm；和/或

所述插指電容的線寬和縫寬為1μm～10μm和/或所述插指電容的插指數(shù)量為2個(gè)～99個(gè)。

14.一種通信系統(tǒng)，其特征在于，所述通信系統(tǒng)包括如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的準(zhǔn)集總元件極寬帶帶通濾波器或按照權(quán)利要求7至13中任一項(xiàng)所述的制備方法而制得的準(zhǔn)集總元件極寬帶帶通濾波器。