適用於製作線性相位超導濾波器的諧振器組的製作方法

2023-09-17 10:46:15 2

專利名稱：適用於製作線性相位超導濾波器的諧振器組的製作方法
適用刊,線性相鵬導'搶波器附皆振器組S^領域本發明屬於電子技術領域，特別涉及於通訊用的具有線性相位特性的高，導 翻微器，該微謹乍預導薄肚。背景駄現代高縣統不僅要求超導滄波器具有很好的頻率選擇性，而M該具有很好 的統性相位特性。線性相位超導濾波器多採用自均衡結構，由四個諧振器級聯組成的諧振器組 (Cascaded Quadruplet形式的諧振器組，此文簡稱為CQ形式諧振器組)是構艦類搶波器的基本 單元，此類濾波器的結構裡包含一到^F個這樣的諧振器組。,CQ形式諧振器組有四^H皆振器 組成，如圖1所示，M1>2、 Mw和My是代表主耦合通道的耦合係數，似m是交叉親合 (CrosS"COupling)的耦合係數。當似14與似12、 M23以及^/3,4的極性相同時，此CQ形式諧振器組,生一對位於實軸的傳輸零點以優化濾波器的相位特性，因而它是構成線性相位超導濾波器 的基林元。CQ形式諧振器組結構內較小的寄生耦合便會f頓滯,的線性相，導濾波器的線性相位特 '[4^生明顯的靴。因此，翻TM乍高性能指t藏性相鵬導濾波器的CQ形式諧振器組，其 結構本身應該倉辦很好的消除其內部寄生耦合的影響，M卜還應該容易仿真設計。至,前為止，關於線性相鵬導濾波飄開制方面的文獻很少。用刊ij作線性相鵬導、搶波器 的CQ形式諧振器te^W以TM種實現方式 一種^ffl附加跨線的方式，如圖2戶標，此類 CQ形式諧振器組中的四個諧振器戱線排列(In-line)，諧振器1稱皆振器4之間艦一條附加 的跨線21產生交叉耦合，詳細內容請參考以TM篇娜(a) T.Zuo，L.Fang, at el," A self-equalized HTS filter for fixture mobile communication applications", Physica C， Vol. 459 (2007) pp. 1~4; (b ) Fei Li, Xueqiang Zhang, at el, "Superconducting filter with a linear phase for third-generation mobile communications", Supercond. Sci. Technol" vol.20, pp. 611~615.由於附加跨線引入的交叉耦合在仿真時不易控制，且附加跨線會改變諧振器i和4的諧振頻率，因itbtk種^i具有仿真設計較為困 難的缺陷，仿真設計時需要反覆的調諧，費時費力，jtl^卜跟中結構中附加,所產生的寄生耦合的影響不易消除。另一種實現方^^用如圖3B^的結構，它由四個半開環微新皆振mto而成，此種結構在仿真設計時實5I^相對比較簡單，但是由於一湘鄰諧振器(她皆振器1和3及 諧振器2和4)之間的間距很小，此種結構#^的&^:缺陷是，其結構內的寄生耦合的影響 很大。發明內容1本發明的目的是解決現有技術存在的寄生耦，響^a不易消除，以及仿真設計較為困難
的問題，開發一種適用刊,高指+藏性相l雄導濾波器的CQ形式諧振器組，它既很好的消除 了其內部寄生耦合的影響又便於仿真設計，該CQ形式諧振器M^ffl微帶結構，製作在超導薄膜 上。本發明鵬的適用於製作線性相鵬導搶波器的諧振器組，是由四個諧振織聯鄉賊附皆振器組，所述的單個諧振器是,呈"L"，的微帶諧振器，四個微銜皆振i於上下左右四角處缺口向內呈口字棘置。如圖4麻，此種結構使得非相鄰諧振器即諧振器1和3以及i^^器2和4之間的間距增大，因此很好的消除了它們之間的寄生耦合。附兌的構成i^l器組的微銜皆振器的有效長度為1/2波長，微銜皆振器的兩臂等"^不等長。 附兌的微銜皆振器是由一組"L"形微帶段由^ilj小、由外向內首尾交替連接構成的，呈 "L"微的微衝皆振器。附兌的"L"形微新皆振器的拐角處可以局部凹進52—小部分(相對內側呈凸出狀51)。所說的微銜皆振器也可以是由微帶段經過反覆多次摺疊形成的整體呈"L"形沃的微衝皆振器。附兌的"L"形微帶諧振器的拐角處根據需要設計為直角狀、梯微、階梯狀、半圓狀或半 橢圓狀。構成諧振器組中的四個"L"形微帶諧振器的內部結構是相同的^是不同的。 戶/H兌的諧振器組的襯底材料為LaA103、 MgO赫藍寶石。本發明的優點和積極麟本發明開發了一種具有頓結構的CQ形式i離器組，它由四個具有呈"L"微附皆振驟且 成口字柳置。此種結構使得非相鄰諧振器的間距增大，從而很好消除了它們之間寄生耦合的影 響；此外其結構內不需要附加跨線，兼有易於仿真設計的特點。因itbtb種CQ形式諧振器會MHiS 用刊,高性能指標的線性相鵬導濾波器。
圖1為現有技術中CQ形式諧振器組的原理圖。
圖2為現有技術中由附加跨線構成的CQ形式諧振器組的結構示意圖。
其中，20為附加跨線。圖3為現有M中由半開環微新皆振器構成的CQ形式諧振器組的結構示意圖。 圖4為本發明所涉的一幹'L",皆振器(a)和由之組成的CQ形式諧振器組(b)。 其中40為"L" mi^l器，41為由"C皆振器構成的CQ形式諧振器組。 圖5 (b)至(e)為本發明所涉的"L"鵬皆振器的幾種典型結構，(a)為線寬示意圖。 其中51為諧振^S"L"微的基礎上，線錢出的1分，52為諧振^^"L"靴的基石rL，線條凹進的1分，53為諧振器的線寬，54為"L"鵬皆振器的臂長，55為"L"鵬皆振器的拐角。圖6 (a)至(c)為本發明所涉的CQ形式諧振器組的幾種會I^r式。其中60為由相同結構的"L",皆振器艦附皆振器組，61為由不同結構的"L",皆振器 服賊的諧振器組。圖7為由本發明所涉的"L"鵬皆振器會I^構成的線性相鵬導搶波器的結構圖。 其中70為由"L"皿諧振器tU戎的CQ形式諧振器組，71為輸入微帶，72為輸出微帶，73 為CQ形式諧振器組以外附^g器。圖8為由本發明所涉的"C皆振器鄉服構成的線性相鵬導滄波器的頻率響應圖。 其中80為#^5#性曲線，81為Hl^tf性曲線。圖9為由本發明所涉的"C離器tMf構成的統性相鵬導搶波器的群時延響應圖。具體實;6&^;實施例l:諧振器組如圖4戶麻，本發明麟的適用於製作線性相鵬爭搶波器斷皆振器組，是由四個,呈"L ",的微銜皆振器41級聯t賊的諧振器組，四個微新皆振器於上下左右四角處缺口向內呈口字形 布置40。此種結構使得非相鄰皆振器即諧振器1和3以及諧振器2和4之間的間距增大，因此很 好的消除了它們之間的寄生耦合。其中，微新皆振器是由一組"L"形微帶段由大到小、由外向內首M^接構成的，呈"L" m的微新皆振器，如圖4 (a)及圖5 (b) (c) (d)戶標。所說的"L"形微銜皆振器的拐角處 可以局部凹進52—小部分(相對內煩!)呈凸出狀51)，如圖5 (c)戶標。所說的微帶諧振器也可以是由微帶^3i反覆多次進行摺疊形成的整體呈"L"，的微帶諧
振器，如圖5 (e) 。附兌的"L"形微新皆振器的拐角處55根據需要設計為如圖5 (b)戶^直角狀、梯皿、如 圖5 (c)戶;f^p介梯狀、半圓^者半橢圓狀。戶形兌的構成諧振器組的微銜皆振器的有效^S為1/2波長，微銜g^器的兩臂54等M不等 長，線條的寬度53是等寬的艦不等寬的，如圖5 (a) F標。如圖6戶標，本發明麟的翻刊胙線性相織導搶波器附皆振器組，可以是由相同結構的"L"微諧振器艦斷皆振器組60，也可以是由不同結構的"L",皆振器戶;f^附皆振器組61。實施例3:微艦棚高鵬# 微器如圖7戶標由本發明鄉的諧振器組構成的、具有線性相位特性的微艦i柳高鵬導微帶 娜搶波器，其結構內包含一個由"L"形諧振器糹賊的CQ形式諧振器組70、輸入微帶71、輸出 微帶72、 ^個"L"形微帶諧振器73。該濾波器的級數為十階，為左右 結構。M^構中， ^1H皆振器的尺寸相同。J^Bffi兌的滄波器中由"L"形諧振器會賊的CQ形式諧振器組的個數以及搶波器的級數可根據實際的需麵確定，各諧振器的有效長度為半波長。J^fi兌的濾波器中CQ形式諧振器組以外的六^i皆振器為相同結構的"L"形諧振器，它們也 可以採用其他不同的結構形式。J^所說的濾波器之輸入微帶、輸出微帶與其相鄰諧振器之間採用了耦合方式，也可以採用 抽頭連接方式。J^f說的溏波器製作於以LaA103為襯底的超導薄ah，它也可以製作於以MgO ，寶石為襯底的超導薄ai:。圖8 ^t^^兌的搶波器幅頻響應中ftii1f性80和反鵬性81的全波電磁場仿真曲線，仿 真軟體為Sonnet;圖9 ^J^Mi兌的搶波器群時延的全波電磁場仿真曲線，由圖觀察到斷兌的濾 波器具有很好的性能指標。
權利要求
1、一種適用於製作線性相位超導濾波器的諧振器組，其特徵在於該諧振器組是由四個諧振器級聯組成的諧振器組，所述的單個諧振器是整體呈「」形狀的微帶諧振器，四個微帶諧振器於上下左右四角處缺口向內呈口字形布置。
2、 根據權利要求i戶;M的諧振器組，，徵在於0H兌的構成諧振器組的^微新皆振器的有 效長度為l/2波長，微銜皆振器的兩臂等^不等長。
3、 根據權利要求1或2戶腿的諧振器組，賺徵在於戶形兌的微新皆振器是由一組"L"形 微帶段由大到小、由外向內首尾交替連接構成的辦呈"L"微的微新皆振器。
4、 根據權利要求1或2戶腿抓皆振器組，辦徵在於附兌的微衝皆振器是由微帶S^聖過反覆 折魏成的麟呈"L"微的微衝皆振器。
5、 根據權利要求1或2臓附皆振器組，其特徵在於船兌的"L"形微銜皆振器的拐角處根 據需要設計為直角狀、梯微、階梯狀、半圓狀或者 圓狀。
6、 根據權利要求1或2戶腿的諧振器組，^#徵在於構成諧振器組中的四個"L"形微新皆 振器的內部結構相同、或不同。
7、 根據權利要求l或2戶腿附^l器組，賺徵在於附兌附皆振器組的襯底材料為LaA103、 MgO或者魅石。
全文摘要
一種適用於製作高指標線性相位超導濾波器的諧振器組，解決寄生耦合影響較大且不易消除，以及仿真設計較為困難的問題。本發明由四個諧振器級聯組成，單個諧振器是整體呈「」形狀的微帶諧振器，四個微帶諧振器於上下左右四角處缺口向內呈口字形布置。構成諧振器組的每個微帶諧振器的有效長度為1/2波長，兩臂等長或不等長。諧振器組的襯底材料為LaAlO3、MgO或者藍寶石。本發明諧振器組的結構使得非相鄰諧振器的間距增大，從而很好消除它們之間寄生耦合的影響；此外其結構內不需附加跨線，兼有易於仿真設計的特點。因此此種諧振器組更適用於製作高性能指標的線性相位超導濾波器。
文檔編號H01P7/08GK101159350SQ20071015011
公開日2008年4月9日 申請日期2007年11月9日 優先權日2007年11月9日
發明者馮鴻輝, 濤 左, 蘭 方, 趙新傑, 閻少林 申請人:南開大學