[发明专利]一种可调带宽及中心频率的高温超导滤波器实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及可调的高温超导(HTS)滤波器，其中心频率和带宽可以在一个宽的频率范围内调整而不会引起性能变劣，属于通信技术领域。

背景技术

在20世纪80年代后期，含有稀土金属的陶瓷金属氧化物化合物YBCO，TBCCO，TPSCCO等HTS(高温超导体)材料在足够高的温度下具有超导性能，从而使得能够使用液态氮作为冷却剂。因为液态氮在77K下的冷却效果比液态氦强20倍，而成本却低10倍，所以大量的可能性应用已经开始，并带来巨大经济效益。HTS滤波器被公认为在电信，仪器仪表和军用设备中具有广阔的应用前景，其优点在于，具有极低的带插入损失，高的偏离带阻和陡的边缘。在微波频段，高温超导材料的表面电阻比普通金属低两个数量级以上。用高温超导薄膜可以制备出性能优异的接近于理想滤波特性的微带线滤波器.在大功率、线性相位、极宽带宽、高频率超导滤波器的研究方面，超导滤波器技术将有一个新的飞跃，并将在移动通信、军事装备等领域获得广泛的、较大规模的商业应用。

发明内容

本发明提供了一种可调带宽及中心频率的高温超导微带线滤波器实现方法，该方法在设计中采用电容耦合结构。利用集总元件等效电路给出了谐振器与电容耦合组成的电路的谐振频率和有载Q值的表达式。提出了电容耦合的集总元件带通滤波器等效电路。并基于上述电路在MgO基片上设计和实际制作了一个高性能的可调带宽及中心频率的高温超导微带线滤波器。其具有宽的调频范围，且其滤波的性能良好。

本发明提出的技术方案具体步骤包括：

分析滤波器的性能指标，本发明提出了电容耦合的集总元件带通滤波器等效电路。设计一个可调带宽及中心频率的3节高温超导微带线滤波器。其结构如图1所示，谐振器的本征谐振频率为：

ω0=1LC---(1)]]>

其中，ω₀为滤波器中心频率。各导纳变换器值为：

J01=J34=ω0C·FBWRg0g1---(2)]]>

J12=J23=FBWω0Cg1g2---(3)]]>

其中，FBW为滤波器相对带宽。g_i为低通原型电路元件值，可以通过公式计算或查表求得。得到导纳变换器各电容值为：