[发明专利]基于可变形高温超导材料的腔体谐振器制作方法

说明书

本发明的基于可变形高温超导材料的腔体谐振器制作方法，包括以下步骤：a1、根据目标电路参数设计谐振器电路；a2、设计谐振器腔体时预留可变形高温超导材料及粘接尺寸；a3、根据谐振器腔体尺寸裁剪可变形高温超导材料为相应的片状备用；a4、将裁剪备用的片状的可变形高温超导材料对应固定到谐振器腔体内表面或者直接将其焊接成微波谐振腔。本发明的有益效果：设计了可以调整谐振腔内部尺寸的调谐结构和调谐方法，给腔体超导谐振器/滤波器提供了更丰富且更有效的调谐方式，降低了谐振器的设计难度，也降低了对谐振器加工的精度要求。设计电路时通过设置与目标电路频率的差值设计，同时解决了产品在调谐过后的使用稳定性问题。

技术领域

本发明属于超导元器件设计技术领域，涉及高温超导谐振元器件的设计及调谐方法，特别涉及一种基于可变形高温超导材料的腔体谐振器制作方法。

背景技术

高温超导谐振器件因其良好的电路特性(如高Q值特性)被广泛应用于国防科技、航空航天以及卫星通信等前沿领域，作为电路元件的基础单元。

随着通信产业的快速发展，各种通信标准同时存在使得频率资源越来越紧张，对于无线通信系统的前端接收设备的要求也越来越高。具体表现是高效的频谱利用率问题，即对具有高选择性、小体积、低成本、设计灵活的射频滤波器有着迫切需求。高温超导技术目前发展已经较为成熟，利用高温超导材料设计的滤波器具有插损小，带边陡峭，矩形系数高的特点，因此已在通信领域被广泛使用。但是，目前普遍使用在微波波段的超导材料为基于单晶衬底的超导薄膜材料，此类材料具有几乎不可弯折、加工时容易破碎的不足，通常被用来制作平面型谐振器/滤波器。而作为微波谐振器领域另一常见的元器件-腔体谐振器/滤波器，却难以通过此类基于单晶衬底的超导材料来实现。本申请人曾做过将基于单晶衬底的超导薄膜材料应用到腔体谐振器/滤波器的尝试，从电路性能参数来看，确实带来了很大的突破，但是由于此类超导材料的易碎性，加工难度较大，制作的腔体滤波器由于易碎性的影响，可调整的参数也非常有限。

可变形高温超导材料(如二代高温超导带材)在近年来技术取得了快速发展，目前已能够在电力传输中被商业化使用，并可提高电流传输容量5至10倍，能耗降低三分之二。此类材料的特点是可随意弯折，可加工性强。相对于电力传输的低频领域，将二代超导带材应用到射频、微波及更高频率领域仍然未见尝试或报道。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的超导腔体滤波器加工制造难度大，调谐参数有限等不足，提出了一种基于可变形高温超导材料的腔体谐振器制作及调谐方法。

本发明的技术方案为：基于可变形高温超导材料的腔体谐振器制作方法，包括以下步骤：

a1、根据目标电路参数设计谐振器电路；

a2、根据谐振器电路设计谐振器腔体，设计谐振器腔体时预留可变形高温超导材料及粘接尺寸，以使安装完成的谐振器尺寸与所设计的电路尺寸相符；

a3、根据谐振器腔体尺寸裁剪可变形高温超导材料为相应的片状备用；

a4、将裁剪备用的片状的可变形高温超导材料对应固定到谐振器腔体内表面或者直接将其焊接成微波谐振腔。

优选方案，在步骤a1中，谐振器腔体设置调谐结构部，所述调谐结构部预留相应位置的可变形高温超导材料的调谐空间位置。

优选方案，所述调谐结构部对谐振器内部空间尺寸的调节下限不低于自由状态体积V₀的0.2倍，调节上限不高于V₀的3倍。

优选方案，在步骤a1中，所述设计的谐振器电路频率F1与目标电路的频率F的绝对差值不小于f，其中0M≤f≤1000M，M为频率单位兆Hz。

优选方案，所述f为30M。

优选方案，谐振器电路频率F1小于目标电路的频率F。