[发明专利]无线约瑟夫逊参数转换器

权利要求书

1.一种用于微波信号的无线转换器，包括：

基板；

多个第一约瑟夫逊结，所述多个第一约瑟夫逊结形成在所述基板上并连接成环；

形成在所述基板上的与所述环邻近的接地面；

第一天线，所述第一天线形成在所述基板上并连接至所述多个第一约瑟夫逊结；以及

第二天线，所述第二天线形成在所述基板上，朝向与所述第一天线垂直并且连接至所述多个第一约瑟夫逊结。

2.根据权利要求1所述的无线转换器，其中，所述转换器被配置成接收第一频率的泵送能量，所述第一天线的尺寸被设定成与第二频率的电磁能耦合，并且所述第二天线的尺寸被设定成与不同于所述第二频率的第三频率的电磁能耦合，并且其中，所述第一频率基本上等于所述第二频率和所述第三频率之和，或者所述第二频率和所述第三频率之差。

3.根据权利要求1或2所述的无线转换器，其中，

所述第一天线的第一半部连接至所述环的第一边上的两个约瑟夫逊结之间的第一节点，并且所述第一天线的第二半部连接至所述环的第二边上的两个约瑟夫逊结之间的第二节点；并且

所述第二天线的第一半部连接至所述环的第三边上的两个约瑟夫逊结之间的第三节点，并且所述第二天线的第二半部连接至所述环的第四边上的两个约瑟夫逊结之间的第四节点。

4.根据权利要求1或2所述的无线转换器，其中，所述多个第一约瑟夫逊结被布置成形成约瑟夫逊参数转换器。

5.根据权利要求4所述的无线转换器，其中，所述转换器能够在约400MHz宽的可调频率范围内提供20dB的增益。

6.根据权利要求4所述的无线转换器，其中，所述转换器能够提供约25dB的增益，其中在约-140dBm至约-120dBm之间的值处出现约1dB的压缩。

7.根据权利要求1所述的无线转换器，还包括：

第一电容器，所述第一电容器连接至所述第一天线的第一半部与所述环之间的第一节点；

第二电容器，所述第二电容器连接至所述第一天线的第二半部与所述环之间的第二节点；

第三电容器，所述第三电容器连接至所述第二天线的第一半部与所述环之间的第三节点；以及

第四电容器，所述第四电容器连接至所述第二天线的第二半部与所述环之间的第四节点。

8.根据权利要求7所述的无线转换器，其中，所述第一电容器至所述第四电容器包括形成在所述基板上的平行板电容器。

9.根据权利要求7所述的无线转换器，其中，所述第一电容器至所述第四电容器包括形成在所述基板上的叉指电容器。

10.根据权利要求7所述的无线转换器，其中，所述第一电容器和所述第二电容器具有基本上相同的第一电容，并且所述第三电容器和所述第四电容器具有基本相同的第二电容，所述第二电容与所述第一电容不同。

11.根据权利要求7所述的无线转换器，其中，所述第一电容器至所述第四电容器至少部分地由用于形成所述多个第一约瑟夫逊结的同一材料层形成。

12.根据权利要求11所述的无线转换器，其中，所述同一材料层形成所述第一天线和所述第二天线。

13.根据权利要求11所述的无线转换器，其中，所述同一材料层支持超导性。

14.根据权利要求7、8和10至13中的任一项所述的无线转换器，其中，所述接地面形成所述第一电容器至所述第四电容器的参考电位板。

15.根据权利要求1、2和7至13中的任一项所述的无线转换器，其中，所述接地面包括导电膜，所述导电膜被图案化成具有穿过所述膜的至少一个切口的环形形状，其中所述切口防止所述环形形状膜周围的圆形电流流动。

16.根据权利要求15所述的无线转换器，其中，所述至少一个切口相对于所述第一天线和/或所述第二天线对称地划分所述接地面。

17.根据权利要求1、2和7至13中的任一项所述的无线转换器，还包括第二批多个约瑟夫逊结，所述第二批多个约瑟夫逊结位于所述第一批多个约瑟夫逊结内并连接至所述第一批多个约瑟夫逊结。