CN1607693A - 微波通讯用组合式结构高温超导微带滤波器及其生产方法 - Google Patents

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陈勤文
季来运
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Abstract

一种组合式结构的高温超导微带滤波器及其生产方法，其特征在于它是由接地衬底、输入微带单元、输出微带单元和多个标准谐振器单元共同组合而成。采用的工艺步骤为：用传统的半导体技术，制造出各组成单元，配合即时调测系统，组合调整各单元位置，得到符合技术要求的滤波器。本发明的优越性在于：组合式结构高温超导微带滤波器可以充分利用超导晶片，提高超导晶片的有效利用率；灵活的调测方式可以提高产品成品率。本发明不仅可以用于制造具有高品质因子的高温超导滤波器，也可制造传统的平面型普通金属微带滤波器，应用在各种不同的微波通讯系统中。

Description

微波通讯用组合式结构高温超导微带滤波器及其生产方法
(一)技术领域：
本发明涉及一种组合式结构高温超导微带滤波器及其生产方法，特别是一种适用于微波通讯的微带滤波器的设计。
(二)背景技术：
长久以来，滤波器一直在电子信号的处理中起着极其重要的作用，它具有过滤使用频率的信号和抑制干扰信号的功用。随着微波无线通信的快速发展，对滤波器的电学性能提出了越来越高的要求。近年发展起来的高温超导滤波器技术很好的适应了这种需求，由于高温超导薄膜有很高的品质因子(Q值)，所以采用高温超导薄膜制成的微带型滤波器，具有极低的插入损耗及优异的频率选择特性(高通带边缘陡峭度)，使其特别适用于移动通讯基站的接收和发射系统上。移动通讯基站使用高温超导滤波器之后，可以增加基站的覆盖面积、降低杂讯的干扰，提高通话质量；并可降低手机的发射功率，大幅减少电磁波辐射对人脑的影响，达到绿色环保的要求。
使用高温超导薄膜制作的微波滤波器多为微带型的平面结构，对于半波长谐振器式耦合滤波器，其电路基本构成一般为：信号的输入微带、输出微带、多个产生谐振耦合的微带谐振器，谐振器的有效长度为中心频率的半波长，多极谐振器对相应频率电磁波的激励和耦合传输作用而最终达到对微波信号的过滤处理。
目前的高温超导滤波器工作片结构一般有五层组成，包括：滤波器的输入输出焊接点镀金层、超导电路层、介电层、底部超导层、底部镀金层。设计工程师的工作内容就是设计滤波器的工作电路，通过计算机模拟仿真设计出符合技术要求的滤波器电路，然而在实际的生产过程中，最终生产出来的滤波器工作片一般情况下会和设计的结果有一定的差距，因此需要采用各种调测手段对滤波器进行电性能的调整，借以弥补滤波器工作片电路在生产过程中造成的缺陷。但如果其中的任何一个微带谐振器偏离初始设计较远的话，则微调手段也会无能为力，最终造成整片滤波器工作片报废。同时由于制作大面积的高温超导薄膜比较困难，因此采用传统的滤波器工作片结构，对晶片的有效利用率较低。
(三)发明内容：
本发明的目的在于设计一种组合式结构的高温超导微带滤波器，它是一种微波带通滤波器，它有效地解决了晶片利用率低的问题，同时配合即时调测系统，可以调测出符合技术要求的滤波器，提高了生产成品率，降低了损耗。该结构不但适合于使用具有高品质因子的高温超导薄膜制作成高温超导微带滤波器，而且适合于制作传统的普通金属微带滤波器。
本发明的技术方案：一种组合式结构的高温超导微带滤波器，其特征在于它是由接地衬底、输入微带单元、输出微带单元和多个标准谐振器单元共同组合而成。
上述所说的滤波器中之接地衬底分为三层：介电层、高温超导层、镀金层。
上述所说的滤波器中之输入微带单元、输出微带单元分为三层：介电层、高温超导微带电路层、焊接点处的镀金层。
上述所说的滤波器之多个标准谐振器单元分为两层：介电层、高温超导微带电路层，其微带电路为设计的滤波器中心频率处的半波长谐振器。
一种上述所说的组合式结构的高温超导微带滤波器的生产方法，其特征在于采用如下生产工艺步骤：(1)首先采用传统的半导体工艺技术，制造出接地衬底、输入微带单元、输出微带单元和多个标准的谐振器单元；(2)其次将接地衬底依镀金层焊接于滤波器的封装盒内，将输入微带单元、输出微带单元依介电层平行粘接于接地衬底的介电层上；(3)再次将所需个数的标准谐振器单元依介电层平行放置于接地衬底的介电层上，配合即时测量系统，调整每个标准谐振器单元的位置，直至得到符合要求的滤波器频率响应特性；(4)最后将每个标准谐振器单元永久固定，得到最后的组合式结构滤波器。
本发明的优越性在于：1、微波通讯用组合式结构高温超导微带滤波器可以配合即时测量系统，调测出具有优良特性的产品；2、微波通讯用组合式结构高温超导微带滤波器可以充分利用超导晶片，提高超导晶片的有效利用率；3、灵活的调测方式可以提高产品成品率。4、本发明不仅可以用于制造具有高品质因子的高温超导滤波器，也可制造传统的平面型普通金属微带滤波器，应用在各种不同的微波通讯系统中。
(四)附图说明：
附图1为现有典型的微带滤波器工作片结构示意图。
附图2为本发明所涉一种微波通讯用组合式结构高温超导微带滤波器之接地衬底的结构示意图。
附图3为本发明所涉一种微波通讯用组合式结构高温超导微带滤波器之输入微带、标准谐振器单元、输出微带的结构示意图。
附图4为本发明所涉一种微波通讯用组合式结构高温超导微带滤波器组合后的结构示意图。
其中：10为现有典型的微带滤波器工作片本体，11为滤波器工作片底部镀金层，12为滤波器工作片底部超导层，13为滤波器工作片的介电层，14为滤波器工作片超导电路，15为滤波器工作片焊接点镀金层；20为接地衬底本体，21为介电层，22为高温超导层，23为衬底底部镀金层；30a、30b分别为输入输出微带单元本体，31为介电层，32为超导电路层，33为输入输出微带焊接点镀金层；40为标准谐振器单元本体，41为介电层，42为超导电路层。
(五)具体实施方式：
实施例：一种组合式结构的高温超导微带滤波器，其特征在于它是由接地衬底20、输入微带单元30a、输出微带单元30b和多个标准谐振器单元40共同组合而成。
上述所说的滤波器中之接地衬底20分为三层：介电层21、高温超导层22、镀金层23。
上述所说的滤波器中之输入微带单元30a、输出微带单元30b分为三层：介电层31、高温超导微带电路层32、焊接点处的镀金层33。
上述所说的滤波器之多个标准谐振器单元40分为两层：介电层41、高温超导微带电路层42，其微带电路为设计的滤波器中心频率处的半波长谐振器。
一种上述所说的组合式结构的高温超导微带滤波器的生产方法，其特征在于采用如下生产工艺步骤：(1)首先采用传统的半导体工艺技术，制造出接地衬底20、输入微带单元30a、输出微带单元30b和多个标准的谐振器单元40；(2)其次将接地衬底20依镀金层23焊接于滤波器的封装盒内，将输入微带单元30a、输出微带单元30b依介电层31平行粘接于接地衬底20的介电层21上；(3)再次将所需个数的标准谐振器单元40依介电层41平行放置于接地衬底20的介电层21上，配合即时测量系统，调整每个标准谐振器单元40的位置，直至得到符合要求的滤波器频率响应特性；(4)最后将每个标准谐振器单元40永久固定，得到最后的组合式结构滤波器。

Claims (5)

1、一种组合式结构的高温超导微带滤波器，其特征在于它是由接地衬底、输入微带单元、输出微带单元和多个标准谐振器单元共同组合而成。
2、根据权利要求1所说的一种组合式结构的高温超导微带滤波器，其特征在于所说的滤波器中之接地衬底分为三层：介电层、高温超导层、镀金层。
3、根据权利要求1所说的一种组合式结构的高温超导微带滤波器，其特征在于所说的滤波器中之输入微带单元、输出微带单元分为三层：介电层、高温超导微带电路层、焊接点处的镀金层。
4、根据权利要求1所说的一种组合式结构的高温超导微带滤波器，其特征在于所说的滤波器之多个标准谐振器单元分为两层：介电层、高温超导微带电路层，其微带电路为设计的滤波器中心频率处的半波长谐振器。
5、一种上述所说的组合式结构的高温超导微带滤波器的生产方法，其特征在于采用如下生产工艺步骤：(1)首先采用传统的半导体工艺技术，制造出接地衬底、输入微带单元、输出微带单元和多个标准的谐振器单元；(2)其次将接地衬底依镀金层焊接于滤波器的封装盒内，将输入微带单元、输出微带单元依介电层平行粘接于接地衬底的介电层上；(3)再次将所需个数的标准谐振器单元依介电层平行放置于接地衬底的介电层上，配合即时测量系统，调整每个标准谐振器单元的位置，直至得到符合要求的滤波器频率响应特性；(4)最后将每个标准谐振器单元永久固定，得到最后的组合式结构滤波器。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN101807734A (zh) * 2010-03-24 2010-08-18 西安空间无线电技术研究所 一种新型波导口Ka波段高温超导滤波器
CN102403556A (zh) * 2010-09-10 2012-04-04 中国科学院物理研究所 一种可调谐超导滤波器及其制作方法、金属屏蔽盒
CN111009708A (zh) * 2019-12-20 2020-04-14 南京航空航天大学 基于等效局域型表面等离激元的带通滤波器及其工作方法

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CN101807734B (zh) * 2010-03-24 2013-01-23 西安空间无线电技术研究所 一种新型波导口Ka波段高温超导滤波器
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