DE60036227T2

DE60036227T2 - Wärmeisolierte signalübertragungseinheit und supraleitende signalübertragungsvorrichtung

Info

Publication number: DE60036227T2
Application number: DE60036227T
Authority: DE
Inventors: Manabu Fujitsu Limited Kawasaki-shi Kai; Toru Fujitsu Limited Kawasaki-shi Maniwa; Kazunori Fujitsu Limited Kawasaki-shi Yamanaka; Akihiko Fujitsu Limited Kawasaki-shi Akasegawa
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 2000-01-31
Filing date: 2000-01-31
Publication date: 2008-05-21
Anticipated expiration: 2020-02-01
Also published as: EP1253602B1; US6889068B2; JP4236408B2; WO2001057886A1; US20020187902A1; DE60036227D1; EP1253602A1; EP1253602A4

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Wärmegrenzwertsignal-Übertragungseinheit zur Beibehaltung einer supraleitenden Elektronikvorrichtung, welche bei einer kryogenen Temperatur wirksam arbeitet, in einem kryogenen Zustand, und auf eine supraleitende Signalübertragungseinrichtung unter Verwendung dergleichen.
Jüngst haben supraleitende Elektronikvorrichtungen, welche unter einem supraleitenden Zustand arbeiten, eine Aufmerksamkeit erregt. Als solche Elektronikvorrichtungen gibt es beispielsweise die supraleitenden Filter, welche zur Verwendung für Transceiver-Einrichtungen von Basisstationen in Mobilkommunikationssystemen fähig sind. Alternativ gibt es ebenfalls SQUID-Flussmeter, welche zur Messung von Elektroenzephalogrammen in Medizinsystemen verwendet werden.
Ein Kühlen solcher supraleitenden Elektronikvorrichtungen auf weniger als die kryogene Temperatur von 70 K erfordert eine beträchtlich große Kühlmaschine und verbraucht eine beträchtlich hohe Menge an Energie. Daher läuft eine Forschung und Entwicklung auf supraleitende Elektronikvorrichtungen, und um so hoch wie möglich den Eintritt von Wärme von der Außenseite (Raumtemperatur) an eine gekühlte supraleitende Elektronikvorrichtung zu unterdrücken.
Ein supraleitender Filter kann als ein Beispiel der obigen supraleitenden Elektronikvorrichtung für eine Transceiver-Einrichtung von einer Basisstation im obigen Mobilkommunikationssystem verwendet werden. In einem Supraleiter, welcher dazu in der Lage ist, in diesem supraleitenden Filter verwendet zu werden, ist der Oberflächenwiderstand auf das zwei- bis dreifache kleiner im Mikrowellenband als bei einem herkömmlichen Leiter, welcher ein herkömmliches Metall enthält. Daher ist es, sogar wenn die Anzahl von Resonatoren erhöht wird, welche den supraleitenden Filter ausbilden, um steile Grenzeigenschaften zu erlangen, möglich, den Verlust im Durchlassbereich umfangreich zu reduzieren. Daraus folgend verbessert die Verwendung des supraleitenden Filters die Empfangsempfindlichkeit und vergrößert den Bereich, welcher durch eine einzelne Basisstation abgedeckt werden kann, wodurch es somit ermöglich wird, dass die Anzahl von Basisstationen reduziert wird oder die Übertragungsleistung verringert wird, und gibt Anlass zu weiteren Hauptvorteilen.
Um solche Vorteile zu erlangen, ist es erforderlich, den supraleitenden Filter, welcher als die supraleitende Elektronikvorrichtung verwendet wird, stabil und kostengünstig bei einer kryogenen Temperatur beizubehalten. Es wurde ein umfangreicher Stand der Technik vorgeschlagen, um diese Anforderung zu treffen, beispielsweise die japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung (Kokai) No. 9-129041 , die japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung (Kokai) No. 9-134618 , die japanische ungeprüfte Patentveröffentlichung (Kokai) No. 9-147634 , usw.
Dieser Stand der Technik wird später unter Verwendung der Zeichnungen detaillierter erläutert, jedoch liegt der wichtige Punkt darin, dass die Wärme, welche in die Vorrichtung von dem Koaxialkabel aus herein fließt, welches mit der supraleitenden Elektronikvorrichtung verbunden ist, abgeschnitten wird, indem ein spezieller Wärmeunterbindungs-Aufbau (engl. heat cutoff structure) für dieses Koaxialkabel verwendet wird. Das heißt, dass ein Wärmeunterbindungs-Koaxialkabel vorgeschlagen wurde.
Es gibt jedoch die folgenden Probleme im oben zitierten Stand der Technik:

(i) Da es notwendig ist, ein spezielles Koaxialkabel zu erstellen, welches einen speziellen Wärmeunterbindungs-Aufbau hat, gibt es das Problem, dass eine bestimmte Zeit für die Herstellung notwendig ist, und dass daher die Kosten hoch werden. Daher ist dies für die Massenproduktion nicht geeignet.
(ii) Wenn ein Wärmeunterbindungs-Aufbau zum Reduzieren der Dicke des Außenleiters von dem Koaxialkabel adaptiert wird, gibt es, wenn das Koaxialkabel, die supraleitende Elektronikvorrichtung und ein Kühlverwendungs-Vakuumbehälter zusammengefasst werden, um eine einzelne supraleitende Signalübertragungseinrichtung zusammenzubauen, eine unzureichende Flexibilität zur freien Verformung des Koaxialkabels, und daher gibt es das Problem, dass der Zusammenbau schwierig wird. Dies liegt anhand der Tatsache, dass ein dünner Außenleiter dazu neigt, aufgrund eines Biegens oder einer weiteren Verformung leicht zu brechen.
(iii) Es gibt ferner das Problem dahingehend, dass ein dünner Außenleiter dazu neigt, sich aufgrund von Vibrationen, welche von der kühlenden Kühlmaschine übertragen werden, abzulösen.
(iv) Ferner, da der obige spezielle Wärmeunterbindungs-Aufbau lediglich an der Außenleiterseite des Koaxialkabels verwendet wird, gibt es das Problem, dass es für den Wärmefluss durch den Mittenleiter von dem Koaxialkabel überhaupt keine Wärmeunterbindungswirkung gibt. Daher kann der supraleitende Zustand nicht länger an der Verbindung von dem Mittenleiter und der supraleitenden Elektronikvorrichtung beibehalten werden, und ein Kontaktwiderstand neigt dazu erzeugt zu werden.

Das europäische Patent EP 0 367 610 B1 offenbart ein Kontaktmittel zur Bereitstellung einer elektrischen Verbindung zwischen einer ersten und zweiten Elektronikvorrichtung, welche jeweils bei einer ersten und zweiten Temperatur arbeiten, wobei das Kontaktmittel durch einen blattförmigen Aufbau bereitgestellt ist, welcher elektrisch leitfähige und elektrisch isolierende Filme enthält.
Gemäß eines ersten Aspektes von der Erfindung ist eine Wärmegrenzwertsignal-Übertragungseinheit bereitgestellt, welche einen flachen Schaltungskörper, welcher mit einem Substrat bereitgestellt ist, und eine Signalübertragungsleitung und eine Erdungsschicht, wobei beide auf diesem Substrat ausgebildet sind, enthält, wobei das Substrat ein dielektrisches Material enthält, welches eine geringe Wärmeleitfähigkeit hat, und wobei Leiterabschnitte, welche die Signalübertragungsleitung und Erdungsschicht ausbilden, mit einer dünnen Dicke ausgebildet sind, welches eine Unterdrückung des Wärmeflusses von der Außenseite ermöglicht, wobei Schlitze, welche den Querschnittsbereich der Erdungsschicht im Wesentlichen kleiner gestalten, in der Erdungsschicht ausgebildet sind.
Gemäß eines zweiten Aspektes von der Erfindung ist eine supraleitende Signalübertragungseinrichtung bereitgestellt, welche einen Vakuum-Behälter, eine supraleitende Elektronikvorrichtung, welche in dem Vakuum-Behälter bereitgestellt ist, eine Eingabeseite-Übertragungsleitung und Ausgabeseite-Übertragungsleitung, welche beide durch den Vakuum-Behälter passieren und jeweils mit einem Signaleingabe-Ende und Signalausgabe-Ende der supraleitenden Elektronikvorrichtung verbunden sind, und einen Kühlmechanismus zum Kühlen der supraleitenden Elektronikvorrichtung enthält, wobei: eine Wärmegrenzwertsignal-Übertragungseinheit in einen Teil von zumindest einer aus der Eingabeseite-Übertragungsleitung und Ausgabeseite-Übertragungsleitung eingesetzt ist, die Wärmegrenzwertsignal-Übertragungseinheit einen flachen Schaltungskörper, welcher mit einem Substrat bereitgestellt ist, und eine Signalübertragungsleitung und eine Erdungsschicht, wobei beide auf diesem Substrat ausgebildet sind, enthält, wobei das Substrat ein dielektrisches Material enthält, welches eine geringe Wärmeleitfähigkeit hat, und wobei Leiterabschnitte, welche die Signalübertragungsleitung und Erdungsschicht ausbilden, mit einer dünnen Dicke ausgebildet sind, welches eine Unterdrückung des Wärmeflusses von der Außenseite ermöglicht; und Schlitze, welche den Querschnittsbereich der Erdungsschicht im Wesentlichen kleiner gestalten, in der Erdungsschicht ausgebildet sind.
Eine Ausführungsform stellt die Wärmeunterbindung am Teil von einer Übertragungsleitung zwischen einer supraleitenden Elektronikvorrichtung innerhalb eines Vakuum-Behälters und eines Koaxialkabels von außerhalb des Vakuum-Behälters bereit, ohne dem Koaxialkabel selber irgendeinen speziellen Wärmeunterbindungs-Aufbau zu geben.
Eine Ausführungsform stellt eine Wärmegrenzwertsignal-Übertragungseinheit bereit, welche in dem obigen Teil von der Übertragungsleitung eingesetzt wird.
Ausführungsformen von der Erfindung werden nun mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben.
1 ist eine Ansicht von einer supraleitenden Signalübertragungseinrichtung gemäß einer Ausführungsform;
2 ist eine perspektivische Ansicht, welche ein erstes Hintergrundbeispiel (a) und ein zweites Hintergrundbeispiel (b) von einem flachen Schaltungskörper zeigt, welcher den Hauptteil von einer Wärmeunterbindungs-Signalübertragungseinheit ausbildet;
3 ist eine Draufsicht von einer Ausführungsform von der Erfindung, wobei die Erdungsschicht von 2(b) modifiziert ist;
4 ist eine Ansicht eines speziellen Aufbaus von einem Hintergrundbeispiel der Wärmeunterbindungs-Signalübertragungseinheit in einer Draufsicht (a) und einer Seitenansicht (b);
5 ist eine Ansicht eines weiteren spezifischen Aufbaus von einem Hintergrundbeispiel von der Wärmeunterbindungs-Signalübertragungseinheit in einer Draufsicht (a) und einer Seitenansicht (b);
6 ist eine perspektivische Ansicht von einem in 4 und 5 gezeigten Verbinder 36;
7 ist eine Ansicht von Simulationsergebnissen von einer Wärmeunterbindungswirkung und einem Übertragungsverlust aufgrund der Einführung von einer Wärmeunterbindungs-Signalübertragungseinheit von einem Hintergrundbeispiel und einer Wärmeunterbindungs-Signalübertragungseinheit von einer Ausführungsform;
8 zeigt Schnittansichten von Koaxialkabeln, welche Wärmeunterbindungs-Aufbauten gemäß eines herkömmlichen ersten Beispiels (a), zweiten Beispiels (b) und dritten Beispiels (c) haben; und
9 ist eine Ansicht eines Beispiels von einer herkömmlichen supraleitenden Signalübertragungseinrichtung.
Um das Verständnis der Ausführungsformen weiter zu erleichtern, wird zunächst eine Erläuterung über die mehreren oben erwähnten herkömmlichen Beispiele gegeben.
8 zeigt Schnittansichten von Koaxialkabel, welche Wärmeunterbindungs-Aufbauten gemäß eines herkömmlichen ersten Beispiels (a), zweiten Beispiels (b) und dritten Beispiels (c) haben.
Das erste Beispiel entspricht der oben erwähnten japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung (Kokai) No. 9-129041 , das zweite Beispiel entspricht der oben erwähnten japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung (Kokai) No. 9-134618 , und das dritte Beispiel entspricht der oben erwähnten japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung (Kokai) No. 9-147634 .
In (a), (b) und (c) von 8 zeigt Bezugszeichen 1 ein Koaxialkabel an, zeigt Bezugszeichen 2 einen Mittenleiter an und zeigt Bezugszeichen 3 ein Dielektrikum an. Ferner zeigen 4, 4' und 4'' Außenleiter von dem ersten, zweiten und dritten Beispiel an.
Im ersten Beispiel (a) ist der Außenleiter 4 durch einen dünnen, d. h. im Querschnitt kleinen, Metallfilm aufgebaut, um eine Wärmeunterbindungswirkung zu erlangen, beispielsweise die Unterdrückung einer Verbreitung von einer Wärme von in dem Figur linken Ende zum rechten Ende.
In diesem Fall, da der Metallfilm (4) leicht beschädigt wird, ist dessen Außenumfang durch ein Material 5 umgeben, welches eine geringe Wärmeleitfähigkeit und eine gute mechanische Festigkeit hat.
Im zweiten Beispiel (b) ist der Außenleiter 4' aus zwei Typen von zylindrischen Leitern von unterschiedlichen Durchmessern und einem Dielektrikum, welches in den überlappenden Abschnitten der beiden zwischengelegt ist, gemacht, um somit beispielsweise die Verbreitung von einer Wärme von dem in der Figur linken Ende zum rechten Ende zu unterdrücken. In den überlappten Abschnitten sind jedoch diese zwei Typen von zylindrischen Leitern miteinander kapazitiv gekoppelt. Diese bilden einen einzelnen Außenleiter durch eine Leitfähigkeit bei einer hohen Frequenz.
Im dritten Beispiel (c) sind ringförmige Nuten 6 teilweise im Außenleiter 4'' ausgebildet, um somit teilweise den Querschnittsbereich von dem Außenleiter 4'' zu reduzieren und um beispielsweise die Verbreitung von Wärme vom in der Figur linken Ende zum rechten Ende zu unterdrücken.
Wie oben erläutert, werden gemäß dem obigen herkömmlichen ersten Beispiel, zweiten Beispiel und dritten Beispiel, spezielle Wärmeunterbindungs-Aufbauten an die Außenleiter (4, 4' und 4'') von dem Koaxialkabel 1 gegeben, um den Wärmefluss an die supraleitenden Elektronikvorrichtungen zu unterdrücken. Daher treten die oben erwähnten Probleme (i) bis (iv) auf.
Ein Beispiel von einer supraleitenden Signalübertragungseinrichtung, an welche die obigen Koaxialkabel 1 angelegt werden können, wird als nächstes mit Bezug auf die Figuren erläutert.
9 ist eine Ansicht von einem Beispiel von einer herkömmlichen supraleitenden Signalübertragungseinrichtung. Es ist zu erwähnen, dass es bei der Einrichtung von dieser Figur ebenfalls möglich ist, die Wärmeunterbindungs-Signalübertragungseinheit gemäß einer Ausführungsform von der vorliegenden Erfindung anzuwenden.
In 9 kennzeichnet Bezugszeichen 11 einen Vakuum-Behälter, wobei am Zentrum davon eine supraleitende Elektronikvorrichtung 12 bereitgestellt ist. Diese Vorrichtung 12 ist ein supraleitender Filter im Falle der oben erwähnten Transceiver-Einrichtung in einer Basisstation. Ferner ist ein LNA (Verstärker mit niedrigem Rauschen) einstückig damit bereitgestellt.
Die supraleitende Elektronikvorrichtung 12 wird auf die kryogene Temperatur von 70 K gekühlt. Die Kühlmaschine dafür ist durch ein Bezugszeichen 15 angezeigt und ist an der Außenseite von dem Vakuum-Behälter 11 bereitgestellt. Die Kühlmaschine 15 ist mit einem Kühlkopf 17 über einen Pol 16 verbunden, welcher ein Kühlmittel befördert. Ein Gehäuse 18 aus Invar, Kupfer, Aluminium, usw., welches die Vorrichtung 12 umgibt, ist nahe an diesem Kühlkopf 17 befestigt und wird im Wesentlichen gleichförmig mit einer bestimmten Temperatur gekühlt.
Das Signal-Eingabeende und Signal-Ausgabeende von der supraleitenden Elektronikvorrichtung 12, welche auf diese Weise gekühlt wird, sind über eine Eingabeseite-Übertragungsleitung 13 und eine Ausgabeseite-Übertragungsleitung 14 mit einem Signal-Eingabeseite-Koaxialkabel 1 und einem Signal-Ausgabeseite-Koaxialkabel 1 außerhalb des Vakuum-Behälters 11 verbunden. Es ist zu erwähnen, dass die obigen Übertragungsleitungen 13 und 14 Koaxialkabel 1 enthalten.
Der Wärmefluss von der Außenseite, welcher durch die Koaxialkabel 1 verbreitet wird, entwickelt sich jedoch zu hohen Lasten auf die Kühlmaschine 15. Der Wert von dem Wärmefluss hängt von dem Material, der Dicke und der Länge von dem Koaxialkabel 1 ab, beträgt jedoch ungefähr 1 W im Falle von einem halbstarren Kabel von einer Länge von 25 cm und einem Durchmesser von 2,2 mm, einer Raumtemperatur außerhalb des Vakuum-Behälters 11 von 300 K und einer Temperatur von dem Kühlkopf 17 von 70 K. Die Kühlkapazität von der Kühlmaschine 15 wird in Relation zum Energieverbrauch bestimmt, jedoch, unter einer kryogenen Temperatur von 70 K, beträgt die Kühlkapazität lediglich einige Watt oder ähnlich, und zwar sogar mit einer Wirksamkeit von der Kühlmaschine (Kühlmaschinen-Ausgabe (W)/Eingangsenergie (W)) von ungefähr 1/20 bis 1/100 oder ähnlich, und einem Energieverbrauch von beispielsweise mehreren hundert Watt. Bei einer Verwendung bei einem aktuellen System sind eine Mehrzahl von Koaxialkabeln 1 erforderlich zur gleichzeitigen Kühlung von einer Mehrzahl von supraleitenden Elektronikvorrichtungen 12 oder zur Eingabe und zur Ausgabe, sodass die Gesamtrate eines Einflusses von einer Wärme die Kühlkapazität von der Kühlmaschine 15 übersteigen wird. Daher werden Koaxialkabel 1, welche mit speziellen Wärmeunterbindungs-Aufbauten bereitgestellt sind, wie in 8 gezeigt, als notwendig betrachtet. Wenn solche Koaxialkabel 1 verwendet werden, treten jedoch die oben erwähnten Probleme auf.
Eine Ausführungsform von der vorliegenden Erfindung stellt eine supraleitende Signalübertragungseinrichtung bereit, welche eine ausreichende Wärmeunterbindungs-Wirkung gibt, ohne dass Koaxialkabel 1 verwendet werden, welche mit solchen speziellen Wärmeunterbindungs-Aufbauten bereitgestellt sind, d. h., unter Verwendung von herkömmlichen Koaxialkabeln (halbstarre Kabel), und stellt ferner eine Wärmeunterbindungs-Signalübertragungseinheit für dergleichen bereit. Diese werden im Folgenden detailliert erläutert.
1 ist eine Ansicht von einer supraleitenden Signalübertragungseinrichtung gemäß einer Ausführungsform von der vorliegenden Erfindung. Es ist zu erwähnen, dass über die Zeichnungen hinweg ähnlichen Bauteilen die gleichen Bezugszeichen oder Symbole zugewiesen sind.
Wenn die oben erwähnten 9 und 1 verglichen werden, ist eine Wärmeunterbindungs- Signalübertragungseinheit 20 gemäß einer Ausführungsform neu eingeführt. Ferner wird als das Koaxialkabel zur Ausbildung der Übertragungsleitung des Signals anstelle eines Koaxialkabels, welches einen herkömmlichen Wärmeunterbindungs-Aufbau hat, ein herkömmliches Koaxialkabel 21 (halbstarres Kabel) verwendet. Es ist jedoch nicht untersagt, ein herkömmliches Koaxialkabel 1 als das Koaxialkabel zu verwenden. Wenn dieses herkömmliche Koaxialkabel 1 und die obige Einheit 20 gemäß einer Anforderung gemeinsam verwendet werden, wird jedoch die Wärmeunterbindungs-Wirkung größtenteils erhöht.
1 zeigt eine supraleitende Signalübertragungseinrichtung 10, welche mit einem Vakuum-Behälter 11, einer supraleitenden Elektronikvorrichtung 12, welche in dem Vakuum-Behälter 11 bereitgestellt ist, eine Eingabeseite-Übertragungsleitung 13 und eine Ausgabeseite-Übertragungsleitung 14, welche durch den Vakuum-Behälter 11 passieren und mit dem Signal-Eingabeende EIN und dem Signal-Ausgabeende AUS von der supraleitenden Elektronikvorrichtung 12 verbunden sind, und einem Kühlmechanismus (15, 16, 17) zum Kühlen der supraleitenden Elektronikvorrichtung 12 bereitgestellt ist, wobei eine Wärmeunterbindungs-Signalübertragungseinheit 20 in einem Teil von zumindest einer von der Eingabeseite-Übertragungsleitung 13 und Ausgabe-Übertragungsleitung 14 eingesetzt ist.
Daher können Übertragungseinheiten 20 in Teilen von sowohl der Übertragungsleitung 13 als auch 14 eingesetzt werden. 1 stellt den Aufbau von diesem Fall dar.
Die Übertragungsleitungen 13 und 14 können aus Koaxialkabeln erstellt sein oder können durch ein weiteres geeignetes Signalübertragungsmittel bereitgestellt sein. Ferner können die Einheiten 20 erweitert sein, um sie als die Übertragungsleitungen (13 und 14) zu verwenden.
Vorzugsweise ist die Wärmeunterbindungs-Signalübertragungseinheit 20 zum Teil von zumindest einer aus der Eingabeseite-Übertragungsleitung 13 und Ausgabeseite-Übertragungsleitung 14 eingesetzt, welche Koaxialkabel enthalten. In diesem Fall kann das Koaxialkabel aus einem herkömmlichen Koaxialkabel (halbstarres Kabel) 21 erstellt sein, oder kann, wie in 9 gezeigt, aus einem Koaxialkabel 1 erstellt sein, welches einen Wärmeunterbindungs-Aufbau an seinem Außenleiter hat.
Daher wird die Wärme, welche von der Außenseite von dem Vakuum-Behälter 11 durch das Koaxialkabel 21 und die Übertragungsleitungen 13 und 14 fließt, durch die Wärmeunterbindungs-Signalübertragungseinheit 20 unterbunden. Der Wärmefluss, welcher die Elektronikvorrichtung 12 erreicht, wird größtenteils beschränkt.
Als Nächstes wird die obige Wärmeunterbindungs-Signalübertragungseinheit 20 detailliert erläutert.
2 ist eine perspektivische Ansicht, welche ein erstes Hintergrundbeispiel (a) und ein zweites Hintergrundbeispiel (b) von einem flachen Schaltungskörper zeigt, welcher den Hauptteil von einer Wärmeunterbindungs-Signalübertragungseinheit ausbildet.
In der Figur ist Bezugszeichen 30 ein flacher Schaltungskörper, welcher den Hauptteil von der Wärmeunterbindungs-Signalübertragungseinheit 20 ausbildet.
2(a) zeigt den Fall, bei welchem der flache Schaltungskörper 30 als eine Mikrostreifenleitungs-Struktur aufgebaut ist, während 2(b) den Fall zeigt, bei welchem der flache Schaltungskörper 30 als ein planparalleler Wellenleiter-Aufbau aufgebaut ist.
Bezug nehmend auf 2(a), zeigt diese einen flachen Schaltungskörper 30, welcher mit einem Substrat 31 und mit einer Signalübertragungseinheit 32 und mit einer Erdungsschicht 33, welche auf einer Oberfläche und der weiteren Oberfläche von dem Substrat 31 ausgebildet ist, bereitgestellt ist, wobei das Substrat 31 ein dielektrisches Material enthält, welches eine kleine Wärmeleitfähigkeit hat, und wobei die Leiterabschnitte, welche die Signalübertragungsleitung 32 und Erdungsschicht 33 ausbilden, mit einer dünnen Dicke ausgebildet sind, welche dazu in der Lage ist, den Wärmefluss von der Außenseite zu unterdrücken.
Dann, unter Bezugnahme auf 2(b), zeigt diese einen flachen Schaltungskörper 30, welcher mit einem Substrat 31 und einer Signalübertragungsleitung 32 und Erdungsschichten 33-1 und 33-2 bereitgestellt ist, welche auf einer Oberfläche von dem Substrat 31 ausgebildet sind, wobei das Substrat ein dielektrisches Material enthält, welches eine kleine Wärmeleitfähigkeit hat, und wobei die Leiterabschnitte, welche die Signalübertragungsleitung 32 und Erdungsschichten 33-1 und 33-2 ausbilden, mit einer dünnen Dicke ausgebildet sind, welche dazu in der Lage ist, den Wärmefluss von der Außenseite zu unterdrücken.
Im Allgemeinen ist eine Eigenschaft bekannt, dass die Wärmeflussrate proportional ist zum Querschnittsbereich des Leiters, über welchen die Wärme verbreitet wird, und invers proportional ist zu seiner Länge. Der Anmelder hat die Tatsache in Betracht gezogen, dass ein bekannter Mikrostreifenleiter und ein planparalleler Wellenleiter als ein Übertragungsmedium verwendet werden können, auf welches die oben bekannte Eigenschaft einfach angewendet werden kann, und sogar am Durchlassbereich des Mikrowellenbandes behandelt werden können.
Daher verwendet der Anmelder den Aufbau von einem Mikrostreifenleiter oder einem planparallelen Wellenleiter als die Basis, um die Querschnittsbereiche von der Signalübertragungsleitung und der Erdungsschicht größtenteils zu reduzieren. Zusätzlich hat er ein dielektrisches Material, welches eine extrem geringe Wärmeleitfähigkeit hat, als das Substrat ausgewählt. Im Allgemeinen ist es beim Entwurf von einem Mikrostreifenleiter oder einem planparallelen Wellenleiter nicht üblich, die Querschnittsbereiche von den Leiterabschnitten größtenteils zu reduzieren und die Wärmeleitfähigkeit von dem Substratabschnitt auf gering einzustellen, jedoch werden diese Maßnahmen beim Ausbilden der Wärmeunterbindungs-Signalübertragungseinheit 20 vorgenommen.
Daher, da die Querschnittsbereiche von den Erdungsschichten 33, 33-1 und 33-2 auf gering eingestellt sind, wird die hohe Menge von Wärme, welche durch den Außenleiter von dem Koaxialkabel verbreitet wird, ausreichend durch die Erdungsschicht unterdrückt, und somit wird die Last auf die Kühlmaschine 15 leichter.
Ferner wird sogar die Wärme, welche durch den Mittenleiter von dem Koaxialkabel verbreitet wird, durch die Signalübertragungsleitung 32 unterdrückt. Daher wird die Zunahme im Kontaktwiderstand, welcher an dem Verbindungsabschnitt zwischen der supraleitenden Elektronikvorrichtung 12 und den Übertragungsleitungen 13 und 14 auftritt, verhindert.
Hier gibt es, wenn die relativen Vorteile zwischen einem Adaptieren des Mikrostreifenleiter-Aufbaus (2(a)) und einem Adaptieren des planparallelen Wellenleiter-Aufbaus (2(b)) als der flache Schaltungskörper 30 betrachtet werden, wenn der Mikrostreifenleiter-Aufbau verwendet wird, da die Oberfläche von der Erdungsschicht 33 breit ist und sich über die gesamte Rückoberfläche von dem Substrat 31 erstreckt, während es den Nachteil gibt, dass die Wärmeunterbindungs-Wirkung geringer ist als wenn der planparallele Wellenleiter-Aufbau verwendet wird, den Vorteil, dass der Übertragungsverlust aufgrund des Einsetzens des flachen Schaltungskörpers 30 in die Übertragungsleitung klein ist, da ein Mikrostreifenleiter einen geringeren Strahlungsverlust hat.
Andererseits, wenn der planparallele Wellenleiter-Aufbau verwendet wird, da der Querschnittsbereich von der Erdungsschicht 33-1 und 33-2 kleiner erstellt werden kann als der Querschnittsbereich von der Erdungsschicht 33 im Falle der Verwendung des Mikrostreifenleiter-Aufbaus, gibt es den Vorteil, dass die Wärmeunterbindungs-Wirkung hoch ist.
In beiden Fällen ist die Wärmeunterbindungs-Wirkung hoch aufgrund der Tatsache, dass der Querschnittsbereich von der Erdungsschicht (33, 33-1, 33-2), welcher eine Wärme mit dem Außenleiter von dem Koaxialkabel leitet, auf dem Pfad zur Elektronikvorrichtung 12 klein erstellt ist. Eine Ausführungsform von der vorliegenden Erfindung, welche dazu in der Lage ist, diese Wirkung weiter zu erhöhen, ist in 3 gezeigt.
3 ist eine Draufsicht von einer Ausführungsform von der Erfindung, wobei die Erdungsschicht von 2(b) modifiziert ist.
Das in der Figur gezeigte Merkmal betrifft die Schlitze 35. In der Figur sind die Abschnitte, welche schraffiert gezeigt sind, die Leiterabschnitte von der Signalübertragungsleitung 32 und die Erdungsschichten 33-1 und 33-2. Der Rest von den Abschnitten ist das Substrat 31.
Auf diese Weise wird die Wärmeunterbindungs-Wirkung ferner erhöht, indem in den Erdungsschichten die Schlitze 35 ausgebildet werden, um die Querschnittsbereiche von den Erdungsschichten 33-1 und 33-2 wesentlich kleiner zu erstellen.
In diesem Fall nimmt der Strahlungsverlust aufgrund der Schlitze 35 zu, und der obige Übertragungsverlust nimmt zu. Tatsächlich ist jedoch die Länge in die Richtung der Übertragung des Signals (Signalübertragungsleitungs-Länge) vielmehr kurz, und zwar weniger als einige Zentimeter, und die Zunahme im Übertragungsverlust ist sehr schwach.
Es ist zu erwähnen, dass der Aufbau des Bereitstellens der Schlitze in der Erdungsschicht selbstverständlich ebenfalls bei der Erdungsschicht 33 von 2(a) angewendet werden kann, da jedoch das Muster im Wesentlichen gleich dem in 3 gezeigten Muster ist (Muster von 33-1 oder 33-2), wird die Darstellung ausgelassen.
Ferner sind die Schlitze zum Wesentlichen Reduzieren des Querschnittsbereiches nicht auf die rechteckigen Formen von 3 beschränkt und können ebenfalls quadratische Formen oder kreisförmige Formen sein. Ferner ist die Richtung der Erstreckung der Schlitze nicht auf den Fall einer Überschneidung mit der Signalübertragungsleitung 32, wie in 3 gezeigt, beschränkt. Es ist ebenfalls möglich, eine Mehrzahl parallel zu der gleichen bereitzustellen. Wenn der Gesamtbereich der Schlitze zunimmt, nimmt jedoch ebenfalls der Strahlungsverlust zu, sodass die Größe und Anzahl der Schlitze geeigneterweise bestimmt werden sollten.
4 ist eine Ansicht eines spezifischen Aufbaus von einem Hintergrundbeispiel von einer Wärmeunterbindungs- Signalübertragungseinheit in einer Draufsicht (a) und einer Seitenansicht (b).
In der Figur hat die Wärmeunterbindungs-Signalübertragungseinheit 20 den in 2(b) gezeigten flachen Schaltungskörper 30 an ihrem Mittelpunkt. Ferner hat sie einen Verbinder 36, welcher an zumindest einem aus dem Signaleingabeende EIN und dem Signalausgabeende AUS des flachen Schaltungskörpers 30 bereitgestellt ist. Über diesen Verbinder 36 sind der Mittenleiter (entsprechend 2 in 8) und Außenleiter (entsprechend 4 in 8) des Koaxialkabels 21, welche von außerhalb verbunden sind, und die Signalübertragungsleitung 32 und Erdungsschichten 33-1 und 33-2 elektrisch verbunden. Es ist zu erwähnen, dass 4 ein Beispiel der Bereitstellung des Verbinders 36 sowohl am Signaleingabeende EIN und Signalausgabeende AUS zeigt.
Ferner zeigt 4 den Träger 37 mit der geringen Wärmeleitfähigkeit, welcher das Substrat 31 und das Koaxialkabel 21 nahe dem Verbinder 36 trägt.
Es ist zu erwähnen, dass, obwohl 4 einen Aufbau basierend auf dem Aufbau von 2(b) (planparalleler Wellenleiter) zeigt, der Aufbau basierend auf dem Aufbau von 2(a) (Mikrostreifenleiter) im Wesentlichen gleich dem wie in 4 ist. Dies ist in 5 gezeigt.
5 ist eine Ansicht eines weiteren Hintergrundbeispiels von einem spezifischen Aufbau von der Wärmeunterbindungs-Signalübertragungseinheit in einer Draufsicht (a) und einer Seitenansicht (b).
In 5 sind die in 4(a) gezeigten Erdungsschichten 33-1 und 33-2 ausgelassen. Anstelle dessen ist die Erdungsschicht 33 in 5(b) gezeigt. Ferner kann in 5(b) die Mitten-Signalübertragungsleitung 32 gesehen werden.
6 ist eine perspektivische Ansicht von einem in 4 und 5 gezeigten Verbinder 36.
Die Mitte des Metallverbinders 36 hat ein Durchgangsloch. An der Mitte davon ist ein Mittenanschluss 38, welcher zum Mittenleiter des Koaxialkabels 21 führt (ebenfalls in 4 und 5 dargestellt). Dieser Mittenanschluss 38 ist im Durchgangsloch durch einen Isolierer 39 fixiert.
Die dargestellte Oberfläche 34 des Metallverbinders 36 und die Erdungsschicht (33, 33-1, 33-2) sind durch Verschmelzen, usw., verbunden. Ferner sind das Mittenende 38 und die Signalübertragungsleitung 32 ebenfalls durch Verschmelzen verbunden und sind elektrisch verbunden.
Als Nächstes werden die Materialien, welche für die Wärmeunterbindungs-Signalübertragungseinheiten geeignet sind, welche hier beschrieben sind, in Betracht gezogen.
Zunächst können die Leiterabschnitte, welche die Signalübertragungsleitung 32 und die Erdungsschichten 33, 33-1 und 33-2 ausbilden, durch Metallüberzug ausgebildet werden. Ferner wird die Dicke auf zumindest die Dicke von etwa der Haut des Metalls bei der Arbeitsfrequenz erstellt.
Um das Substrat 31 mit Metall zu überziehen, kann zunächst Nickel oder eine weitere unterliegende Metallschicht durch einen stromlosen Überzug, einem Sputtern, einer Dampfablagerung oder ein weiteres Verfahren abgelagert werden, dann durch Kupfer, Silber oder ein weiteres Metall überzogen werden. Es gibt ein Problem hinsichtlich der Übertragungseigenschaften, solange die Dicke des Überzuges zumindest gleich der Hautdicke des Metalls ist.
Anstelle des obigen Metallüberzuges ist es ebenfalls möglich, die obigen Leiterabschnitte durch Metall-Dünnfilme auszubilden. In diesem Fall beträgt die Filmdicke ungefähr das 1- bis 3-fache der Hautdicke von dem Metall bei der Arbeitsfrequenz. Indem der Metall-Dünnfilm beispielsweise auf einen Dünnfilm aus Kupfer erstellt wird, und dieser auf das 1- bis 3-fache der Hautdicke des Kupfers erstellt wird, führt dies manchmal zu einem Abschälen des Films zum Zeitpunkt des Kühlens aufgrund der Belastung zwischen dem durch die Ablagerung erstellten Film und dem Substrat 31. Ein Prozess, wie beispielsweise ein Anlassen der Filmausbildung zur Verringerung der Belastung, wird manchmal notwendig.
Als das Substrat 31, welches mit Metall überzogen ist oder mit dem Metall-Dünnfilm ausgebildet ist, ist es ebenfalls möglich, das dielektrische Material aus einem Glaskeramik-Verbundmaterial auszubilden. Es ist wirksamer, das obige Glaskeramik-Verbundmaterial mit einer geringen Wärmeleitfähigkeit, verglichen mit einem mit Aluminium gesinterten Substrat, zu verwenden.
Ferner, bei Betrachtung des Trägers 37 (4 und 5) ist es vorteilhaft, den Träger aus einem Kunstharz-Material oder einem Kunstharz-Glas-Verbundmaterial zu erstellen.
Als das Kunstharzmaterial oder Kunstharz-Glas-Verbundmaterial ist es möglich, ein Polycarbonat-Kunstharz oder ein Glas-Epoxid-Verbund-Kunstharz-Verbundmaterial oder ein Glas-Polyimid-Kunstharz-Verbundkunstharz, usw., zu verwenden.
Das Substrat 31 und der Träger 37 und das Koaxialkabel 21 und der Träger 37 sind vorzugsweise unter Verwendung eines Polyimid-Kunstharzes oder Epoxid-Kunstharzes verbunden.
Hier wird das am weitesten bevorzugte Beispiel erläutert.
Ein Glas-Keramik-Substrat 31 (Dicke von 0,6 mm) mit einer extrem geringen Wärmeleitfähigkeit (1,3 W/mK) wird mit Kupfer auf eine Dicke von 2 μm als die Leiterabschnitte (32, 33-1 und 33-2) überzogen. Zu diesem Zeitpunkt wird eine unterliegende Mittenschicht durch einen stromlosen Überzug abgelagert, dann wird das Kupfer galvanisch belegt. Als Nächstes wird ein Leitermuster, wie beispielsweise in 2(b) und 4(a) gezeigt, als ein planparalleler Wellenleiter ausgebildet, welcher einen Wellenwiderstand von 50 Ohm hat. Die Länge des Wellenleiters beträgt 4 cm.
Dieser flache Schaltungskörper 30 wird an einem Träger 37 fixiert, welcher ein Glas-Epoxid-Kunstharz-Verbundmaterial mit einer geringen Wärmeleitfähigkeit enthält, wobei der Verbinder 36 von der Seitenoberfläche aus fixiert ist, und der Leiterabschnitt von dem flachen Schaltungskörper 30 und der Verbinder 36 verschmolzen sind.
Das Koaxialkabel 21, welches zu der supraleitenden Elektronikvorrichtung 12 führt, und das Koaxialkabel 21, welches zur Außenseiten-Schaltung führt, sind mit dem Verbinder 36 verbunden. Das Koaxialkabel 21 ist am aufrechten Abschnitt des Trägers 37 fixiert. Dafür wird ein Polyimid-Kunstharz oder ein Doppelflüssigkeit-Aushärtungstyp (Aushärtungszeit von mindestens 12 Stunden) Epoxid-Kunstharz verwendet.
Diese Wärmeunterbindungs-Signalübertragungseinheit, wie in 1 gezeigt, kann beliebig im Koaxialkabel 21 positioniert werden. Daher ist die Handhabung einfach und ist der Freiheitsgrad hoch.
Die von der Außenseite verbreitete Wärme wird aufgrund des Substrats 31, welches das Dielektrikum mit der geringen Wärmeleitfähigkeit enthält, des Substratträgers 37 und des Leiterabschnittes von dem Metallüberzug mit dem kleinen Querschnittsbereich unterdrückt. Es ist zu erwähnen, dass die Wärme, welche durch den Mittenleiter von dem Koaxialkabel 21 verbreitet wird, ebenfalls durch die Wärmeunterbindungs-Signalübertragungseinheit abgeschnitten wird. Die supraleitende Elektronikvorrichtung 12 wird auf einem stabilen und niedrigen Temperaturzustand beibehalten.
In dem bevorzugten Beispiel war der flache Schaltungskörper 30 aus einem planparallelen Wellenleiter erstellt, jedoch gibt es keinen großen Wirkungsunterschied, sogar wenn ein Mikrostreifenleiter-Aufbau verwendet wird, bei welchem die Leiterabschnitte mit Kupfer auf eine Dicke von 5 μm überzogen sind, wie in 2(a) gezeigt.
Ferner, wie in 3 gezeigt, in einer Ausführungsform von der vorliegenden Erfindung, bei welcher fünf Schlitze 35 in den Erdungsschichten 33-1 und 33-2 erstellt werden, um den substanziellen Querschnittsbereich kleiner zu erstellen, wurde bestätigt, dass die Unterbindungswirkung von Wärme, welche durch die Erdungsschicht verbreitet wird, ferner verbessert ist.
Der Übertragungsverlust und die Menge des Einflusses von Wärme, wenn die Wärmeunterbindungs-Signalübertragungseinheit 20 basierend auf dem obigen bevorzugten Beispiel verwendet wird, wurden simuliert, woraufhin das Ergebnis erlangt wurde, dass der Übertragungsverlust im Wesentlichen ignoriert werden kann, und die Menge des Einflusses von Wärme (W) nahe der Ordnung, verglichen mit der Vergangenheit, reduziert werden kann. Dies ist in 7 gezeigt.
7 ist eine Ansicht der Resultate von einer Simulation von einer Wärmeunterbindungs-Wirkung und einem Übertragungsverlust aufgrund der Einführung von einer Wärmeunterbindungs-Signalübertragungseinheit gemäß einem Hintergrundbeispiel und einer Ausführungsform, und zeigt Unterschiede in der Wirkung aufgrund des Vorliegens von den oben erwähnten Schlitzen 35 in der Ausführungsform von der vorliegenden Erfindung.
Bezug nehmend auf 7 wird die Menge des Einflusses von Wärme auf 0,1 bis 0,14 W, verglichen mit der Vergangenheit (etwa 1 W), aufgrund der Wärmeunterbindungs-Signalübertragungseinheit 20 stark reduziert. Andererseits, wenn der Übertragungsverlust betrachtet wird, welcher aufgrund des Einsetzens von der Einheit 20 aufkommt, beträgt dieser 0,079 bis 0,105 dB oder es gibt beinahe keinen Verlust.
Das Modell, welches für diese Simulation verwendet wurde, war die Einheit 20 des in 4 gezeigten Typs. Ferner wurde die Simulation für den Fall der Ausbildung von den Schlitzen 35 von 3 in den Erdungsschichten 33-1 und 33-2 von der Einheit 20 (eine Ausführungsform von der vorliegenden Erfindung) und dem Fall von keiner Ausbildung (ein Hintergrundbeispiel) durchgeführt. Aufgrund der Ausbildung von den Schlitzen 35 ist der Übertragungsverlust leicht von 0,079 bis 0,105 dB, verglichen mit dem Fall von keiner Ausbildung, erhöht, jedoch ist die Wirkung der Unterdrückung des Einflusses von Wärme größtenteils von 0,14 W bis 0,1 W verbessert. Verglichen mit dem Nachteil von der Zunahme im Verlust, ist der Vorteil von der Reduktion des Einflusses von Wärme viel größer.
Es ist zu erwähnen, dass die Beschaffenheiten der Einheit 20, welche das Modell von der obigen Simulation ausbildet, wie folgt waren:

Gesamtlänge der Einheit: 4 cm
Gesamtbreite der Einheit: 15 cm
Leiterabschnitt; Kupfer (Dicke 2 μm)
Substratabschnitt: Glas-Keramik-Verbundmaterial (Dielektrische Konstante ε_r = 9,4) (Dicke: 0,6 mm) (tanδ = 0,0003)
Träger: Glas-Epoxid-Verbundmaterial (Dicke des Bodenteils: 0,5 mm)
Koaxialkabel: halbstarres Kabel sowohl an der Eingabeseite als auch an der Ausgabeseite mit einer Länge von 15 mm, einem Kabeldurchmesser von 2,2 mm und einem Wellenwiderstand von 50 Ohm
Frequenz: 2 GHz

Wie oben erläutert, ist es möglich, den Einfluss von Wärme von der Außenseite zu einer Kühlmaschine 15, welche zum Betrieb einer supraleitenden Elektronikvorrichtung 12 erforderlich ist, zu unterdrücken, und ist es möglich, eine Mehrzahl von supraleitenden Elektronikvorrichtungen durch eine einzelne Kühlmaschine zu kühlen. Alternativ ist es möglich, die Kühlkapazität von der Kühlmaschine 15 zu reduzieren, und ist es gleichzeitig möglich, den Energieverbrauch zu unterdrücken. Ferner, da ein herkömmliches Übertragungsmittel oder ein herkömmliches Koaxialkabel, so wie es ist, verwendet wird, ist es möglich, eine kostengünstige und einfache Ausführungsform zu realisieren, und ist es möglich, die Wärme einfach abzuschneiden. In diesem Fall kann die Wärmeunterbindungs-Signalübertragungseinheit an jeglichem Abschnitt des Koaxialkabels eingeführt werden, indem ein herkömmliches halbflexibles Kabel oder halbstarres Kabel zusammen verwendet wird, wobei eine Handhabung im Vakuum-Behälter einfach ist und der Freiheitsgrad hoch ist. Daher gibt es den Vorteil, dass es möglich ist, verschiedene Formen von Vakuum-Behältern oder Kühlmaschinen zu behandeln.

Claims

Wärmegrenzwertsignal-Übertragungseinheit, welche einen flachen Schaltungskörper (30), welcher mit einem Substrat (31) bereitgestellt ist, und eine Signalübertragungsleitung (32) und eine Erdungsschicht (33, 33-1, 33-2), wobei beide auf diesem Substrat ausgebildet sind, enthält, wobei das Substrat ein dielektrisches Material enthält, welches eine geringe Wärmeleitfähigkeit hat, und wobei Leiterabschnitte, welche die Signalübertragungsleitung (32) und Erdungsschicht (33, 33-1, 33-2) ausbilden, mit einer dünnen Dicke ausgebildet sind, welches eine Unterdrückung des Wärmeflusses von der Außenseite ermöglicht, wobei Schlitze (35), welche den Querschnittsbereich der Erdungsschicht im Wesentlichen kleiner gestalten, in der Erdungsschicht ausgebildet sind.
Wärmegrenzwertsignal-Übertragungseinheit nach Anspruch 1, bei welcher der flache Schaltungskörper (30) als eine Mikrostreifenleitungs-Struktur aufgebaut ist.
Wärmegrenzwertsignal-Übertragungseinheit nach Anspruch 1, bei welcher die flache Schaltung (30) als ein planparalleler Wellenleiter-Aufbau aufgebaut ist.
Wärmegrenzwertsignal-Übertragungseinheit nach Anspruch 1, wobei die Einheit einen Verbinder (36) hat, welcher zumindest an einem aus einem Signaleingabe-Ende und Signalausgabe-Ende des flachen Schaltungskörpers (30) bereitgestellt ist, und wobei der Verbinder zum elektrischen Verbinden eines Mittenleiters und eines Außenleiters von einem Koaxialkabel (21), welches von der Außenseite verbunden ist, und der Signalübertragungsleitung (32) und Erdungsschicht (33, 33-1, 33-2) verwendet wird.
Wärmegrenzwertsignal-Übertragungseinheit nach Anspruch 4, welche ferner mit einem Träger (37), welcher eine geringe Wärmeleitfähigkeit hat, zum Halten des Substrats (31) und des Koaxialkabels (21) nahe dem Verbinder (36) bereitgestellt ist.
Wärmegrenzwertsignal-Übertragungseinheit nach Anspruch 1, bei welcher Leiterabschnitte, welche die Signalübertragungsleitung (32) und die Erdungsschichten (33, 33-1, 33-2) ausbilden, durch Metallisierung ausgebildet sind, und die Dicke zumindest auf die Dicke von etwa einem Skin des Metalls bei einer Arbeitsfrequenz erstellt ist.
Wärmegrenzwertsignal-Übertragungseinheit nach Anspruch 1, bei welcher Leiterabschnitte, welche die Signalübertragungsleitung (32) und die Erdungsschichten (33, 33-1, 33-2) ausbilden, aus metallischen dünnen Filmen ausgebildet sind, und die Dicke auf das etwa 1- bis 3-fache einer Skin-Dicke des Metalls bei einer Arbeitsfrequenz erstellt ist.
Wärmegrenzwertsignal-Übertragungseinheit nach Anspruch 1, bei welcher das dielektrische Material, welches das Substrat (31) ausbildet, ein Glaskeramik-Verbundmaterial enthält.
Wärmegrenzwertsignal-Übertragungseinheit nach Anspruch 5, bei welcher der Träger (37) ein Kunstharz-Material oder ein Kunstharz-Glas Verbundmaterial enthält.
Wärmegrenzwertsignal-Übertragungseinheit nach Anspruch 9, bei welcher das Kunstharz-Material oder Kunstharz-Glas Verbundmaterial ein Polykarbonat-Kunstharz, Glas-Epoxit-Kunstharz Verbundmaterial oder Glas-Polyimid-Kunstharz Verbundmaterial ist.
Wärmegrenzwertsignal-Übertragungseinheit nach Anspruch 5, bei welcher das Substrat (31) und der Träger (37) und das Koaxialkabel (21) und der Träger (37) unter Verwendung eines Polyimid-Kunstharz oder Epoxid-Kunstharz zusammengefügt sind.
Supraleitende Signalübertragungseinrichtung, welche einen Vakuum-Behälter (11), eine supraleitende Elektronikvorrichtung (12), welche in dem Vakuum-Behälter bereitgestellt ist, eine Eingabeseite-Übertragungsleitung (13) und Ausgabeseite-Übertragungsleitung (14), welche beide durch den Vakuum-Behälter (11) passieren und jeweils mit einem Signaleingabe-Ende und Signalausgabe-Ende der supraleitenden Elektronikvorrichtung verbunden sind, und einen Kühlmechanismus (15, 16, 17) zum Kühlen der supraleitenden Elektronikvorrichtung (12) enthält, wobei: eine Wärmegrenzwertsignal-Übertragungseinheit (20) in einen Teil von zumindest einer aus der Eingabeseite-Übertragungsleitung (13) und Ausgabeseite-Übertragungsleitung (14) eingesetzt ist, die Wärmegrenzwertsignal-Übertragungseinheit einen flachen Schaltungskörper (30), welcher mit einem Substrat (31) bereitgestellt ist, und eine Signalübertragungsleitung (32) und eine Erdungsschicht (33, 33-1, 33-2), wobei beide auf diesem Substrat ausgebildet sind, enthält, wobei das Substrat ein dielektrisches Material enthält, welches eine geringe Wärmeleitfähigkeit hat, und wobei Leiterabschnitte, welche die Signalübertragungsleitung (32) und Erdungsschicht (33, 33-1, 33-2) ausbilden, mit einer dünnen Dicke ausgebildet sind, welches eine Unterdrückung des Wärmeflusses von der Außenseite ermöglicht; und Schlitze (35), welche den Querschnittsbereich der Erdungsschicht im Wesentlichen kleiner gestalten, in der Erdungsschicht ausgebildet sind.
Supraleitende Signalübertragungseinrichtung nach Anspruch 12, bei welcher die Wärmegrenzwertsignal-Übertragungseinheit (20) an zumindest einer aus der Eingabeseite-Übertragungsleitung (13) und Ausgabeseite-Übertragungsleitung (14) eingesetzt ist, welche Koaxialkabel (21) enthalten.
Supraleitende Signalübertragungseinrichtung nach Anspruch 13, bei welcher das Koaxialkabel (21) ein Koaxialkabel ist, welches einen Wärmegrenzwert-Aufbau an seinem Außenleiter (4, 4', 4'') hat.