DE69630258T2 - Radio transmission filter for low temperature operation - Google Patents

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Description

Die Erfindung betrifft eine kleinformatige integrierte Hochleistungsfiltereinrichtung, die im Sendeabschnitt einer Basisstation in einem Mobilkommunikationssystem für die Durchführung der Kommunikation mit mehreren, einander benachbarten Übertragungsfrequenzkanälen eingesetzt wird, wobei ein Gesamtfilterelement für den Gebrauch gekühlt wird, und insbesondere eine bei Tieftemperaturen arbeitende Filtereinrichtung zur Hochleistungsübertragung, in der ein Supraleiter als Elektrodenmaterial verwendet wird.The invention relates to a small format Integrated high-performance filter device in the transmission section a base station in a mobile communication system for performing the Communication with multiple, adjacent transmission frequency channels used , cooling an overall filter element for use, and in particular a filter device operating at low temperatures for high-performance transmission, in which a superconductor is used as the electrode material.

Ein dielektrisches Resonatorfilter mit hohem Q-Wert ist in der Mobilkommunikation als Hochleistungsübertragungsfilter für eine Basisstation in einem Frequenzband von 800 MHZ (Megahertz) bis 1,5 GHz (Gigahertz) weit verbreitet eingesetzt worden. Für jeden Kanal wird ein Filter benötigt. Gewöhnlich wird ein Gerät verwendet, in dem 16 Filter für 16 Kanäle als Gruppe untergebracht sind. Jedes Filter wird für den Gebrauch mit Luft oder Wasser gekühlt, da es bei einer Eingangsleistung von zehn Watt oder mehr eine Einfügungsdämpfung von etwa 40% aufweist.A dielectric resonator filter with high Q-value is in mobile communication as a high-performance transmission filter for one Base station in a frequency band from 800 MHz (megahertz) to 1.5 GHz (Gigahertz) have been widely used. There is a filter for each channel needed. Usually becomes a machine used in which 16 filters for 16 channels are housed as a group. Each filter is for use cooled with air or water, because with an input power of ten watts or more, there is an insertion loss of has about 40%.

Eine Starkstromfiltereinrichtung vom Verteilertyp, die für den Sendeabschnitt der Basisstation eingesetzt wird, weist eine in 13 dargestellte Struktur auf (siehe "The Basis of Mobile Communications": The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers, von Yoshihisa Okumura et al., S. 255–256). In 13 sind 16-Kanal-Sender mit wechselnden Frequenzen innerhalb eines Frequenzbands über Trennschalter 541 mit Resonatorfiltern 542 verbunden. Jedes Resonatorfilter 542 wird durch einen dielektrischen Resonator gebildet und ist so ausgelegt, daß es ein vom angeschlossenen Sender übermitteltes Signal innerhalb eines Kilohertz- (kHz) bis 100 kHZ-Frequenzbands durchläßt.A distributor type heavy current filter device used for the transmitting section of the base station has one in 13 structure shown (see "The Basis of Mobile Communications": The Institute of Electronics, Information and Communication Engineers, by Yoshihisa Okumura et al., pp. 255-256). In 13 are 16-channel transmitters with changing frequencies within a frequency band via isolating switches 541 with resonator filters 542 connected. Any resonator filter 542 is formed by a dielectric resonator and is designed so that it passes a signal transmitted by the connected transmitter within a kilohertz (kHz) to 100 kHZ frequency band.

In Anbetracht des Raumbedarfs und der Installationskosten wird in der Mobilkommunikation eine Antenne gewöhnlich gemeinsam genutzt. Aus diesem Grunde wird ein Verzweiger bzw. Verteiler benutzt. Der Verteiler vereinigt die Ausgänge mehrerer Bandfilter mit unterschiedlichen Durchlaßbandfrequenzen und eng benachbarten Resonanzfrequenzen zur gemeinsamen Nutzung einer Ausgangsübertragungsleitung. Der Verteiler nach dem Stand der Technik ist mit dem Ausgangsende eines Mikrowellenfilters verbunden, der einen Hohlraumresonator, einen dielektrischen Resonator oder dergleichen verwendet, und nutzt eine Koaxialleitung oder dergleichen.Considering the space requirement and The installation cost in mobile communication becomes an antenna usually together used. For this reason, a branch or distributor is used. The distributor combines the outputs several bandpass filters with different passband frequencies and closely adjacent resonance frequencies for sharing an output transmission line. The prior art distributor is at the exit end a microwave filter connected to a cavity, one dielectric resonator or the like, and uses one Coaxial line or the like.

In 13 wird ein Verteiler 543 benutzt, um 16-Kanal-Signale an eine Leitung anzuschließen und dabei eine Impedanzanpassung auszuführen. Wie in 13 dargestellt, sind durch Koaxialkabel gebildete Abzweigleitungen in dem Verteiler 543 hierarchisch angeschlossen. Genauer gesagt, die Abzweigleitungen 544 mit einer Länge von λ/4 (d. h. etwa einer Viertelwellenlänge) sind an die Ausgangsseiten von 16 Resonatorfiltern angeschlossen. Je 4 Abzweigleitungen 544 werden zu einer zusammengefaßt und an vier Vereinigungs- bzw. Mischpunkte angeschlossen. An die Mischpunkte werden Abzweigleitungen 545 mit einer Länge von λ/2 angeschlossen. Je zwei Abzweigleitungen 545 werden zu einer zusammengefaßt und an zwei Mischpunkte angeschlossen. Außerdem werden Abzweigleitungen 546 mit einer Länge von λ/2 an die beiden Mischpunkte angeschlossen. Die beiden Abzweigleitungen 546 werden an einen Mischpunkt miteinander verbunden, an den die Ausgangsleitung eines Höchstleistungszirkulators angeschlossen wird. Um die Übertragung von Störsignalen außerhalb des Durchlaßbands zu verhindern, wird der Höchstleistungszirkulator über ein Bandfilter an eine Antenne angeschlossen.In 13 becomes a distributor 543 used to connect 16-channel signals to a line while performing impedance matching. As in 13 are branch lines formed by coaxial cables in the distributor 543 hierarchically connected. More specifically, the branch lines 544 with a length of λ / 4 (ie about a quarter wavelength) are connected to the output sides of 16 resonator filters. 4 branch lines each 544 are combined into one and connected to four union or mixing points. Branch lines are connected to the mixing points 545 connected with a length of λ / 2. Two branch lines each 545 are combined into one and connected to two mixing points. In addition, branch lines 546 with a length of λ / 2 connected to the two mixing points. The two branch lines 546 are connected to each other at a mixing point to which the output line of a high-performance circulator is connected. To prevent the transmission of interference signals outside the pass band, the high-performance circulator is connected to an antenna via a band filter.

Das Funktionsprinzip des Verteilers ist das folgende. Vom Mischpunkt aus gesehen, übernehmen die in Resonanz befindlichen Filter die Impedanzanpassung, und andere Resonatoren werden kurzgeschlossen. Wenn dementsprechend Ausgangssignale in einem Abstand von (2n + 1)λ/4 vom Ausgangsende des Filters gemischt werden, wird die Impedanz der Abzweigleitung im Nichtresonanzzustand am Mischpunkt unendlich. Wenn das Ausgangssignal die Abzweigleitung passiert, die sich in einem Abstand von (m + 1)λ/2 vom Mischpunkt befindet, verändert sich die Impedanz nicht. Infolgedessen entsteht kein Fehlanpassungsverlust, selbst wenn die Signalausgänge wieder in der gleichen Position zusammengeführt werden. Als Ergebnis können verlustarme Übertragungsleitungen gemeinsam genutzt werden. λ ist eine Wellenlänge bei der mittleren Resonanzfrequenz des Filters (elektrische Länge), und n und m sind 0 oder natürliche Zahlen.The principle of operation of the distributor is the following. Seen from the mixing point, those in resonance take over Filters the impedance match, and other resonators are shorted. Accordingly, when output signals are separated by (2n + 1) λ / 4 from Output end of the filter are mixed, the impedance of the Branch line in non-resonance state at the mixing point infinite. When the output signal passes through the branch line that is in a distance of (m + 1) λ / 2 from the mixing point the impedance does not. As a result, there is no mismatch loss, even if the signal outputs be brought together again in the same position. As a result, low loss transmission lines be shared. is λ a wavelength at the mean resonance frequency of the filter (electrical length), and n and m are 0 or natural Numbers.

Die Impedanz jedes Resonatorfilters, vom Mischpunkt des Koaxialkabels mit einer Länge von λ/4 aus gesehen, ist für die Frequenz eines Durchlaßbands gleich der charakteristischen Impedanz einer Ausgangsleitung und ist für andere Frequenzen wesentlich höher. Deshalb werden die Kennlinien anderer Filter kaum beeinflußt. Folglich können die Ausgangssignale der Resonatoren leicht zusammengeführt werden.The impedance of each resonator filter, seen from the mixing point of the coaxial cable with a length of λ / 4 is for the frequency of a pass band equal to the characteristic impedance of an output line and is for other frequencies much higher. Therefore, the characteristics of other filters are hardly affected. consequently can the output signals of the resonators are easily brought together.

In der Filtereinrichtung nach dem Stand der Technik sind dielektrische Resonatorfilter für die Anzahl der Kanäle in einer Gehäuseeinheit untergebracht, und Signale von den Filtern werden durch einen von Koaxialkabel-Abzweigleitungen gebildeten Verteiler zu einer Ausgangsleitung zusammengeführt. Infolgedessen vergrößert sich das Gerät.In the filter device after State of the art are dielectric resonator filters for the number of the channels in one housing unit housed, and signals from the filters are through one of Coaxial cable branch lines formed distributor to an output line merged. As a result, it increases the device.

In einer Hochleistungsfiltereinrichtung werden mehrere Filter vom flachen bzw. Planarschaltungstyp durch normalleitende Metallelektroden gebildet, die nicht durch den Verteiler integriert werden und die eine Koaxialleitungsstruktur nach dem Stand der Technik aufweisen und wegen eines niedrigen Q-Wertes und einer hohen Einfügungsdämpfung bei normaler Temperatur betrieben werden. Selbst wenn eine derartige Filtereinrichtung praktisch eingesetzt werden kann, sollte jedes Filter auf einem Abschirmungsgehäuse montiert und durch einen Steckverbinder mit dem Verteiler verbunden werden. Infolgedessen nimmt die Größe des Geräts zu, und an jedem Steckverbinder entsteht eine Steckerdämpfung.In a high-performance filter device, a plurality of filters of the flat or planar circuit type are formed by normally conductive metal electrodes which are not integrated by the distributor and which have a coaxial line structure according to the prior art and are operated at normal temperature because of a low Q value and a high insertion loss. Even if such a filter device is used in practice each filter should be mounted on a shield housing and connected to the distributor by a connector. As a result, the size of the device increases and connector attenuation occurs on each connector.

Ein Planarschaltungsfilter, das eine Filterelektrode mit einer kürzlich entwickelten supraleitenden Dünnschicht bildet, ist zwar durch einen hohen Q-Wert, einen niedrigen Verlust und eine hohe Ausgangsleistung charakterisiert, sollte aber auf eine tiefe Temperatur gekühlt werden, um im supraleitenden Zustand zu arbeiten. Herkömmlicherweise wird eine su praleitende Filtereinheit, die in einem Abschirmungsgehäuse untergebracht ist, am Kältekopf eines Kryostaten angebracht, um Beurteilungsexperimente im Labormaßstab auszuführen. Zum Beispiel wird das Abschirmungsgehäuse durch einen gängigen oberflächenmontierten (SMA-) Steckverbinder oder dergleichen mit einem halbstarren Kabel verbunden, und das andere Ende des halbstarren Kabels wird mit einem Steckverbinder verbunden, der an der Wand eines wärmeisolierenden Behälters angebracht ist, so daß das Signal des Filters ein- und ausgegeben wird. Es ist jedoch über kein Beispiel berichtet worden, in dem mehrere supraleitende Planarschaltungsfilter zum Aufbau des Hochleistungsfilters verwendet werden, wie z. B. für eine Mobilkommunikations-Basisstation oder dergleichen.A planar circuit filter, the one Filter electrode with a recent developed superconducting thin film is due to a high Q value, a low loss and characterized a high output but should be on cooled a low temperature to work in the superconducting state. traditionally, becomes a su praleit filter unit, which is housed in a shield housing is on the cold head of a cryostat to perform laboratory-scale assessment experiments. To the The shield housing is used as an example by a common surface-mounted (SMA) connectors or the like with a semi-rigid cable connected, and the other end of the semi-rigid cable is connected to one Connector connected to the wall of a heat insulating container is attached so that the Signal of the filter is input and output. However, it is about none Example has been reported in which several superconducting planar circuit filters used to build the high-performance filter, such as. B. for one Mobile communication base station or the like.

Eine Filtereinrichtung, in der mehrere dielektrische Resonatorfilter untergebracht sind, weist einen hohen Leistungsverlust auf. Eine Einfügungsdämpfung bei einer Frequenz von etwa 1,5 GHz beträgt zum Beispiel 2 bis 3 Dezibel (dB). Folglich muß die Filtereinrichtung in einem großen Gestell untergebracht werden, um mit Luft oder Wasser gekühlt zu werden. Die Abmessungen jedes Resonators betragen etwa 100 mm ∅ × 120 mm H. Der 16-Kanal-Filterabschnitt hat eine Breite von 25 Zentimeter (cm), eine Tiefe von 25 cm und eine Höhe von 1 Meter (m). Nimmt man den Raum hinzu, in dem eine Kühlanlage für Luft- oder Wasserkühlung enthalten ist, dann werden die Abmessungen der gesamten Filtereinrichtung noch mehr vergrößert. Außerdem ist der Leistungsbedarf für eine vorgegebene Sendeleistung so groß, daß die Filtereinrichtung unwirtschaftlich ist.A filter device in which several dielectric resonator filters are housed, has a high Performance loss on. An insertion loss at a frequency of about 1.5 GHz is, for example, 2 to 3 decibels (DB). Consequently, the Filter device in a large Rack to be cooled with air or water. The dimensions of each resonator are approximately 100 mm ∅ × 120 mm H. The 16-channel filter section is 25 centimeters wide (cm), a depth of 25 cm and a height of 1 meter (m). Taking the room in which a cooling system for air or water cooling is included, then the dimensions of the entire filter device magnified even more. Besides, is the power requirement for a predetermined transmission power so large that the filter device is uneconomical is.

Wenn sich infolge einer Temperaturänderung des Filters eine Resonanzfrequenz ändert, besteht die Möglichkeit, daß der Betrieb eines Mobilkommunikationssystems schwierig wird. Folglich ist die Temperaturstabilität eine notwendige Konstruktionseinschränkung für die Filtereinrichtung, die im allgemeinen die Kosten der Filtereinrichtung erhöht.If due to a change in temperature of the filter changes a resonance frequency, there is the possibility that the Operation of a mobile communication system becomes difficult. consequently is the temperature stability a necessary design restriction for the filter device, the generally increases the cost of the filter device.

Außerdem sollte an jedem Filter eine Kanalfrequenzeinstellungs-/Abstimmeinrichtung vorgesehen werden, wodurch sich die Kosten erhöhen.In addition, each filter should a channel frequency setting / tuning device can be provided, which increases the cost.

Ein halbstarres Kabel, ein Koaxialkabel für hohe Leistung oder dergleichen wird in Stücke von einigen cm Länge geschnitten, die für eine Abzweigleitung verwendet werden. Deshalb ist ein Verbindungsabschnitt schwer herzustellen. Der Fachmann muß die Verarbeitung, Messung und Einstellung von Hand ausführen. Aus diesem Grunde ist der Verteiler nachteilig für die Reproduzierbarkeit der Kennlinie, die Fertigung, die Kosten und dergleichen.A semi-rigid cable, a coaxial cable for high Power or the like is cut into pieces a few cm long, the for a branch line can be used. Therefore is a connecting section difficult to manufacture. The specialist must process, measure and carry out adjustment by hand. For this reason, the distributor is disadvantageous for the reproducibility of the Characteristic curve, the production, the costs and the like.

Falls Hochleistungs-Mikrowellen auf ein supraleitendes Filter nach dem Stand der Technik auftreffen und durch den Verteiler zusammengeführt bzw. gemischt werden, wobei ein Metall mit einer Temperatur in der Nähe der Normaltemperatur verwendet wird, wird die Temperatur eines supraleitenden Filterelements höher als die des Steckverbinderteils, da der Verteiler durch Leiterdämpfung Wärme entwickelt, so daß teilweise ein Übergang zum normalleitenden Zustand (Quench) verursacht wird. Infolgedessen wird der in den normalleitenden Zustand übergegangene Abschnitt sofort unterbrochen.If high-power microwaves occur a superconducting filter according to the prior art and are merged or mixed by the distributor, wherein a metal with a temperature close to normal temperature is used the temperature of a superconducting filter element becomes higher than that of the connector part, since the distributor develops heat through conductor damping, so that partially a transition to the normal conductive state (quench). Consequently the section transitioned to the normal conducting state becomes immediate interrupted.

Auch wenn der Verteiler durch ein Kabel mit kleinen Abmessungen gebildet wird, wie z. B. ein halbstarres Kabel, um die gesamte Filtereinheit zu kühlen, wird die Größe der Filtereinrichtung durch den kleinsten Biegeradius des halbstarren Kabels (nach unten) begrenzt und kann nicht verkleinert werden. Außerdem fließt ein Starkstrom zum Kabel und zum Filteranschlußteil, so daß die Temperatur der supraleitenden Dünnschicht infolge der durch die Kontaktwiderstandsdämpfung und die Leiterwiderstandsdämpfung entwickelten Jouleschen Wärme ansteigt. Dadurch vermindert sich der Wert der kritischen Stromstärke, so daß die maximale Ausgangsleistung begrenzt wird.Even if the distributor through a Cable with small dimensions is formed, such as. B. a semi-rigid Cable to cool the entire filter unit becomes the size of the filter device due to the smallest bending radius of the semi-rigid cable (downwards) limited and cannot be reduced. A heavy current also flows to the cable and to the filter connector, So that the Temperature of the superconducting thin film as a result of being developed by contact resistance loss and conductor resistance loss Joule heat increases. This reduces the value of the critical current, so that the maximum output power is limited.

Wenn der Verteiler unter Verwendung einer Koaxialleitung ausgebildet wird, vergrößern sich, wie oben beschrieben, die Abmessungen des Geräts, und eine von der Koaxialleitung zugeführte große Wärmemenge wird entfernt. Aus diesem Grunde werden die Abmessungen der Gesamteinrichtung einschließlich einer notwendigen großen Kältemaschine erheblich größer, und die Einrichtung wird teurer.If using the distributor a coaxial line is formed, as described above, the dimensions of the device, and a large amount of heat supplied from the coaxial line is removed. Out for this reason, the dimensions of the entire facility including one necessary large refrigeration machine considerably larger, and the facility is becoming more expensive.

In "Fabrication and Evaluation of Superconducting Devices" (Fertigung und Beurteilung von Supraleiterbauelementen) von R. Babbit et al., Microwave Journal 34 (1991), Nr. 4, S. 40–48, wird eine Einrichtung für Tieftemperaturbetrieb offenbart, die einen Abschirmungsgehäuseblock, einen wärmeisolierenden Behälter, in dem der Abschirmungsgehäuseblock untergebracht ist, und eine in dem wärmeisolierenden Behälter vorgesehene Kühlplatte aufweist. Der Abschirmungsgehäuseblock ist an der Kühlplatte befestigt.In "Fabrication and Evaluation of Superconducting Devices "(manufacturing and assessment of superconductor components) by R. Babbit et al., Microwave Journal 34 (1991), No. 4, pp. 40-48, becomes a facility for low temperature operation discloses a shield housing block, a heat insulating Container, in which the shield housing block is housed, and one provided in the heat insulating container cooling plate having. The shield housing block is attached to the cooling plate.

Zur Lösung der obigen Probleme besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Hochleistungsfiltereinrichtung bereitzustellen, die für eine Mobilkommunikations-Basisstation oder dergleichen eingesetzt wird und eine hervorragende Temperaturstabilität und Frequenzselektivität, eine niedrige Einfügungsdämpfung, geringe Abmessungen, einen niedrigen Leistungsbedarf und niedrige Kosten aufweist.There is a solution to the above problems Object of the present invention therein is a high-performance filter device to provide that for a Mobile communication base station or the like is used and excellent temperature stability and frequency selectivity, a low insertion loss, small size, low power and low Costs.

Die Aufgabe wird mit den Merkmalen der Ansprüche gelöst.The task is characterized by the characteristics of the To sayings solved.

Gemäß einer ersten Konstruktion weist eine Filtereinrichtung für Tieftemperaturbetrieb auf: einen Abschirmungsgehäuseblock mit Signaleingangs- und -ausgangsabschnitten und mehreren geschlossenen Räumen mit zwischen den Signaleingangs- und -ausgangsabschnitten angeschlossenen Filterelementen, einen wärmeisolierenden Behälter, in dem der Abschirmungsgehäuseblock untergebracht ist, und eine Kühlplatte, die in dem wärmeisolierenden Behälter vorgesehen ist, in dem der Abschirmungsgehäuseblock im Wärmekontaktzustand bzw. wärmeleitend an der Kühlplatte befestigt ist.According to a first construction has a filter device for Low temperature operation on: a shield housing block with signal input and - exit sections and several closed rooms with between the signal input and -Assembly sections connected filter elements, a heat insulating Container, in which the shield housing block and a cooling plate, provided in the heat insulating container in which the shield case block in thermal contact condition or heat conductive on the cooling plate is attached.

Bei einer derartigen Konstruktion sind mehrere Filterelemente in dem Abschirmungsgehäuseblock untergebracht, und der Abschirmungsgehäuseblock ist in dem wärmeisolierenden Behälter im Wärmekontaktzustand an der Kühlplatte befestigt. Infolgedessen können die Abmessungen der Gesamteinrichtung verkleinert werden, während eine Temperaturänderung jedes Filterelements auf ein Minimum geregelt werden kann. Selbst wenn eine Temperaturänderung verursacht wird, wird der Abstand der Resonanzfrequenzen der Filter nahezu konstant gehalten, solange das Filterelement die gleiche Temperaturkennlinie aufweist (eine solche Konstruktion kann leicht erzielt werden. Dementsprechend läßt sich die Frequenzstabilität verbessern, indem die bekannten Mittel zur Überwachung der Resonanzfrequenz des Filters angewandt werden, um die Temperatur der Kühlplatte zu regeln.With such a construction are several filter elements in the shield housing block housed, and the shield housing block is in the heat insulating container in thermal contact condition on the cooling plate attached. As a result, can the dimensions of the overall device are reduced while a temperature change each filter element can be regulated to a minimum. Self when a temperature change is caused by the distance of the resonant frequencies of the filters kept almost constant as long as the filter element is the same Has temperature characteristic (such a construction can easily be achieved. Accordingly, the frequency stability can be improved by the known means of surveillance the resonance frequency of the filter can be applied to the temperature the cooling plate to regulate.

Vorzugsweise weist der Abschirmungsgehäuseblock mehrere Signaleingangs- und -ausgangsabschnitte auf und wird durch mehrere Abschirmungsgehäuse mit mindestens einem geschlossenen Raum gebildet. Außerdem sind die Signaleingangs- und -ausgangsleitungen des Filterelements vorzugsweise über eine Verbindungsstelle auf dem Substrat des Filterelements oder über ein in das Substrat eingebettetes Verdrahtungselement mit den Signaleingangs- und -ausgangsabschnitten des Abschirmungsgehäuseblocks verbunden.The shield housing block preferably has several signal input and output sections and is by several shield housings formed with at least one enclosed space. Also are the signal input and output lines of the filter element preferably via a Connection point on the substrate of the filter element or via a wiring element embedded in the substrate with the signal input and output portions of the shield housing block connected.

Außerdem wird der geschlossene Raum zur Unterbringung des Filterelements im Vakuumzustand gehalten, so daß das Filterelement stabil gekühlt werden kann. Ferner wird der geschlossene Raum mit trockenem Helium, Neon oder einem Gemisch aus Helium und Neon gefüllt, so daß das Filterelement ohne Verflüssigung gleichmäßig auf eine Temperatur von etwa 30 Kelvin (K) gekühlt werden kann. Falls der geschlossene Raum mit trockenem Argon, Stickstoff, Sauerstoff oder einem Gemisch aus Argon, Stickstoff und Sauerstoff gefüllt wird, kann das Filterelement ohne Verflüssigung gleichmäßig auf die Temperatur von flüssigem Stickstoff (77,3 K) gekühlt werden, die leicht erreicht werden kann.In addition, the closed Space for accommodating the filter element kept in a vacuum state, so that Filter element cooled stably can be. Furthermore, the closed room with dry helium, Neon or a mixture of helium and neon filled so that the filter element without liquefaction evenly a temperature of about 30 Kelvin (K) can be cooled. If the closed room with dry argon, nitrogen, or oxygen is filled with a mixture of argon, nitrogen and oxygen, the filter element can spread evenly without liquefaction the temperature of liquid Nitrogen (77.3 K) are cooled, that can be easily reached.

Vorzugsweise ist jedes Planarfilterelement nahezu parallel angeordnet, eine zylinderförmige Bohrung mit einer Achse, die nahezu parallel zur Fläche jedes Filterelements ist, durchdringt den Abschirmungsgehäuseblock, ein beweglicher Körper ist vorgesehen, wobei der bewegliche Körper einen Gewinde- oder Schraubenabschnitt aufweist, der in eine spiralförmige Nut eingeschraubt wird, die zumindest an einem Teil der inneren Umfangsfläche der Zylinderbohrung ausgebildet ist, und sich durch Drehung in der Axialrichtung der Zylinderbohrung bewegt, wobei der äußere Endabschnitt des beweglichen Körpers einen Abschnitt zur Übertragung einer äußeren Kraft aufweist, um die Drehkraft auf den beweglichen Körper zu übertragen, und wobei der innere Endabschnitt des beweglichen Körpers einen aus einem Leiter bestehenden Erdungsstab aufweist, der das Volumen (elektrische Volumen) des geschlossenen Raums verändert. Bei einer derartigen Konstruktion wird der entsprechend den Filterelementen vorgesehene bewegliche Körper außerhalb des Abschirmungsgehäuseblocks gedreht und in Axialrichtung verschoben, so daß die Resonanzfrequenz des Filterelements individuell eingestellt werden kann. Insbesondere läßt sich die Kennlinie während der Kühlung leicht feineinstellen. Ferner ist an der Spitze des Erdungsstabs eine dielektrische Schicht oder ein dielektrischer Block befestigt, so daß der einstellbare Frequenzbereich entsprechend der Dielektrizitätskonstante vergrößert werden kann.Each planar filter element is preferably almost arranged in parallel, a cylindrical bore with an axis, which are almost parallel to the surface each filter element penetrates the shield housing block, a mobile body is provided, the movable body being a threaded or screw portion has, which in a spiral Groove is screwed into at least part of the inner peripheral surface the cylinder bore is formed, and by rotation in the Axial direction of the cylinder bore moves, the outer end portion of the moving body a section for transmission an external force has to transmit the torque to the movable body, and wherein the inner End section of the movable body has an earth rod made of a conductor, which Volume (electrical volume) of the closed room changed. at Such a construction is the corresponding to the filter elements intended moving bodies outside of the shield case block rotated and shifted in the axial direction so that the resonance frequency of the Filter elements can be set individually. In particular let yourself the characteristic curve during the cooling easily fine-tune. Also at the top of the grounding bar attached a dielectric layer or a dielectric block, so that the adjustable frequency range according to the dielectric constant be enlarged can.

Stärker bevorzugt wird der Übertragungsabschnitt für eine äußere Kraft durch eine Antriebsvorrichtung an der Außenseite des wärmeisolierenden Behälters gedreht (stärker bevorzugt wird ein Stab mit einem niedrigen Wärmeübertragungskoeffizienten verwendet, um einen Wärmeisolierungseffekt zu erreichen). Infolgedessen kann die Kennlinie während des Tieftemperaturbetriebs präzise eingestellt werden.The transmission section is more preferred for an external force rotated by a drive device on the outside of the heat insulating container (stronger preferably a rod with a low heat transfer coefficient is used, a thermal insulation effect to reach). As a result, the characteristic curve during the Cryogenic operation precise can be set.

Vorzugsweise wird das Filterelement durch eine Dünnschichtelektrode gebildet, die auf einem dielektrischen Substrat aufgebracht ist. In diesem Fall läßt sich die Temperaturänderung der Kennlinie jedes Filterelements leicht erreichen, und die Abmessungen der Einrichtung können besser verkleinert werden. Ferner besteht die Dünnschichtelektrode aus einem supraleitenden Material, insbesondere aus einem Oxid-Hochtemperatursupraleitermaterial, so daß man leicht ein Filterelement mit einem hohen Q-Wert erhalten kann. Außerdem kann eine hohe kritische Stromdichte erreicht werden, so daß ein kleinformatiges Filter mit einer Leistung von einigen -zig Watt bei einer Frequenz im 2 GHz-Band implementiert werden kann.Preferably the filter element through a thin film electrode formed, which is applied to a dielectric substrate. In this case, the temperature change easily reach the characteristic of each filter element, and the dimensions the facility can be made smaller. Furthermore, the thin film electrode consists of a superconducting material, in particular from an oxide high-temperature superconductor material, so that he can easily obtain a filter element with a high Q value. Besides, can a high critical current density can be achieved, so that a small format Filters with an output of a few tens of watts at a frequency can be implemented in the 2 GHz band.

Außerdem wird das Innere des wärmeisolierenden Behälters im Vakuumzustand gehalten, und die Kühlplatte wird mit einem Wärmeübertragungsabschnitt verbunden, um die Wärme des Abschirmungsgehäuseblocks aus dem wärmeisolierenden Behälter nach außen abzuführen, so daß das Filterelement durch die Kühlplatte stabil gekühlt werden kann. In den wärmeisolierenden Behälter kann zur Kühlung der Kühlplatte und des Abschirmungsgehäuseblocks ein Kühlmittel eingefüllt werden. Bei einer solchen Konstruktion kann die Kühlung leicht und mit niedrigen Kosten ausgeführt werden.In addition, the inside of the heat insulating container is kept in a vacuum state, and the cooling plate is connected to a heat transfer section to dissipate the heat of the shield case block from the heat insulating container to the outside, so that the filter element can be stably cooled by the cooling plate. A coolant can be filled into the heat-insulating container to cool the cooling plate and the shield housing block. With egg In such a construction, cooling can be carried out easily and at low cost.

Gemäß einer zweiten Konstruktion der vorliegenden Erfindung ist das Filterelement, das die Filtereinrichtung bildet, dadurch gekennzeichnet, daß eine Filterelektrode, die aus einer supraleitenden Dünnschicht besteht, und eine mit dem Ausgangsende der Filterelektrode verbundene Dünnschichtkoppelleitung mit einer Länge von (2m + 1) λ/4 (wobei m = 0 oder eine natürliche Zahl und λ eine Signalwellenlänge ist) auf der gleichen Ebene ausgebildet sind, daß ein Filterkoppelleitungsblock, der von zwei Masseelektroden über ein Dielektrikum gehalten wird, zu einem Filterblock geschichtet ist, daß die anderen Enden der Dünnschichtkoppelleitungen des Filterkoppelleitungsblocks durch eine leitfähige Verbindungseinrichtung verbunden sind, die sich in Laminationsrichtung erstreckt, um einen Kopplungsabschnitt zu bilden, und daß eine Ausgangskoppelleitung mit der gleichen charakteristischen Impedanz wie derjenigen der Dünnschichtkoppelleitung an den Kopplungsabschnitt angeschlossen ist.According to a second construction The present invention is the filter element that the filter device forms, characterized in that a filter electrode, the from a superconducting thin film exists, and one connected to the output end of the filter electrode Thin film coupling line with a length from (2m + 1) λ / 4 (where m = 0 or a natural Number and λ one Signal wavelength is formed on the same level that a filter coupling line block, that of two ground electrodes above a dielectric is held, layered to a filter block is that the other ends of the thin-film coupling lines the filter coupling line block by a conductive connection device connected, which extends in the lamination direction by one Form coupling section, and that an output coupling line with the same characteristic impedance as that of the Thin film coupling line is connected to the coupling section.

Bei einer derartigen Konstruktion sind die aus einer supraleitenden Dünnschicht bestehende Filterelektrode und die an ihrem Ausgangsende angeschlossene Dünnschichtkoppelleitung auf der gleichen Ebene ausgebildet, um einen Filterkoppelleitungsblock zu bilden, der durch das Dielektrikum von zwei vertikalen Masseelektroden gehalten wird. Infolgedessen kann ein kleinformatiges Filter mit hohem Q-Wert und niedrigem Verlust mit der Koppelleitung integriert werden. Die Fertigungsschritte des Filters sind standardisiert, und die Feineinstellung der Frequenzkennlinie ist standardisiert, so daß die Arbeitsstunden für die Fertigung und weitere Kosten gesenkt werden können.With such a construction are the filter electrode consisting of a superconducting thin film and the thin-film coupling line connected at its output end the same level is formed around a filter coupling line block to form by the dielectric of two vertical ground electrodes is held. As a result, a small format filter can be used high Q value and low loss integrated with the coupling line become. The manufacturing steps of the filter are standardized, and the fine adjustment of the frequency characteristic is standardized, So that the Working hours for manufacturing and other costs can be reduced.

Durch Laminieren der Filterkoppelleitungsblöcke zur Bildung des Filterblocks wird die Kopplung zwischen den Filterkoppelleitungsblöcken durch die Masseelektrode vermieden, und die Abmessungen der Gesamteinrichtung können verkleinert werden. Ferner sind die anderen Enden der Dünnschichtkoppelleitungen mit einer Länge von (2m + 1)λ/4 des Filterkoppelleitungsblocks durch eine leitfähige Verbindungseinrichtung verbunden, die sich in Laminationsrichtung erstreckt, d. h. durch ein Kontaktloch (eine Durchgangsbohrung), um einen Kopplungsabschnitt zu bilden. Die Ausgangskoppelleitung, welche die gleiche charakteristische Impedanz wie die Dünnschichtkoppelleitung aufweist, ist mit dem Kopplungsabschnitt verbunden, so daß mehrere Filter durch eine Dünnschichtlaminatstruktur vereinigt werden können.By laminating the filter coupling line blocks to Formation of the filter block is achieved by the coupling between the filter coupling line blocks avoided the ground electrode, and the dimensions of the overall device can be made smaller. Furthermore, the other ends of the thin-film coupling lines with a length from (2m + 1) λ / 4 the filter coupling line block by a conductive connection device connected, which extends in the lamination direction, d. H. by a contact hole (a through hole) around a coupling portion to build. The output coupling line, which is the same characteristic Impedance like the thin-film coupling line has, is connected to the coupling section, so that several Filters through a thin-film laminate structure can be united.

Vorzugsweise wird die aus der supraleitenden Dünnschicht bestehende Filterelektrode durch eine supraleitende Oxid-Dünnschicht gebildet. In diesem Fall ist eine Kühlung leicht ausführbar, da die Betriebstemperatur annähernd auf die Temperatur von flüssigem Stickstoff eingestellt werden kann. Stärker bevorzugt ist auch dann, wenn in der supraleitenden Oxid-Dünnschicht mit niedriger Wärmeleitfähigkeit durch Verwendung der supraleitenden Elektrode mit einer auf der supraleitenden Oxid-Dünnschicht ausgebildeten metallischen Dünnschicht ein teilweiser Quench auftritt (d. h. ein Verlust der Supraleitungseigenschaften), der Nebenschluß über die metallische Dünnschicht vorhanden, so daß das Verbrennen der supraleitenden Oxid-Dünnschicht verhindert werden kann.Preferably, the superconducting thin existing filter electrode through a superconducting oxide thin layer educated. In this case, cooling is easy to do because the operating temperature approximately to the temperature of liquid Nitrogen can be adjusted. Even more preferred is if in the superconducting oxide thin film with low thermal conductivity by using the superconducting electrode with one on the superconducting oxide thin film trained metallic thin film a partial quench occurs (i.e. a loss of superconducting properties), the shunt over the metallic thin present so that Burning of the superconducting oxide thin film can be prevented can.

Um die Ausgänge der Mehrkanalfilter hierarchisch zusammenzuführen und einen Ausgang ähnlich einem Verteiler nach dem Stand der Technik zu erhalten, wird der Filterblock vorzugsweise in mehrere Gruppen unterteilt, die aus mehreren Filterkoppelleitungsblöcken bestehen; die anderen Enden der Dünnschichtkoppelleitungen werden durch eine erste leitfähige Verbindungseinrichtung verbunden, die sich in Laminationsrichtung erstreckt, um einen ersten Koppelabschnitt für jede Gruppe zu bilden; eine erste Ausgangskoppelleitung mit einer Länge von nλ/2 (n ist eine natürliche Zahl und λ ist eine Signalwellenlänge), deren charakteristische Impedanz gleich derjenigen der Dünnschichtkoppelleitung ist, wird an den ersten Kopplungsabschnitt angeschlossen, die anderen Enden der ersten Ausgangskoppelleitungen jeder Gruppe werden durch eine zweite leitfähige Verbindungseinrichtung verbunden, die sich in Laminati onsrichtung erstreckt, um einen zweiten Kopplungsabschnitt zu bilden, und an den zweiten Kopplungsabschnitt wird eine zweite Ausgangskoppelleitung mit der gleichen charakteristischen Impedanz wie derjenigen der ersten Ausgangskoppelleitung angeschlossen. Auf diese Weise ist es möglich, eine sehr kleinformatige Filtereinrichtung mit niedrigem Verlust, hohem Q-Wert und dünner Schichtstruktur zu implementieren, in der die Filterschaltung und der Verteiler gemäß dem Stand der Technik integriert sind.Hierarchically around the outputs of the multi-channel filters merge and an exit similar to obtain a distributor according to the prior art, the Filter block preferably divided into several groups consisting of several filter coupling line blocks consist; the other ends of the thin film coupling lines through a first conductive Connection device connected, which is in the direction of lamination extended to form a first coupling section for each group; a first Output coupling line with a length of nλ / 2 (n is a natural number and λ is a signal wavelength), whose characteristic impedance is equal to that of the thin-film coupling line is connected to the first coupling section, the others Ends of the first output coupling lines of each group are through a second conductive Connection device connected, which is in the direction of lamination extends to form a second coupling portion, and on the second coupling section becomes a second output coupling line with the same characteristic impedance as that of the first output coupling line connected. That way it possible a very small format filter device with low loss, high Q value and thin layer structure to implement in the the filter circuit and the distributor according to the status of technology are integrated.

Stärker bevorzugt unterscheiden sich entweder die Dielektrizitätskonstante oder die Dicke des Dielektrikums, das die Ausgangskoppelleitung einschließt, oder beide Größen von denjenigen des Filterblocks, so daß die Breite der Ausgangskoppelleitung unter Beibehaltung einer vorgegebenen charakteristischen Impedanz vergrößert wird. Infolgedessen kann eine Erhöhung der Stromdichte beim Zusammenführen der Signale vermindert werden, so daß die Leistung der gesamten supraleitenden Filtereinrichtung erhöht werden kann.Differentiate more preferred either the dielectric constant or the thickness of the dielectric that is the output coupling line includes, or both sizes of that of the filter block, so that the width of the output coupling line while maintaining a predetermined characteristic impedance is enlarged. As a result, an increase the current density when merging of the signals are reduced so that the performance of the entire superconducting filter device can be increased.

Gemäß einer dritten Konstruktion der vorliegenden Erfindung ist die Filtereinrichtung für Tieftemperaturbetrieb dadurch gekennzeichnet, daß das Filterelement, welches die Filtereinrichtung bildet, eine Konstruktion aufweist, in der ein supraleitendes Filter, das aus einer auf ein Trägermaterial A aufgebrachten supraleitenden Dünnschicht besteht, mit einem Verteiler verbunden wird, der aus einem auf ein Trägermaterial B aufgebrachten Dünnschichtleiter besteht; daß eine leitfähige Übertragungsleitung, die den Verteiler bildet, die gleiche charakteristische Impedanz wie eine Übertragungsleitung aufweist, die das supraleitende Filter bildet, und daß die Querschnittsfläche der Übertragungsleitung, die den Verteiler bildet, größer ist als die Leiterquerschnittsfläche der Übertragungsleitung, die das supraleitende Filter bildet.According to a third construction of the present invention, the filter device for low-temperature operation is characterized in that the filter element which forms the filter device has a construction in which a superconducting filter, which consists of a superconducting thin layer applied to a carrier material A, is connected to a distributor which consists of a thin-film conductor applied to a carrier material B; that a conductive transmission line that forms the distributor has the same characteristic Im has such a transmission line that forms the superconducting filter, and that the cross-sectional area of the transmission line that forms the distributor is larger than the conductor cross-sectional area of the transmission line that forms the superconducting filter.

Gemäß der obigen Konstruktion kann eine supraleitende Hochleistungs-Filtereinrichtung implementiert werden, die das supraleitende Filter und den Verteiler einschließt. Genauer gesagt, die Übertragungsleitung, die den Verteiler bildet, ist größer als die das Filter bildende Übertragungsleitung, die auf einem anderen Trägermaterial aufgebracht ist, so daß der Übertragungsleiter eine größere Querschnittsfläche aufweist. Insbesondere ist das Trägermaterial des Verteilers dicker als das des Filters, und die Dielektrizitätskonstante des Verteilerträgermaterials wird niedriger festgelegt als diejenige des Filterträgermaterials, um die Übertragungsleitung zu vergrößern, so daß die Querschnittsfläche des Übertragungsleiters vergrößert wird. Bei einem Verteiler vom Dünnschichttyp, bei dem die Querschnittsfläche des Übertragungsleiters durch Vergrößern der Übertragungsleitung vergrößert wird, kann im Falle der Verwendung eines Metalls als Dünnschichtleiter eine Wärmeentwicklung verhindert werden. Ferner kann bei Verwendung eines Supraleiters als Dünnschichtleiter ein Stromfluß verhindert werden, der eine kritische Stromstärke übersteigt. Vorzugsweise wird der Dünnschichtleiter durch den Oxid-Supraleiter, ein Metall oder durch eine Schichtstruktur aus Oxid-Supraleiter und Metall gebildet, so daß eine höhere Leistung genutzt werden kann.According to the above construction implemented a high-performance superconducting filter device which includes the superconducting filter and the distributor. More accurate said the transmission line, that forms the distributor is larger than that transmission line forming the filter, that on a different substrate is applied so that the transmission conductor has a larger cross-sectional area. In particular, the carrier material of the distributor thicker than that of the filter, and the dielectric constant of the distribution carrier material is set lower than that of the filter support material, around the transmission line to enlarge so that the Cross sectional area of the transmission conductor is enlarged. In a thin film type distributor, where the cross-sectional area of the transmission conductor by enlarging the transmission line is enlarged, If a metal is used as a thin-film conductor, heat can develop be prevented. Furthermore, when using a superconductor as a thin film conductor prevents current flow that exceeds a critical current. Preferably the thin film conductor through the oxide superconductor, a metal or through a layer structure of oxide superconductor and metal formed so that a higher performance can be used.

Gemäß einer vierten Konstruktion der erfindungsgemäßen Filtereinrichtung für Tieftemperaturbetrieb weist das Filterelement eine Struktur auf, in der ein Filteraggregat, das durch mehrere Planarschaltungsfilter gebildet wird, die aus einer supraleitenden Dünnschicht-Filterelektrode bestehen, durch mehrere Verbindungsanschlüsse mit einem Verteiler verbunden wird, der durch eine auf einem Substrat aufgebrachte Abzweigleitung gebildet wird, wobei das Filteraggregat so befestigt wird, daß es mit der gemeinsamen Kühlfläche in Kontakt kommt, und wobei der Verteiler so angeordnet ist, daß eine Ebene, die den Verteiler einschließt, die Fläche jedes Planarschaltungsfilters schneidet, wobei jeder Verbindungsanschluß einen Verbindungsleiter aufweist, der an einem Ende eine zur Fläche des Planarschaltungsfilters parallele erste Kontaktfläche und am anderen Ende eine zur Fläche des Verteilers parallele zweite Kontaktfläche aufweist.According to a fourth construction the filter device according to the invention for low temperature operation the filter element has a structure in which a filter unit, which is formed by several planar circuit filters that are made up of a superconducting thin-film filter electrode exist, connected to a distributor by several connection connections through a branch line attached to a substrate is formed, wherein the filter unit is attached so that it with the common cooling surface in contact comes, and wherein the distributor is arranged so that a level that includes the distributor, the area each planar circuit filter intersects, each connection terminal one Connecting conductor, which at one end to the surface of the Planar circuit filter parallel first contact surface and at the other end one to the surface of the distributor has a parallel second contact surface.

Gemäß einer solchen Konstruktion ist es möglich, eine kleinformatige Filtereinrichtung mit niedrigem Verlust, hoher Leistung und hohem Q-Wert zu implementieren, in der Filter in drei Dimensionen vorgesehen sind. Ferner ist die Temperaturschwankung unter den Filtern gering, was zur Stabilität der Kennlinie beiträgt. Jedes Planarschaltungsfilter schneidet eine ebene bzw. Planare Verteilereinheit, vorzugsweise stehen diese nahezu senkrecht zueinander, und ihre Verbindung erfolgt durch einen Verbindungsleiter (Verbindungsanschluß) mit ersten und zweiten Kontaktflächen an beiden Enden. Infolgedessen kann die Struktur mit dreidimensionaler Anordnung zur Verkleinerung der Abmessungen mit der Kontinuität der Impedanz des Verbindungsabschnitts (der Verminderung eines Jouleschen Verlusts, der durch einen Kontaktwiderstand, einen Leiterverlust und dergleichen entsteht) vereinbar sein.According to such a construction Is it possible, a small-sized filter device with low loss, high Implement performance and high Q value in the filter in three Dimensions are provided. Furthermore, the temperature fluctuation low under the filters, which contributes to the stability of the characteristic. each Planar circuit filter cuts a flat or planar distribution unit, preferably they are almost perpendicular to each other and their connection takes place through a connecting conductor (connection terminal) with first and second contact areas at both ends. As a result, the structure can be three-dimensional Arrangement for reducing the dimensions with the continuity of the impedance the connecting section (the reduction of a Joule loss, by contact resistance, conductor loss and the like arises) be compatible.

Die erste Kontaktfläche ist parallel zur Fläche des Planarschaltungsfilters, und die zweite Kontaktfläche ist parallel zur Fläche der Verteilereinheit. Infolgedessen können die Filterelektrode des Planarschaltungsfilters und die erste Kontaktfläche sowie die Abzweigleitung der Verteilereinheit und die zweite Kontaktfläche miteinander in Kontakt kommen, so daß die Kontinuität der Impedanz am Verbindungsabschnitt erreicht werden kann.The first contact area is parallel to the surface of the Planar circuit filter, and the second contact area is parallel to the surface the distribution unit. As a result, the filter electrode of the Planar circuit filter and the first contact surface and the branch line the distribution unit and the second contact surface in contact with one another come so that continuity the impedance at the connection section can be achieved.

Außerdem wird zwischen der ersten Kontaktfläche und der Filterelektrode jedes Planarschaltungsfilters und/oder zwischen der zweiten Kontaktfläche und der Abzweigleitung des Verteilers vorzugsweise ein leitfähiges Material vorgesehen, wie z. B. ein Metall, ein Supraleiter oder ein leitfähiges Harz. Infolgedessen kann der Kontaktwiderstand an jedem Verbindungsabschnitt stärker reduziert werden, und die Stabilität der elektrischen Kennlinien jedes Verbindungsabschnitts kann für die durch Kühlung verursachte Temperaturänderung verbessert werden.In addition, between the first contact area and the filter electrode of each planar circuit filter and / or between the second contact surface and the branch line of the distributor preferably a conductive material provided such. B. a metal, a superconductor or a conductive resin. As a result, the contact resistance at each connection section stronger be reduced, and the stability of the electrical characteristics each connection section can be used for those caused by cooling temperature change be improved.

Gemäß einer fünften Konstruktion der erfindungsgemäßen Filtereineinrichtung für Tieftemperaturbetrieb weist ein in jedem Filterelement enthaltener, in 11 dargestellter Verteiler mindestens eine der Strukturen auf, in denen in der nachstehend angegebenen Reihenfolge angeordnet sind: Filterausgangsverbindungsabschnitte 401, 402, 403 und 404, ein erster Vereinigungs- bzw. Mischpunkt 406 in einem Abstand von (2n + 1)λ/4 von den Filterausgangsverbindungsabschnitten 401 und 402, ein zweiter Mischpunkt 407 in einem Abstand von (2n + 1)λ/4 von den Filterausgangsverbindungsabschnitten 403 und 404 und auf einer Ebene, die durch die Filterausgangsverbindungsabschnitte 401 und 402 und den ersten Mischpunkt 406 aufgespannt wird, und ein dritter Mischpunkt 408 in einem Abstand von (m + 1)λ/2 von den ersten und zweiten Mischpunkten 406 und 407 und auf der (gleichen) Ebene, wobei mindestens drei von den Filterausgangsverbindungsabschnitten 401, 402, 403 und 404 mit den ersten, zweiten und dritten Mischpunkten 406, 407 und 408 durch gerade Abzweigleitungen verbunden sind, welche die Form einer auf einem Trägermaterial aufgebrachten Dünnschicht und die gleiche charakteristische Impedanz aufweisen (wobei λ eine Wellenlänge bei der mittleren Resonanzfrequenz eines Filters und n und m gleich 0 oder natürliche Zahlen sind).According to a fifth construction of the filter device according to the invention for low-temperature operation, a filter element contained in each filter element 11 illustrated manifold at least one of the structures in which are arranged in the order given below: filter output connection sections 401 . 402 . 403 and 404 , a first union or mixing point 406 at a distance of (2n + 1) λ / 4 from the filter output connection sections 401 and 402 , a second mixing point 407 at a distance of (2n + 1) λ / 4 from the filter output connection sections 403 and 404 and at a level through the filter output connection sections 401 and 402 and the first mix point 406 is spanned, and a third mixing point 408 at a distance of (m + 1) λ / 2 from the first and second mixing points 406 and 407 and at the (same) level, with at least three of the filter output connection sections 401 . 402 . 403 and 404 with the first, second and third mix points 406 . 407 and 408 are connected by straight branch lines, which have the form of a thin layer applied to a carrier material and the same characteristic impedance (where λ is a wavelength at the mean resonance frequency of a filter and n and m are 0 or natural numbers).

Bei einer solchen Struktur kann der Verteiler auf der Ebene ausgebildet werden, indem eine gleichschenklige Dreieckstruktur zum Zusammenführen der Filterausgangsverbindungsabschnitte 401 und 402 zum ersten Mischpunkt 406, eine gleichschenklige Dreieckstruktur zum Zusammenführen der Filterausgangsverbindungsabschnitte 403 und 404 zum zweiten Mischpunkt 407 und eine gleichschenklige Dreieckstruktur zum Zusammenführen der ersten und zweiten Mischpunkte 406 und 407 zum dritten Mischpunkt 408 verwendet werden. Die Übertragungsleitungen von gleicher Breite, die auf dem Trägermaterial ausgebildet sind, das gleichmäßig ist und keine Schichtdickenverteilung aufweist, haben die gleiche charakteristische Impedanz und Phasenkonstante. Infolgedessen ist eine reale Länge proportional zu einer elektrischen Länge. Dementsprechend kann unter Verwendung der drei gleichschenkligen Strukturen eine Kopplungsleitung mit einer elektrischen Länge von (2n + 1)/λ ausgebildet werden. Auf diese Weise ist es möglich, einen kleinformatigen Verteiler vom Dünnschichttyp mit niedrigem Verlust zu implementieren.With such a structure, the manifold can be formed on the plane by one isosceles triangular structure for merging the filter output connection sections 401 and 402 to the first mixing point 406 , an isosceles triangular structure for merging the filter output connection sections 403 and 404 to the second mixing point 407 and an isosceles triangular structure for merging the first and second mixing points 406 and 407 to the third mixing point 408 be used. The transmission lines of the same width, which are formed on the carrier material, which is uniform and has no layer thickness distribution, have the same characteristic impedance and phase constant. As a result, a real length is proportional to an electrical length. Accordingly, a coupling line with an electrical length of (2n + 1) / λ can be formed using the three isosceles structures. In this way, it is possible to implement a small format, low loss, thin film type distributor.

Gemäß der fünften Konstruktion sind die Filterausgangsverbindungsabschnitte 401, 402, 403 und 404 vorzugsweise in regelmäßigen Abständen auf einer Geraden angeordnet, und der dritte Mischpunkt 408 ist in einer Position angeordnet, wo eine Gerade zur Verbindung des Filterausgangsverbindungsabschnitts 401 mit dem ersten Mischpunkt 406 eine Gerade zur Verbindung des Filterausgangsverbindungsabschnitts 404 mit dem zweiten Mischpunkt 407 schneidet. Folglich kann das Auftreten eines Strahlungsverlusts infolge einer Biegung der Abzweigleitungen an den ersten und zweiten Mischpunkten 406 und 407 verhindert werden.According to the fifth construction, the filter outlet connecting portions are 401 . 402 . 403 and 404 preferably arranged at regular intervals on a straight line, and the third mixing point 408 is arranged in a position where a straight line for connecting the filter output connecting portion 401 with the first mix point 406 a straight line for connecting the filter output connection section 404 with the second mix point 407 cuts. Consequently, the occurrence of radiation loss due to bending of the branch lines at the first and second mixing points can occur 406 and 407 be prevented.

Der Verteiler weist mindestens eine fächerförmige Struktur auf, in der mindestens zwei Filterausgangsverbindungsabschnitte bogenförmig angeordnet sind und die Mittelpunkte des Bogens durch eine gerade Abzweigleitung in Form einer auf einem Trägermaterial aufgebrachten Dünnschicht und mit einer Länge von (2n + 1)/λ/4 verbunden sind, deren charakteristische Impedanz die gleiche ist (wobei λ eine Wellenlänge bei der mittleren Resonanzfrequenz eines Filters und n gleich 0 oder eine natürliche Zahl ist).The distributor has at least one fan-shaped structure in which at least two filter output connection sections arc are arranged and the centers of the arc through a straight line Branch line in the form of a thin layer applied to a carrier material and with a length from (2n + 1) / λ / 4 whose characteristic impedance is the same (where λ is a wavelength at the average resonance frequency of a filter and n equals 0 or a natural one Number is).

Gemäß einer solchen Konstruktion sind die Filterausgangsverbindungsabschnitte bogenförmig angeordnet, und die Mischpunkte sind die Mittelpunkte der Bögen, so daß die Filterausgangsverbindungsabschnitte in gleichen Abständen von den Mischpunkten angeordnet sind, um die fächerförmige Struktur zu bilden. Außerdem können viele Filterausgangsverbindungsabschnitte gleichzeitig zu einem Mischpunkt zusammengeführt werden. Die Übertragungsleitungen von gleicher Breite, die auf einem Trägermaterial ausgebildet sind, das gleichmäßig ist und keine Schichtdickenverteilung aufweist, haben die gleiche charakteristische Impedanz und die gleiche Phasenkonstante. Infolgedessen ist eine reale Länge proportional zu einer elektrischen Länge. Dementsprechend können durch Verwendung der fächerförmigen Struktur die Koppelleitungen mit einer elektrischen Länge von (2n + 1)/λ auf der gleichen Ebene ausgebildet werden. Folglich kann ein kleinformatiger Verteiler vom Dünnschichttyp mit hoher Leistung (niedrigem Verlust) implementiert werden. Außerdem kann zwischen den Filterausgangsverbindungsabschnitten ein ausreichender Abstand eingehalten werden, so daß ein Filter auf dem gleichen Trägermaterial wie der Verteiler ausgebildet werden kann.According to such a construction the filter outlet connection sections are arranged in an arc shape, and the mixing points are the centers of the arcs so that the filter output connection sections at equal intervals are arranged from the mixing points to form the fan-shaped structure. In addition, many can Filter output connection sections simultaneously to a mix point together become. The transmission lines of the same width, which are formed on a carrier material, that is even and has no layer thickness distribution, have the same characteristic Impedance and the same phase constant. As a result, one real length proportional to an electrical length. Accordingly, by Using the fan-shaped structure the coupling lines with an electrical length of (2n + 1) / λ on the be trained on the same level. Consequently, a small format Thin film type distributor be implemented with high performance (low loss). Besides, can a sufficient one between the filter output connection sections Distance to be maintained, so that a filter on the same support material how the distributor can be designed.

Vorzugsweise weist der Verteiler mindestens eine der Strukturen auf, in denen mindestens zwei fächerförmige Strukturen auf der gleichen Ebene vorgesehen sind, wobei die Bogenmittelpunkte durch Abzweigleitungen von gleicher charakteri stischer Impedanz verbunden sind, welche die Form einer auf einem Trägermaterial aufgebrachten Dünnschicht und eine Länge von (m + 1)/λ/2 aufweisen (wobei m gleich 0 oder natürliche Zahl ist).The distributor preferably has at least one of the structures in which at least two fan-shaped structures are provided on the same plane, with the arc centers by branch lines of the same characteristic impedance which are in the form of a on a carrier material applied thin film and a length from (m + 1) / λ / 2 have (where m is 0 or a natural number).

Gemäß der Struktur des Verteilers wird im Fall der Verwendung von LaAlO3, SrTiO3, LaGaO3, NdGaO3 und dergleichen als Trägermaterial die Fehlanpassung einer Gitterkonstante zwischen dem Trägermaterial und der Abzweigleitung (dem Oxid-Supraleiter) vermindert, so daß die Kristalleigenschaften der Abzweigleitung (Oxid-Supraleiter) verbessert werden können. Als Ergebnis können eine kritische Temperatur und eine kritische Stromdichte so verbessert werden, daß die Leistung einer Kältemaschine reduziert werden kann. Außerdem können Hochleistungs-Mikrowellen benutzt werden. Durch Ausbildung der Abzweigleitung zusammen mit der Schichtstruktur aus dem Oxid-Supraleiter und dem Metall kann auch dann, wenn der Supraleiter wegen Ausfalls der Kältemaschine seine Supraleitfähigkeit verliert, die Übertragung durch das Metall sichergestellt werden. Infolgedessen gehen die Funktionen nicht völlig verloren, so daß die Stabilität des Verteilers verbessert werden kann.According to the structure of the distributor, in the case of using LaAlO 3 , SrTiO 3 , LaGaO 3 , NdGaO 3 and the like as the carrier material, the mismatch of a lattice constant between the carrier material and the branch line (the oxide superconductor) is reduced, so that the crystal properties of the branch line (Oxide superconductor) can be improved. As a result, a critical temperature and a critical current density can be improved so that the performance of a refrigerator can be reduced. High power microwaves can also be used. By forming the branch line together with the layer structure of the oxide superconductor and the metal, the transmission through the metal can be ensured even if the superconductor loses its superconductivity due to failure of the refrigerator. As a result, the functions are not completely lost, so that the stability of the distributor can be improved.

Wie oben beschrieben, bietet die vorliegende Erfindung eine kleinformatige Einrichtung für Tieftemperaturbetrieb mit niedrigem Verlust und hoher Leistung, die eine hervorragende Temperaturstabilität und Frequenzcharakteristik aufweist. Insbesondere wird ein kleinformatiges Filterelement mit niedrigem Verlust, hohem Q-Wert und hoher Leistung bereitgestellt, in dem ein Resonatorfilter und ein Abschnitt, der einem Verteiler entspricht, unter Verwendung eines supraleitenden Materials durch Dünnschichttechnologie integriert sind, so daß die Verkleinerung der Abmessungen und die Leistung noch weiter verbessert werden können. Ferner werden mehrere Planarschaltungsfilter, in denen jede Filterelektrode aus einem supraleitenden Dünnschichtmaterial besteht, und eine Verteilereinheit in drei Dimensionen angeordnet, so daß eine kleinformatige Filtereinrichtung für Tieftemperaturbetrieb mit niedrigem Verlust und hervorragender Kühlleistung implementiert werden kann.As described above, the present invention a small-sized device for low-temperature operation with low loss and high performance, which is excellent temperature stability and has frequency characteristics. In particular, a small format Filter element with low loss, high Q value and high performance provided in which a resonator filter and a section that corresponds to a distributor, using a superconducting Materials through thin film technology are integrated so that the Size reduction and performance improved even further can be. Furthermore, several planar circuit filters, in which each filter electrode consists of a superconducting thin-film material, and a distribution unit arranged in three dimensions, so that a small format Filter device for Low temperature operation with low loss and excellent cooling performance can be implemented.

1 zeigt eine teilweise ausgeschnittene perspektivische Ansicht, welche die Gesamtstruktur einer Filtereinrich tung für Tieftemperaturbetrieb nach einem ersten Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellt; 1 Fig. 14 is a partially cut-out perspective view showing the overall structure of a low-temperature operation filter device according to a first example of the present invention;

2 zeigt eine teilweise ausgeschnittene perspektivische Ansicht, die ein konkretes Beispiel eines Abschirmungsgehäuseblocks darstellt, der die in 1 dargestellte Filtereinrichtung für Tieftemperaturbetrieb bildet; 2 FIG. 12 is a partially cut-out perspective view showing a concrete example of a shield case block that is shown in FIG 1 filter device shown forms for low-temperature operation;

3 zeigt eine Schnittansicht, die auf typische Weise in Seitenansicht ein supraleitendes Filterelement einer Filtereinrichtung für Tieftemperaturbetrieb nach einem zweiten Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellt (Schnitt B-B in 4); 3 shows a sectional view, which typically shows in side view a superconducting filter element of a filter device for low-temperature operation according to a second example of the present invention (section BB in 4 );

4 eine Schnittansicht, die das supraleitende Filterelement in 3 von der Oberseite aus gesehen darstellt (Schnitt A-A in 3); 4 a sectional view showing the superconducting filter element in 3 seen from the top (section AA in 3 );

5 zeigt eine seitliche Schnittansicht, die ein weiteres typisches Beispiel der Struktur des supraleitenden Filterelements darstellt; 5 Fig. 14 is a sectional side view showing another typical example of the structure of the superconducting filter element;

6(A) zeigt eine Draufsicht, und 6(B) zeigt eine Schnittansicht, die schematisch die Struktur des supraleitenden Filterelements nach einem dritten Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellen; 6 (A) shows a plan view, and 6 (B) Fig. 14 is a sectional view schematically showing the structure of the superconducting filter element according to a third example of the present invention;

7 zeigt eine teilweise ausgeschnittene perspektivische Ansicht, die einen Abschirmungsgehäuseblock einer Filtereinrichtung für Tieftemperaturbetrieb nach einem vierten Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. 7 Fig. 12 is a partially cut-out perspective view illustrating a shield case block of a low-temperature operation filter device according to a fourth example of the present invention.

8 zeigt eine Draufsicht, die auf typische Weise den Verbindungsabschnitt einer Verteilereinheit zu dem Filter des Abschirmungsgehäuseblocks in 7 darstellt; 8th FIG. 12 is a plan view typically showing the connection portion of a distribution unit to the filter of the shield case block in FIG 7 represents;

9 zeigt eine Seitenansicht, die auf typische Weise den Verbindungsabschnitt in 8 darstellt; 9 shows a side view that typically shows the connecting portion in FIG 8th represents;

10 zeigt eine perspektivische Ansicht, die einen Verbindungsleiter darstellt, der einen Verbindungsanschluß bildet; 10 Fig. 12 is a perspective view illustrating a connection conductor that forms a connection terminal;

11 zeigt eine Draufsicht, die auf typische Weise den Verteiler einer Filtereinrichtung für Tieftemperaturbetrieb nach einem fünften Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellt; 11 Fig. 12 is a plan view typically illustrating the manifold of a cryogenic filter device according to a fifth example of the present invention;

12 zeigt eine Draufsicht, die auf typische Weise einen Verteiler nach einem sechsten Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellt; und 12 Fig. 12 is a plan view typically showing a manifold according to a sixth example of the present invention; and

13 zeigt eine Ansicht, die ein Beispiel einer Hochleistungsfiltereinrichtung nach dem Stand der Technik darstellt. 13 Fig. 12 is a view showing an example of a high performance filter device according to the prior art.

Nachstehend werden bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.Below are preferred embodiments of the present invention with reference to the drawings described.

1 zeigt die Gesamtkonstruktion einer Filtereinrichtung für Tieftemperaturbetrieb. Die Filtereinrichtung für Tieftemperaturbetrieb weist vier Filterelemente auf. Die vier Filterelemente sind in einem geschlossenen Raum im Inneren eines Abschirmungsgehäuseblocks 1 untergebracht. Der Abschirmungsblock 1 weist vier Signaleingangsabschnitte 2a und vier Signalausgangsabschnitte 2b auf (siehe 2). Der Boden des Abschirmungsgehäuseblocks 1 ist im Wärmekontaktzustand so an einer Kühlplatte 3 befestigt, daß eine Wärmeübertragung leicht erzielbar ist. In einen Wärmekontakt-Befestigungsabschnitt zwischen dem Abschirmungsgehäuseblock 1 und der Kühlplatte 3 wird ein wärmeleitendes Fett eingepreßt, so daß die Wärmeleitfähigkeit verbessert wird. Die Kühlplatte 3 ist mit einem Ende eines wärmeleitenden Abschnitts 5 in einem wärmeisolierenden Behälter 4 verbunden und daran befestigt. Infolgedessen wird von dem Abschirmungsgehäuseblock 1 zur Kühlplatte 3 übertragene Wärme zu einem Tieftemperatur-Abschnitt 6 abgeleitet, der mit dem anderen Ende des wärmeleitenden Abschnitts 5 verbunden ist. 1 shows the overall construction of a filter device for low temperature operation. The filter device for low-temperature operation has four filter elements. The four filter elements are in a closed space inside a shield housing block 1 accommodated. The shield block 1 has four signal input sections 2a and four signal output sections 2 B on (see 2 ). The bottom of the shield case block 1 is in the thermal contact state on a cooling plate 3 attached that heat transfer is easily achievable. In a thermal contact mounting section between the shield case block 1 and the cooling plate 3 a grease is pressed in, so that the thermal conductivity is improved. The cooling plate 3 is with one end of a heat conducting section 5 in a heat-insulating container 4 connected and attached to it. As a result, the shield housing block 1 to the cooling plate 3 transferred heat to a low temperature section 6 derived from the other end of the heat-conducting section 5 connected is.

Der wärmeleitende Abschnitt 5 ist über ein wärmeisolierendes Material 9 an dem wärmeisolierenden Behälter 4 befestigt, so daß die Wärme nicht von dem wärmeisolierenden Behälter 4 zum wärmeleitenden Abschnitt 5 übertragen wird. Der Innenraum des wärmeisolierenden Behälters 4 wird um den Abschirmungsgehäuseblock 1 herum unter Vakuum gesetzt. Infolgedessen ist eine wirksame Wärmeisolierung möglich. Der Tieftemperatur-Abschnitt 6 wird durch eine Kältemaschine gekühlt. Anstelle der Wärmeisolierung und Kühlung kann ein Kühlmittel, wie z. B. flüssiger Stickstoff, in den wärmeisolierenden Behälter 4 ein gefüllt werden, um die Kühlplatte 3 und den Abschirmungsgehäuseblock 1 zu kühlen. Eine solche Konstruktion ist zweckmäßig und effektiv.The heat-conducting section 5 is about a heat insulating material 9 on the heat-insulating container 4 attached so that the heat does not come from the heat-insulating container 4 to the heat-conducting section 5 is transmitted. The interior of the heat-insulating container 4 is placed under vacuum around the shield case block 1. As a result, effective thermal insulation is possible. The low temperature section 6 is cooled by a chiller. Instead of thermal insulation and cooling, a coolant such as. B. liquid nitrogen, in the heat-insulating container 4 a be filled to the cooling plate 3 and the shield case block 1 to cool. Such a construction is practical and effective.

Vier Signaleingangsabschnitte 2a sind über vier Kabel 7a mit vier Eingangsanschlüssen 8a verbunden, die an dem wärmeisolierenden Behälter 4 vorgesehen sind. Vier Signalausgangsabschnitte 2b sind über vier Kabel 7b mit vier Ausgangsanschlüssen 8b verbunden, die an dem wärmeisolierenden Behälter 4 vorgesehen sind. Dementsprechend passiert ein Signal, das von einem der Eingangsanschlüsse 8a eingegeben wird, das Kabel 7a und den Signaleingangsabschnitt 2a und dann eines der Filterelemente im Abschirmungsgehäuseblock 1. Ferner wird das Signal von einem der Ausgangsanschlüsse 8b über einen der Signalausgangsabschnitte 2b und eines der Kabel 7b ausgegeben. In diesem Fall gelangt nur ein Signal im Durchlaßfrequenzband des Filterelements durch das Filterelement zum Ausgangsanschluß 8b.Four signal input sections 2a are over four cables 7a with four input connections 8a connected to the heat insulating container 4 are provided. Four signal output sections 2 B are over four cables 7b with four output connections 8b connected to the heat insulating container 4 are provided. Accordingly, a signal passes through one of the input ports 8a is entered, the cable 7a and the signal input section 2a and then one of the filter elements in the shield housing block 1 , Furthermore, the signal from one of the output terminals 8b via one of the signal output sections 2 B and one of the cables 7b output. In this case, only a signal in the pass band of the filter element passes through the filter element to the output terminal 8b ,

Gemäß dem vorliegenden Beispiel sind vier Filterelemente in dem Abschirmungsgehäuseblock 1 untergebracht. Das Auftreten von Nebensprechen zwischen den Filterelementen muß verhindert werden. Der Raum zur Unterbringung jedes Filterelements ist abgeschlossen, und jedes Filterelement ist jeweils durch ein Kabel mit dem Filtereingangsabschnitt 2a und dem Filterausgangsabschnitt 2b verbunden. Folglich zeichnet sich eine derartige Konstruktion dadurch aus, daß eine Verbindung zwischen den Filtern vermieden wird und die entsprechenden Filterelemente stabil sind.According to the present example, there are four filter elements in the shield housing block 1 accommodated. The occurrence of crosstalk between the filter elements must be prevented. The space for accommodating each filter element is closed, and each filter element is connected to the filter input section by a cable 2a and the filter output section 2 B connected. Consequently, such a construction is characterized in that a connection between filter is avoided and the corresponding filter elements are stable.

2 zeigt eine teilweise ausgeschnittene perspektivische Ansicht, welche die Konstruktion des Abschirmungsgehäuseblocks 1 darstellt. In dem Abschirmungsgehäuseblock 1 sind vier geschlossene Räume 10, die je einen der Signaleingangsabschnitte 2a und einen der Signalausgangsabschnitte 2b aufweisen, zu einer Einheit zusammengefaßt. Die Filterelemente 11 sind einzeln in jedem geschlossenen Raum 10 untergebracht. Die Planarfilterelemente 11 sind nahezu parallel zueinander angeordnet. Die Signaleingangsleitung 22a des Filterelements 11 ist mit dem Signaleingangsabschnitt 2a verbunden. Die Signalausgangsleitung 22b ist mit dem Signalaungangsabschnitt 2b verbunden. Das wärmeleitende Fett oder dergleichen wird verbunden. Das wärmeleitende Fett oder dergleichen wird aufgebracht, um einen Wärmewiderstand zu vermindern, so daß das Filterelement 11 durch Preßkontakt mit einer Schraube, einer Feder oder dergleichen an dem Abschirmungsgehäuseblock 1 befestigt wird. Infolgedessen erhöht sich die Strahlungsleistung der am Filterelement 11 entwickelten Wärme, so daß die Betriebsstabilität des Filterelements 11 verbessert werden kann. 2 Fig. 12 is a partially cut-out perspective view showing the construction of the shield case block 1 represents. In the shield housing block 1 are four closed rooms 10 , each one of the signal input sections 2a and one of the signal output sections 2 B have, combined into one unit. The filter elements 11 are individually in each closed room 10 accommodated. The planar filter elements 11 are arranged almost parallel to each other. The signal input line 22a of the filter element 11 is with the signal input section 2a connected. The signal output line 22b is with the signal input section 2 B connected. The heat conductive grease or the like is bonded. The heat conductive grease or the like is applied to reduce heat resistance so that the filter element 11 by press contact with a screw, spring or the like on the shield case block 1 is attached. As a result, the radiation power of the filter element increases 11 developed heat, so that the operational stability of the filter element 11 can be improved.

Der Abschirmungsgehäuseblock 1 kann vertikal in zwei Abschnitte unterteilt werden, so daß die Montagearbeit für den Einbau des Filterelements in den geschlossenen Raum des Abschirmungsgehäuseblock 1 leichter ausgeführt werden kann. In diesem Fall wird der Abschirmungsgehäuseblock 1 in zwei Abschnitte unterteilt, und das Filterelement, der Signaleingangsabschnitt 2a und der Signalausgangsabschnitt 2b werden dann in jedem geschlossenen Raum eingebaut. Danach wird der Abschirmungsgehäuseblock 1 zusammengesetzt und abgedichtet. Als Ergebnis erhält man den Abschirmungsgehäuseblock 1. Ferner kann der Abschirmungsgehäuseblock 1 als Aggregat von Abschirmungsgehäusen ausgebildet sein. In diesem Fall wird jedes Filterelement angebracht und für jedes Abschirmungsgehäuse abgedichtet. Dann werden die Abschirmungsgehäuse zum Abschirmungsgehäuseblock 1 vereinigt. Auf diese Weise kann die Montagearbeit leicht ausgeführt werden.The shield housing block 1 can be divided vertically into two sections, so that the assembly work for the installation of the filter element in the closed space of the shield housing block 1 can be carried out more easily. In this case, the shield case block 1 divided into two sections, and the filter element, the signal input section 2a and the signal output section 2 B are then installed in every closed room. After that, the shield case block 1 assembled and sealed. As a result, the shield case block is obtained 1 , Furthermore, the shield housing block 1 be designed as an aggregate of shielding housings. In this case, each filter element is attached and sealed for each shield case. Then the shield case becomes the shield case block 1 united. In this way, the assembly work can be carried out easily.

Der geschlossene Raum des Abschirmungsgehäuseblocks 1 kann mit trockenem He-Gas, Ne-Gas oder einem Gemisch aus trockenem He-Gas und Ne-Gas, oder mit trockenem Ar-Gas, N2-Gas, O2-Gas oder einem Gemisch aus trockenem Ar-Gas, N2-Gas und O2-Gas gefüllt werden, um die Temperaturstabilität des Filterelements 11 zu verbessern. Im Falle eines Vakuums kann das Gas innerhalb aller Temperaturbereiche verwendet werden. Im Fall der Verwendung von Ar-Gas, N2-Gas, O2-Gas oder eines Gemischs aus Ar-Gas, N2-Gas und O2-Gas für den Betrieb bei einer Temperatur, die höher ist als die Temperatur von flüssigem Stickstoff, werden die Gase nicht verflüssigt, und das Filterelement wird durch Konvektion wirksam gekühlt. Die obigen Effekte können erzielt werden, bevor He-Gas, Ne-Gas oder ein Gemisch aus He-Gas und Ne-Gas bei einer Temperatur verflüssigt wird, die niedriger ist als die Temperatur des flüssigen Stick stoffs. Insbesondere kann das He-Gas benutzt werden, bis die Temperatur von flüssigem He (4,2 K) erreicht ist.The closed space of the shield case block 1 can be with dry He gas, Ne gas or a mixture of dry He gas and Ne gas, or with dry Ar gas, N 2 gas, O 2 gas or a mixture of dry Ar gas, N 2 -Gas and O 2 -Gas are filled to maintain the temperature stability of the filter element 11 to improve. In the case of a vacuum, the gas can be used within all temperature ranges. In the case of using Ar gas, N 2 gas, O 2 gas or a mixture of Ar gas, N 2 gas and O 2 gas for operation at a temperature higher than the temperature of liquid Nitrogen, the gases are not liquefied and the filter element is effectively cooled by convection. The above effects can be achieved before He gas, Ne gas, or a mixture of He gas and Ne gas is liquefied at a temperature lower than the temperature of the liquid nitrogen. In particular, the He gas can be used until the temperature of liquid He (4.2 K) is reached.

Wie in 2 dargestellt, kommen Kontaktstifte, die vom Signaleingangsabschnitt 2a und dem Signalaungangsabschnitt 2b nach innen hervorstehen, an einem dielektrischen Substrat 12 in Kontakt mit dem Signaleingangsabschnitt 2a oder dem Signalausgangsabschnitt 2b, so daß die Signaleungangsleitung 22a und die Signalausgangsleitung 22b des Filterelements 11 mit dem Signaleingangsabschnitt 2a und dem Signalausgangsabschnitt 2b des Abschirmungsgehäuseblocks 1 verbunden werden. Die Signaleingangsleitung 22a und die Signalausgangsleitung 22b des Filterelements 11 können durch ein Verdrahtungselement (wie z. B. eine flexible Verdrahtungsplatte oder einen Zuleitungsdraht), das mit dem dielektrischen Substrat 12 des Filterelements 11 zusammengefügt oder in das Substrat 12 eingebettet wird, miteinander verbunden werden.As in 2 shown, pins come from the signal input section 2a and the signal input section 2 B protrude inward on a dielectric substrate 12 in contact with the signal input section 2a or the signal output section 2 B so that the signal input line 22a and the signal output line 22b of the filter element 11 with the signal input section 2a and the signal output section 2 B of the shield case block 1 get connected. The signal input line 22a and the signal output line 22b of the filter element 11 can be by a wiring element (such as a flexible wiring board or a lead wire) that is connected to the dielectric substrate 12 of the filter element 11 put together or in the substrate 12 is embedded, connected to each other.

Wie in 2 dargestellt, sind an der oberen Wand des Abschirmungsgehäuseblocks 1 vier Durchgangsbohrungen ausgebildet. An den Durchgangsbohrungen sind zylinderförmige Elemente 1a angebracht. Das zylinderförmige Element 1a weist gleichfalls eine Durchgangsbohrung auf, die eine Achse einschließt, die nahezu parallel zur Substratfläche des Filterelements 11 ist. Ein bewegliches Element 31 zur Feineinstellung der Frequenzkennlinie des Filterelements 11 wird in die Durchgangsbohrung des zylinderförmigen Elements 1a eingesetzt. Das bewegliche Element 31 weist eine Schraube 34 auf, die in eine spiralförmige Nut 33 eingeschraubt wird, die an einem Teil der Durchgangsbohrung vorgesehen ist. Am äußeren Ende des beweglichen Elements 31 ist ein Übertragungsabschnitt 35 für eine äußere Kraft ausgebildet, um eine Drehkraft auf das bewegliche Element 31 zu übertragen. Zwischen dem beweglichen Element und dem anderen Teil der Durchgangsbohrung wird ein Schmiermittel eingebracht, so daß ein Gleitabschnitt 32 ausgebildet wird. Infolgedessen bleibt der geschlossene Raum 10 in dem Abschirmungsgehäuseblock 1 luftdicht abgeschlossen, und der Abschirmungsgehäuseblock 1 wird über eine elektrostatische Kapazität elektrisch mit einem Erdungsstab 36 des beweglichen Elements 31 verbunden. Ein Erdungsstab 36, der aus einem Leiter be steht, der das Volumen des geschlossenen Raums 10 verändert, ist am inneren Ende (einem Ende auf der Seite des geschlossenen Raums 10) vorgesehen. An der Spitze des Erdungsstabs 36 ist ein dielektrischer Block 37 befestigt.As in 2 are shown on the top wall of the shield housing block 1 four through holes are formed. There are cylindrical elements on the through holes 1a appropriate. The cylindrical element 1a also has a through hole that includes an axis that is almost parallel to the substrate surface of the filter element 11 is. A moving element 31 for fine adjustment of the frequency characteristic of the filter element 11 is in the through hole of the cylindrical element 1a used. The moving element 31 has a screw 34 on that in a spiral groove 33 is screwed, which is provided on a part of the through hole. At the outer end of the movable element 31 is a transmission section 35 designed for an external force to apply a rotational force to the movable member 31 transferred to. A lubricant is introduced between the movable member and the other part of the through hole, so that a sliding portion 32 is trained. As a result, the closed space remains 10 in the shield housing block 1 hermetically sealed, and the shield housing block 1 becomes electrical via an electrostatic capacity using a grounding rod 36 of the movable element 31 connected. An earth rod 36 , which consists of a conductor that is the volume of the enclosed space 10 is changed at the inner end (one end on the side of the closed space 10 ) intended. At the top of the grounding stick 36 is a dielectric block 37 attached.

Ein zylinderförmiger Abschnitt mit größerem Durchmesser als dem des Schraubenabschnitts 34 ist an der Innenseite der Durchgangsbohrung des zylinderförmigen Elements 1a ausgebildet. An dem beweglichen Element ist ein Kolbenabschnitt vorgesehen, der in den Zylinderabschnitt eingepaßt ist. Der Gleitabschnitt 32 wird durch den Zylinderabschnitt und den Kolbenabschnitt gebildet.A cylindrical section with a larger diameter than that of the screw section 34 is on the inside of the through hole of the cylindrical element 1a educated. At the be Movable element, a piston section is provided which is fitted into the cylinder section. The sliding section 32 is formed by the cylinder section and the piston section.

Der äußere Kraftübertragungsabschnitt 35 hat die Form einer Sechskantschraube. Wenn am äußeren Kraftübertragungsabschnitt 35 ein Werkzeug angesetzt und gedreht wird, bewegt sich der Erdungsstab 36 durch die Schraubenbewegung des Schraubenabschnitts 34 und der Spiralnut 33 der Durchgangsbohrung in den geschlossenen Raum 10 hinein oder aus diesem heraus. Die Form des geschlossenen Raums 10 wird durch die Bewegung des Erdungsstabs 36 verändert, und die in dem geschlossenen Raum 10 ausgebildete Verteilung des elektrischen Feldes wird durch ein Signal verändert, das ein Filterelement 11 passiert. Die Frequenzkennlinie des Filterelements 11 wird feinabgestimmt. Auf diese Weise kann eine Feineinstellung der Frequenzkennlinie ausgeführt werden. Gemäß einer solchen Konstruktion können die Frequenzkennlinien für die Filterelemente in der gleichen Richtung feineingestellt werden. Folglich kann eine Feineinstellung an dem auf Betriebstemperatur gekühlten Filterelement leicht ausgeführt werden.The outer power transmission section 35 has the shape of a hexagon screw. When on the outer power transmission section 35 when a tool is attached and rotated, the earthing rod moves 36 by the screw movement of the screw section 34 and the spiral groove 33 the through hole in the closed space 10 in or out of it. The shape of the closed space 10 is caused by the movement of the grounding rod 36 changed, and that in the enclosed space 10 trained distribution of the electric field is changed by a signal that is a filter element 11 happens. The frequency characteristic of the filter element 11 is fine-tuned. In this way, the frequency characteristic can be fine-tuned. According to such a construction, the frequency characteristics for the filter elements can be finely adjusted in the same direction. As a result, fine adjustment can be easily performed on the filter element cooled to the operating temperature.

Ein Drehmechanismus, der mit dem äußeren Kraftübertragungsabschnitt 35 durch einen Stab aus einem hochwärmeisolierenden PTFE- (Polytetrafluorethylen)-Harz verbunden ist, wird als Mittel zur Übertragung eines Drehmoments von außerhalb des wärmeisolierenden Behälters 4 an der äußeren Wandfläche des wärmeisolierenden Behälters 4 vorgesehen, so daß die Kennlinie während des Kühlungsvorgangs feineingestellt werden kann. Auf diese Weise kann die Einstellung leichter ausgeführt werden.A rotating mechanism that is connected to the outer power transmission section 35 Connected by a rod made of a highly heat-insulating PTFE (polytetrafluoroethylene) resin, is used as a means for transmitting a torque from outside the heat-insulating container 4 on the outer wall surface of the heat-insulating container 4 provided so that the characteristic can be fine-tuned during the cooling process. This makes the adjustment easier.

Zur bequemen Montage wird das zylinderförmige Element 1a so bereitgestellt, daß das Stück der Durchgangsbohrung, das an dem beweglichen Element 31 gleitet, so weit wie möglich vergrößert wird, und wird nach dem vorherigen Einschrauben des beweglichen Elements 31 an der Bohrung in der Gehäusewand angebracht. Demgemäß ist das zylinderförmige Element 1a nicht immer erforderlich. Die Spiralnut und der Gleitabschnitt können an der in der Gehäusewand angebrachten Durchgangsbohrung ausgebildet werden, um das bewegliche Element 31 direkt in die Durchgangsbohrung einzusetzen. Die Anzahl der beweglichen Elemente 31 für jedes Filterelement unterliegt keiner Beschränkung. Es sind mehrere bewegliche Elemente an verschiedenen Stellen vorgesehen, so daß die Einstellung viel feiner ausgeführt werden kann.The cylindrical element is used for easy assembly 1a so provided that the piece of the through hole that is attached to the movable member 31 slides, is enlarged as much as possible, and is after the previous screwing of the movable element 31 attached to the hole in the housing wall. Accordingly, the cylindrical member 1a not always required. The spiral groove and the sliding portion can be formed on the through hole made in the housing wall around the movable element 31 insert directly into the through hole. The number of moving elements 31 there is no restriction for each filter element. Several movable elements are provided in different places, so that the adjustment can be carried out much more precisely.

Der dielektrische Block 37 kann durch eine dielektrische Schicht ersetzt werden oder ist in einigen Fällen nicht notwendig. Da jedoch die Dielektrizitätskonstante des Dielektrikums 37 hoch ist (etwa 3 im Falle von Teflon (Warenzeichen), etwa 9 im Falle von Aluminiumoxid), konzentriert sich ein elektrisches Feld an der Innenseite des Dielektrikums 37. In dem Fall, wo der Isolator 37 vorgesehen ist, kann der Einstellungsbetrag der Frequenzcharakteristik pro Verschiebungseinheit des beweglichen Elements im Vergleich zu dem Fall, wo das Dielektrikum 37 nicht vorgesehen ist, vergrößert werden.The dielectric block 37 can be replaced by a dielectric layer or is not necessary in some cases. However, since the dielectric constant of the dielectric 37 is high (about 3 in the case of Teflon (trademark), about 9 in the case of alumina), an electric field is concentrated on the inside of the dielectric 37 , In the case where the isolator 37 is provided, the setting amount of the frequency characteristic per displacement unit of the movable member can be compared to the case where the dielectric 37 is not intended to be enlarged.

Das Filterelement 11 weist eine Dünnschichtelektrode 13 auf, die ähnlich einer Streifenleitungsfilterstruktur auf der Oberfläche eines dielektrischen Substrats 12 ausgebildet ist, sowie über der Rückseite ausgebildete Masseelektroden. Falls ein Elektrodenmaterial wie z. B. Cu, Ag oder Au als Material der Dünnschichtelektrode 13 bei einer Betriebstemperatur verwendet wird, die in der Nähe einer gewöhnlichen Temperatur liegt, beträgt der Q-Wert des Filterelements höchstens einige hundert. Wenn das Elektrodenmaterial auf eine tiefe Temperatur abgekühlt wird, z. B. auf die Temperatur von flüssigem Stickstoff (77,3 K), dann wird der spezifische Widerstand erheblich reduziert, so daß sich der Q-Wert bei einer Frequenz von etwa 2 GHz auf einige tausend erhöht. Außerdem wird in dem Fall, wo ein supraleitendes Material als Material der Dünnschichtelektrode 13 durch Abkühlung im supraleitenden Zustand verwendet wird, der Q-Wert bei einer Frequenz von etwa 2 GHz auf einige zehntausend erhöht. In dem Fall, wo als supraleitendes Material der Dünnschichtelektrode 13 ein Oxid-Hochtemperatursupraleitermaterial verwendet wird, wie z. B. ein Bismut-System, ein Yttrium-System oder ein Thallium-System, kann außerdem die Betriebstemperatur, d. h. die Temperatur im supraleitenden Betriebszustand, viel stärker erhöht werden als bei einem tieftemperatursupraleitenden Material wie z. B. Nb, Nb-Ti oder Nb3Sn. Infolgedessen kann die Kühlung leichter ausgeführt werden. Da die kritische Stromdichte hoch ist, d. h. etwa 105 bis 107 A/cm2 , kann ein Hochleistungsfilter ausgebildet werden.The filter element 11 has a thin film electrode 13 similar to a stripline filter structure on the surface of a dielectric substrate 12 is formed, and ground electrodes formed over the rear. If an electrode material such. B. Cu, Ag or Au as the material of the thin film electrode 13 is used at an operating temperature close to an ordinary temperature, the Q value of the filter element is at most a few hundred. When the electrode material is cooled to a low temperature, e.g. B. on the temperature of liquid nitrogen (77.3 K), then the specific resistance is significantly reduced, so that the Q value increases at a frequency of about 2 GHz to a few thousand. In addition, in the case where a superconducting material is used as the material of the thin film electrode 13 is used by cooling in the superconducting state, the Q value increases at a frequency of about 2 GHz to several tens of thousands. In the case where the superconducting material is the thin film electrode 13 an oxide high temperature superconductor material is used, such as e.g. B. a bismuth system, an yttrium system or a thallium system, the operating temperature, ie the temperature in the superconducting operating state, can be increased much more than with a low-temperature superconducting material such. B. Nb, Nb-Ti or Nb 3 Sn. As a result, the cooling can be carried out more easily. Since the critical current density is high, ie about 10 5 to 10 7 A / cm 2 , a high-performance filter can be formed.

Als weiteres Beispiel wird Lanthanaluminat (LaAlO3, Gitterkonstante: a-Achse 5,365 Å, c-Achse 13,11 Å, Dielektrizitätskonstante: etwa 24) als Material des dielektrischen Substrats 12 verwendet, und eine Thallium-2212-Phase (kritische Temperatur ~ 110 K) wird als Material der Dünnschichtelektrode 13 eingesetzt, so daß eine runde Filterstruktur mit einem Durchmesser von etwa 24 mm gebildet wird. Auf diese Weise wird das Filterelement 11 gebildet. Der Abschirmungsgehäuseblock 1 wird durch die mit dem Tieftemperaturabschnitt 6 der Kältemaschine verbundene Kühlplatte 3 auf etwa 70 K abgekühlt und dann in Betrieb genommen. Als Ergebnis kann der elektrische Verlust eines Durchgangssignals in einem Frequenzband von etwa 2 GHz auf einige -zig Watt verringert werden.As another example, lanthanum aluminate (LaAlO 3 , lattice constant: a-axis 5.365 Å, c-axis 13.11 Å, dielectric constant: about 24) is used as the material of the dielectric substrate 12 used, and a thallium 2212 phase (critical temperature ~ 110 K) is used as the material of the thin film electrode 13 used so that a round filter structure with a diameter of about 24 mm is formed. In this way the filter element 11 educated. The shield housing block 1 is through that with the low temperature section 6 the cooling plate connected to the refrigerator 3 cooled to about 70 K and then put into operation. As a result, the electrical loss of a pass signal in a frequency band of about 2 GHz can be reduced to several tens of watts.

Weiter oben ist zwar das Beispiel beschrieben worden, in dem ein Filter vom Streifenleitungstyp und ein rundes Filter als Dünnschichtfilter eingesetzt werden, aber die gleichen Effekte können auch bei Verwendung von anderen Dünnschichtfiltern erzielt werden, wie z. B. eines Koplanarfilters.The example above is true in which a strip line type filter and a round filter as a thin film filter can be used, but the same effects can also be used when using other thin film filters can be achieved such. B. a coplanar filter.

Die Abmessungen des Abschirmungsgehäuseblocks 1 mit vier Filterelementen nach dem vorliegenden Beispiel betragen etwa 50 mm B × 30 mm T × 30 mm H (Breite × Tiefe × Höhe). Die äußeren Abmessungen des wärmeisolierenden Behälters betragen etwa 70 mm ∅ × 60 mm H. Da eine Filtereinrichtung mit der gleichen Leistung, die einen dielektrischen Resonator nach dem Stand der Technik verwendet, Abmessungen von etwa 200 mm B × 200 mm T × 150 mm H aufweist, kann ihre Größe auf etwa die Hälfte des Kapazitätsverhältnisses reduziert werden. Wenn als Kühleinrichtung für die Kühlplatte 3 eine Stirling- Kältemaschine benutzt wird, weist der Raum Abmessungen von etwa 120 mm B × 70 mm T × 170 mm H auf. Auch in diesem Fall kann die Größe im allgemeinen auf etwa 1/3 oder weniger verringert werden.The dimensions of the shield housing seblocks 1 with four filter elements according to the present example are approximately 50 mm W × 30 mm D × 30 mm H (width × depth × height). The outer dimensions of the heat-insulating container are approximately 70 mm ∅ × 60 mm H. Since a filter device with the same performance, which uses a dielectric resonator according to the prior art, has dimensions of approximately 200 mm W × 200 mm D × 150 mm H , their size can be reduced to about half the capacity ratio. If as a cooling device for the cooling plate 3 a Stirling refrigerator is used, the space has dimensions of about 120 mm W × 70 mm D × 170 mm H. In this case too, the size can generally be reduced to about 1/3 or less.

Oben ist zwar ein Beispiel beschrieben worden, in dem die Tieftemperatur-Filtereinrichtung vier Filterelemente im Abschirmungsgehäuseblock aufweist, aber die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel ist im Umfang der vorliegenden Erfindung eine Filtereinrichtung für Tieftemperaturbetrieb enthalten, in der mehrere Filter und Verteiler in einem weiter unten zu beschreibenden Abschirmungsgehäuseblock eingebaut sind.An example is described above in which the low-temperature filter device has four filter elements in the shield housing block , but the present invention is not limited to this. To the An example is a filter device within the scope of the present invention for low temperature operation included in the multiple filters and distributors in one below shield housing block to be described are installed.

Im obigen Beispiel ist zwar als supraleitende Dünnschicht die Oxid-Hochtemperatursupraleiterdünnschicht der Thallium-2212-Phase verwendet worden, aber es können auch andere Oxid-Hochtemperatursupraleiterdünnschichten mit den gleichen Funktionen verwendet werden. Obwohl im obigen Beispiel der Dünnschichtresonator verwendet wurde, ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt. Ein dielektrischer Resonator kann in dem geschlossenen Raum 10 im Inneren des Abschirmungsgehäuseblocks 1 untergebracht werden. In diesem Fall vergrößern sich die Abmessungen.In the above example, although the oxide high-temperature superconductor thin film of the thallium 2212 phase has been used as the superconducting thin film, other oxide high-temperature superconductor thin films with the same functions can also be used. Although the thin film resonator was used in the above example, the present invention is not limited to this. A dielectric resonator can be used in the enclosed space 10 inside the shield case block 1 be accommodated. In this case, the dimensions increase.

Nachstehend wird eine Filtereinrichtung für Tieftemperaturbetrieb nach einem zweiten Beispiel der vorliegenden Erfindung beschrieben, in der Filterelemente integriert sind. 3 zeigt eine seitliche Schnittansicht, die Filterelemente gemäß dem vorliegenden Beispiel darstellt. 4 zeigt eine geschnittene Draufsicht, welche die Filterelemente gemäß dem vorliegenden Beispiel darstellt. 3 ist eine Schnittansicht entlang B-B in 4. 4 ist eine Schnittansicht entlang A-A in 3. In 3 ist die vertikale Abmessung (in Dickenrichtung) übertrieben gezeichnet.A filter device for low-temperature operation according to a second example of the present invention, in which filter elements are integrated, is described below. 3 Fig. 12 is a sectional side view showing filter elements according to the present example. 4 shows a sectional plan view illustrating the filter elements according to the present example. 3 is a sectional view taken along BB in 4 , 4 is a sectional view taken along AA in 3 , In 3 the vertical dimension (in the thickness direction) is exaggerated.

Wie in 3 dargestellt, weist das Filterelement eine vierschichtige Struktur auf, in der für das Filterelement eine supraleitende Dünnschicht als Filterelektrodenmaterial verwendet wird. Wie aus 4 erkennbar, weist die oberste Schicht eine Struktur auf, in der eine supraleitende Filterelektrode 101a und eine Dünnschichtkoppelleitung 103a mit einer Länge von λ/4, die mit einem Ausgangsende 102a verbunden ist, auf der gleichen Ebene (A-A-Ebene) ausgebildet sind. Die supraleitende Filterelektrode 101a und die Dünnschichtverbindungsleitung 103 werden vertikal über ein Dielektrikum 104 von zwei Masseelektroden 105 gehalten, so daß ein Filterkoppelleitungsblock 106a gebildet wird. In Anbetracht der Kennlinie ist ausreichend, wenn die Koppelleitung 103a die gleiche charakteristische Impedanz (50 Ω) wie die Eingangsleitung 121a und eine Länge von (2m + 1)λ/4 aufweist (m ist gleich 0 oder eine natürliche Zahl, und λ ist eine Signalwellenlänge). Gemäß dem vorliegenden Beispiel entspricht die Länge λ/4 dem Wert m = 0.As in 3 shown, the filter element has a four-layer structure in which a superconducting thin layer is used as the filter electrode material for the filter element. How out 4 recognizable, the top layer has a structure in which a superconducting filter electrode 101 and a thin-film coupling line 103a with a length of λ / 4 with an output end 102 is connected, are formed on the same level (AA level). The superconducting filter electrode 101 and the thin film connection line 103 are vertical over a dielectric 104 of two ground electrodes 105 held so that a filter coupling line block 106a is formed. In view of the characteristic is sufficient if the coupling line 103a the same characteristic impedance ( 50 Ω) as the input line 121 and has a length of (2m + 1) λ / 4 (m is 0 or a natural number, and λ is a signal wavelength). According to the present example, the length λ / 4 corresponds to the value m = 0.

Entsprechend können auf den anderen drei Schichten Filterkoppelleitungsblöcke 106b bis 106d mit der gleichen Struktur ausgebildet werden. Die Filterkoppelleitungsblöcke 106a bis 106d sind zu einem Filterelement laminiert. Es ist nicht immer erforderlich, daß die Masseelektroden 105 zusammengeklebt werden. Eine Masseelektrode 105 kann von den vertikal angebrachten Filterkoppelleitungsblöcken gemeinsam genutzt werden. Erwünscht ist die Verwendung der supraleitenden Dünnschicht als Kontaktelektrodenmaterial, da sie ausgezeichnete Filtereigenschaften aufweist. Gleichfalls erwünscht ist die Verwendung einer metallischen Dünnschicht als Kontaktelektrodenmaterial, da sie auf eine tiefe Temperatur abgekühlt wird, so daß sich der Widerstand erheblich vermindert und die Filtereigenschaften im Vergleich zum Betrieb bei Normaltemperatur außergewöhnlich verbessert werden können.Correspondingly, filter coupling line blocks can be placed on the other three layers 106b to 106d with the same structure. The filter coupling line blocks 106a to 106d are laminated to a filter element. It is not always necessary for the ground electrodes 105 be glued together. A ground electrode 105 can be shared by the vertically attached filter coupling block. It is desirable to use the superconducting thin film as the contact electrode material because it has excellent filtering properties. It is also desirable to use a metallic thin film as the contact electrode material, since it is cooled to a low temperature, so that the resistance is considerably reduced and the filter properties can be improved extraordinarily compared to the operation at normal temperature.

Gemäß dem vorliegenden Beispiel sind die Filterelemente in zwei Gruppen mit je zwei Filterkoppelleitungsblöcken unterteilt (106a und 106b, 106c und 106d). Die anderen Enden der Koppelleitungen 101a und 101d werden durch Kontaktlöcher (Durchgangsbohrungen) 107a und 107c als erste leitfähige Koppeleinrichtung angeschlossen, die sich in Laminationsrichtung erstreckt, so daß erste Kopplungsabschnitte 108a und 108b gebildet werden. An die ersten Kopplungsabschnitte 108a und 108b sind erste Ausgangskoppelleitungen 109a und 109c mit einer Länge von λ/2 und der gleichen charakteristischen Impedanz wie derjenigen der Dünnschichtkoppelleitungen 103a und 103d angeschlossen. In Anbetracht der Kennlinie reicht es aus, wenn die ersten Ausgangskoppelleitungen 109a und 109c eine Länge von nλ/2 aufweisen (n ist eine natürliche Zahl, und λ ist eine Signalwellenlänge). Gemäß dem vorliegenden Beispiel entspricht die Länge λ/2 dem Wert n = 1.According to the present example, the filter elements are divided into two groups, each with two filter coupling line blocks ( 106a and 106b . 106c and 106d ). The other ends of the coupling lines 101 and 101d are through contact holes (through holes) 107a and 107c connected as a first conductive coupling device, which extends in the lamination direction, so that first coupling sections 108a and 108b be formed. To the first coupling sections 108a and 108b are the first output coupling lines 109a and 109c with a length of λ / 2 and the same characteristic impedance as that of the thin-film coupling lines 103a and 103d connected. In view of the characteristic curve, it is sufficient if the first output coupling lines 109a and 109c have a length of nλ / 2 (n is a natural number and λ is a signal wavelength). According to the present example, the length λ / 2 corresponds to the value n = 1.

Außerdem sind die anderen Enden der ersten Ausgangskoppelleitungen 109a und 109c jeder Gruppe durch ein Kontaktloch 117 als zweite leitfähige Verbindungseinrichtung angeschlossen, die sich in Laminationsrichtung erstreckt, so daß ein zweiter Kopplungsabschnitt 118 gebildet wird. Eine zweite Ausgangsverbindungsleitung 120 mit der gleichen charakteristischen Impedanz wie derjenigen der ersten Ausgangskoppelleitungen 109a und 109c ist mit dem zweiten Kopplungsabschnitt 118 verbunden.In addition, the other ends of the first output coupling lines 109a and 109c each group through a contact hole 117 connected as a second conductive connecting device which extends in the lamination direction, so that a second coupling section 118 is formed. A second output trunk 120 with the same characteristic impedance as that of the first output coupling lines 109a and 109c is with the second coupling section 118 connected.

Gemäß der obigen Konstruktion sind ein Filterblock und ein Element, das einem Verteiler entspricht, zu einem Filterelement mit der Struktur einer supraleitenden Elektrode integriert. Der Filterblock wird durch Laminieren mehrerer Filterkoppelleitungsblöcke mit einer supraleitenden Filterelektrode und einer Dünnschichtkoppelleitung gebildet. Das Element, das dem Verteiler entspricht, wird durch hierarchischen Anschluß der Ausgangskoppelleitungen gebildet. Die Masseelektrode 105, die auf einem Abschnitt mit Durchgangsbohrungen 107a, 107c und 117 vorgesehen ist, weist Löcher mit geeigneten Durchmessern zur Isolierung gegen die Kontaktlöcher auf. Die Masseelektroden sind durch andere Kontaktlöcher (nicht dargestellt) miteinander verbunden.According to the above construction, a filter block and an element corresponding to a manifold are into a filter element having the structure of one integrated superconducting electrode. The filter block is formed by laminating a plurality of filter coupling line blocks with a superconducting filter electrode and a thin-film coupling line. The element that corresponds to the distributor is formed by hierarchical connection of the output coupling lines. The ground electrode 105 that on a section with through holes 107a . 107c and 117 is provided, has holes with suitable diameters for insulation against the contact holes. The ground electrodes are connected to one another by other contact holes (not shown).

Unter Bezugnahme auf die Draufsicht (Schnittansicht A-A) von 4 wird ergänzend der Filterkoppelleitungsblock 106a beschrieben. Wie in 4 dargestellt, ist eine Eingangsleitung 121a mit der Eingangsseite der supraleitenden Filterelektrode 101a verbunden. Entsprechend sind Eingangsleitungen 121b bis 121d mit weiteren Filterkoppelleitungsblöcken 106b bis 106d verbunden (siehe 3). Eine Dünnschichtkoppelleitung 103a mit einer Länge von λ/4 und der gleichen charakteristischen Impedanz (50 Ω) wie derjenigen der Eingangsleitung 121a ist mit dem Ausgangsende 102a der supraleitenden Filterelektrode 101a verbunden. Das Kontaktloch 107a ist am anderen Ende (einem ersten Kopplungsabschnitt 108a) vorgesehen und mit der ersten Ausgangskoppelleitung 109a verbunden, die eine Länge von λ/2 und die gleiche charakteristische Impedanz wie diejenige der Eingangsleitung 121a aufweist. Ein Kontaktloch 117 ist an der Spitze am anderen Ende (dem zweiten Kopplungsabschnitt 108b) der Ausgangskoppelleitung 109a vorgesehen, mit der die Ausgangsleitung 120 (50 Ω) mit der gleichen charakteristischen Impedanz wie derjenigen der Eingangsleitung 121a verbunden ist.Referring to the top view (sectional view AA) of 4 the filter coupling line block is added 106a described. As in 4 shown is an input line 121 with the input side of the superconducting filter electrode 101 connected. Input lines are corresponding 121b to 121d with additional filter coupling line blocks 106b to 106d connected (see 3 ). A thin-film coupling line 103a with a length of λ / 4 and the same characteristic impedance (50 Ω) as that of the input line 121 is with the exit end 102 the superconducting filter electrode 101 connected. The contact hole 107a is at the other end (a first coupling section 108a ) provided and with the first output coupling line 109a connected, which has a length of λ / 2 and the same characteristic impedance as that of the input line 121 having. A contact hole 117 is at the top at the other end (the second coupling section 108b ) the output coupling line 109a provided with which the output line 120 (50 Ω) with the same characteristic impedance as that of the input line 121 connected is.

Die supraleitende Filterelektrode 101a hat die Form eines fünfpoligen Resonatorfilters vom Streifenleitungstyp. Wenn die gleiche Funktion erzielt wird, kann die supraleitende Filterelektrode 101a jede beliebige Form der strukturierten Dünnschicht annehmen. Die Positionen der Eingangsleitungen 121a bis 121d jedes Filterkoppelleitungsblocks sind abwechselnd verschoben und zickzackförmig angeordnet, so daß ein Sender leichter an einen Verstärker angeschlossen werden kann.The superconducting filter electrode 101 is in the form of a five-pole strip line type resonator filter. If the same function is achieved, the superconducting filter electrode can 101 take any form of structured thin film. The positions of the input lines 121 to 121d each filter coupling line block are alternately shifted and arranged in a zigzag shape so that a transmitter can be more easily connected to an amplifier.

Die Ausgangsleitung 120 kann an irgendeinem Filterkoppelleitungsblock angebracht werden. In dem Fall, wo die Ausgangsleitung 120 an der obersten Schicht vorgesehen ist, kann leicht ein Anschluß zu einem Ausgangskabel hergestellt werden. Die Längen der Dünnschichtkoppelleitung und der Ausgangskoppelleitung sind unter Berücksichtigung der Länge des Kontaktlochs auszulegen. Gewöhnlich ist das Kontaktloch viel kürzer als jede Leitung. Wenn die Anzahl der Schichten erhöht wird, so daß das Kontaktloch viel länger wird, muß die Länge durch Veränderung der Leitungsstruktur jedes Filterkoppelleitungsblocks reguliert werden.The output line 120 can be attached to any filter coupling block. In the case where the output line 120 provided on the top layer, it can be easily connected to an output cable. The lengths of the thin-film coupling line and the output coupling line must be designed taking into account the length of the contact hole. The contact hole is usually much shorter than any lead. If the number of layers is increased so that the contact hole becomes much longer, the length must be regulated by changing the line structure of each filter coupling line block.

Gemäß dem obigen Beispiel weist das Filterelement eine Struktur auf, in der ein Filterblock, der sich aus vier Filterkoppelleitungsblöcken zusammensetzt, in zwei Gruppen unterteilt ist, wobei jede Gruppe zwei Filterkoppelleitungsblöcke aufweist und die Ausgänge der vier supraleitenden Filterelektroden durch die Dünnschichtkoppelleitung und die ersten und zweiten Ausgangskoppelleitungen stufenweise zusammengeführt werden und dann eine der Ausgangsleitungen 120 erreichen. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf das obige Beispiel beschränkt. Mit anderen Worten, die Anzahlen der Ausgangskoppelleitungen und Dünnschichtkoppelleitungen, die durch die Kon taktlöcher an Verbindungsstellen verbunden werden, sind wählbar. Eine einstufige Verbindung, in der mehrere Dünnschichtkoppelleitungen durch Kontaktlöcher miteinander verbunden und direkt an die Ausgangsleitung (die letzte Ausgangskoppelleitung) angeschlossen sind, und ein mindestens dreistufiger Anschluß sind im Umfang der vorliegenden Erfindung enthalten.According to the example above, the filter element has a structure in which a filter block composed of four filter coupling line blocks is divided into two groups, each group having two filter coupling line blocks and the outputs of the four superconducting filter electrodes through the thin film coupling line and the first and second Output coupling lines are gradually brought together and then one of the output lines 120 to reach. The present invention is not limited to the above example. In other words, the numbers of the output coupling lines and thin-film coupling lines which are connected through the contact holes at connection points can be selected. A one-stage connection in which a plurality of thin-film coupling lines are connected to one another via contact holes and connected directly to the output line (the last output coupling line), and an at least three-stage connection are included in the scope of the present invention.

Nachstehend wird ein Beispiel eines Fertigungsverfahrens für ein Filterelement gemäß dem obigen Beispiel beschrieben. In diesem Beispiel wird ein Oxid-Hochtemperatursupraleitermaterial als supraleitendes Elektrodenmaterial eingesetzt, und zwei dielektrische Substrate werden als Dielektrikum 104 miteinander verklebt. Zunächst werden Lanthanaluminate (LaAlO3, Gitterkonstante: a-Achse 5,365 Å, c-Achse 13,11 Å, Dielektrizitätskonstante: etwa 24) verwendet, auf denen ein Oxid-Hochtemperatursupraleiterdünnschichtmaterial mit einer Thallium-2212-Phase (kritische Temperatur ~ 110 K) ausgebildet wird. Unter Anwendung der bekannten Technologie wird das Oxid-Hochtemperatursupraleiterdünnschichtmaterial zu einer in 4 dargestellten, gewünschten Struktur verarbeitet. Die Struktur wird bezüglich der verwendeten Substratabmessung an dem Kontaktloch 107a in zwei Teile unterteilt. Wenn ein großes Substrat verwendet wird, können die Strukturen integriert werden.An example of a manufacturing method for a filter element according to the above example is described below. In this example, an oxide high temperature superconductor material is used as the superconducting electrode material, and two dielectric substrates are used as the dielectric 104 glued together. First, lanthanum aluminates (LaAlO 3 , lattice constant: a-axis 5.365 Å, c-axis 13.11 Å, dielectric constant: about 24) are used, on which an oxide high-temperature superconductor thin-film material with a thallium 2212 phase (critical temperature ~ 110 K) is trained. Using the known technology, the oxide high temperature superconductor thin film material becomes one in 4 displayed, desired structure processed. The structure is related to the substrate dimension used at the contact hole 107a divided into two parts. If a large substrate is used, the structures can be integrated.

Die Struktur der supraleitenden Filterelektrode des Filterkoppelleitungsblocks ist so ausgelegt, daß sie Durchlaßbandfrequenzen aufweist, die sich ein wenig voneinander unterscheiden. Die Filterkoppelleitungsblöcke 106b bis 106d weisen keine supraleitende Dünnschichtleitungsstruktur auf, die der zweiten Ausgangskoppelleitung 120 entspricht. Außerdem weisen die Filterkoppelleitungsblöcke 106b und 106d keine supraleitende Dünnschichtleitungsstruktur, die der ersten Ausgangskoppelleitung entspricht.The structure of the superconducting filter electrode of the filter coupling line block is designed so that it has passband frequencies which differ somewhat from one another. The filter coupling line blocks 106b to 106d do not have a superconducting thin-film line structure, that of the second output coupling line 120 equivalent. In addition, the filter coupling line blocks have 106b and 106d no superconducting thin-film line structure that corresponds to the first output coupling line.

Auf der Oberfläche eines weiteren dielektrischen Substrats wird eine Oxid-Hochtemperatursupraleiterdünnschicht aufgebracht, um eine Masseelektrode zu bilden. Die Oxid-Hochtemperatursupraleiterdünnschicht mit dem durchgehenden Kontaktloch wird durch Ar-Ionenstrahlätzen bearbeitet. Eine etwas größere Bohrung wird so ausgebildet, daß sie eine klei nere erdfreie elektrostatische Kapazität aufweist. Ferner wird eine Durchgangsbohrung mit einer Abmessung, deren charakteristische Impedanz derjenigen der Dünnschichtkoppelleitung nahe kommt, durch Bearbeitung mit einer Kohlendioxidgaslaser-Bearbeitungsmaschine auf dem dielektrischen Substrat, auf dem die supraleitende Dünnschichtelektrode des Filters ausgebildet ist, und einem Abschnitt des dielektrischen Substrats angebracht, der die Masseelektrode mit dem durchgehenden Kontaktloch aufweist.An oxide high temperature superconductor thin film is deposited on the surface of another dielectric substrate to form a ground electrode. The oxide high-temperature superconductor thin film with the through hole is processed by Ar ion beam etching. A slightly larger hole is formed so that it has a smaller floating electrostatic capacity has. Further, a through hole having a dimension whose characteristic impedance is close to that of the thin film coupling line is made by machining with a carbon dioxide gas laser processing machine on the dielectric substrate on which the superconducting thin film electrode of the filter is formed and a portion of the dielectric substrate which is the ground electrode with the through hole.

Das Substrat für die Ausbildung der Filterelektrode des Filterkoppelleitungsblocks und das Substrat für die Ausbildung der Masseelektrode werden in der Richtung miteinander verklebt, die eine in 3 dargestellte Struktur aufweist, so daß jeder Filterkoppelleitungsblock hergestellt wird. Die Kennlinie wird durch Abkühlung gemessen und durch allmähliches Abschaben der supraleitenden Filterelektrode, Laserabgleich mittels YAG-Laserstrahlung oder dergleichen abgeglichen. Beim Zusammenkleben der Substrate wird auf einem Abschnitt ohne supraleitende Dünnschichtelektrodenstruktur ein Spaltabschnitt mit einer Dielektrizitätskonstante von etwa 1 ausgebildet. Wegen der sehr geringen Dicke der supraleitenden Dünnschichtelektrode (einige hundert nm) wird die Kennlinie selten beeinflußt. Auf die supraleitende Dünnschichtelektrode wird durch Sputtern dielektrisches Material mit der gleichen Dielektrizitätskonstante wie derjenigen des dielektrischen Substrats ausgebildet und planiert und poliert. Die Substrate werden mit optischer Präzision miteinander verklebt. Als Ergebnis kann der Einfluß auf die Kennlinie eliminiert werden.The substrate for the formation of the filter electrode of the filter coupling line block and the substrate for the formation of the ground electrode are glued to one another in the direction that one in 3 structure shown, so that each filter coupling line block is manufactured. The characteristic curve is measured by cooling and adjusted by gradually scraping off the superconducting filter electrode, laser adjustment using YAG laser radiation or the like. When the substrates are glued together, a gap section with a dielectric constant of approximately 1 is formed on a section without a superconducting thin-film electrode structure. Because of the very small thickness of the superconducting thin-film electrode (a few hundred nm), the characteristic curve is rarely influenced. Dielectric material having the same dielectric constant as that of the dielectric substrate is formed, planed and polished on the superconducting thin film electrode by sputtering. The substrates are glued together with optical precision. As a result, the influence on the characteristic can be eliminated.

Die verklebten Substrate werden nochmals unterteilt. Ein normalleitendes Metall, wie z. B. Cr/Au, Cu oder Ag, wird als Dünnschicht auf dem Kontaktlochabschnitt ausgebildet. Nach einem anderen Verfahren kann eine supraleitende Dünnschicht in dem Kontaktloch ausgebildet werden oder das Kontaktloch kann mit einer leitfähigen Paste, einem leitfähigen Harz oder dergleichen gefüllt werden. Ferner kann ein Leiter, wie z. B. ein Metall oder ein supraleitender Stab, eingesetzt und durch eine metallische Dünnschicht, eine leitfähige Paste, ein Harz oder dergleichen angeschlossen werden. Auf diese Weise werden die Substrate mit darin eingearbeiteten Kontaktlochabschnitten wieder zu einem Filterkoppelleitungsblock zusammengeklebt. Die Filterkoppelleitungsblöcke werden so übereinander angeordnet, daß der Filterblock geformt wird. Zur Verbindung der Kontaktlöcher zwischen den benachbarten Filterkoppelleitungsblöcken ist der Kontakt ausreichend. Bei Verwendung von Metallfolien, leitfähigen Pasten oder Harzen kann die Verbindung noch besser sichergestellt werden. Die metallische Dünnschicht wird durch Abscheidung auf den Substratstirnflächen der Eingangsleitungen 121a bis 121d und der zweiten Ausgangskoppelleitung 120 ausgebildet, so daß durch Preßkontakt eine Verbindung zu einer Eingangs-/Ausgangsleitung hergestellt werden kann. Wenn die Verbindung ohne die metallische Dünnschicht (Abscheidungsschicht) hergestellt werden kann, gibt es kein Problem.The bonded substrates are divided again. A normally conductive metal, such as. B. Cr / Au, Cu or Ag is formed as a thin layer on the contact hole portion. According to another method, a superconducting thin film can be formed in the contact hole or the contact hole can be filled with a conductive paste, a conductive resin or the like. Furthermore, a conductor such. B. a metal or a superconducting rod used and connected by a metallic thin film, a conductive paste, a resin or the like. In this way, the substrates with the contact hole sections incorporated therein are glued together again to form a filter coupling line block. The filter coupling line blocks are arranged one above the other so that the filter block is formed. The contact is sufficient to connect the contact holes between the adjacent filter coupling line blocks. The connection can be ensured even better when using metal foils, conductive pastes or resins. The metallic thin layer is deposited on the substrate end faces of the input lines 121 to 121d and the second output coupling line 120 formed so that a connection to an input / output line can be made by press contact. If the connection can be made without the metallic thin layer (deposition layer), there is no problem.

Das in 3 dargestellte supraleitende Filterelement mit 4-Kanal-Filter weist für 1,5 GHz Abmessungen von etwa 65 mm B × 35 mm T × 4 mm D (Breite × Tiefe × Dicke) auf. Das supraleitende Filterelement ist in dem Abschirmungsgehäuse untergebracht, das einen Eingang-Ausgangs-Steckverbinder aufweist. Das Abschirmungsgehäuse wird so auf dem wärmeisolierenden Behälter montiert, daß eine Filtereinrichtung für Tieftemperaturbetrieb entsteht. Wenn die Kältemaschine an Masse gelegt und mit etwa 70 K betrieben wird, kann eine höhere Leistung erzielt werden als die einer dielektrischen Resonatorfiltereinrichtung nach dem Stand der Technik. Das Volumen des Gesamtsystems einschließlich der Kältemaschine beträgt etwa 1/3 des Volumens der dielektrischen Resonatorfiltereinrichtung mit der gleichen Funktion nach dem Stand der Technik. Folglich kann die Größe erheblich verringert werden. Die Einfügungsdämpfung beträgt für ein Eingangssignal von etwa 10 W weniger als einige Watt pro Kanal. Die Leistungsaufnahme beträgt weniger als die Hälfte des Werts der Einrichtung nach dem Stand der Technik. Außerdem kann unter Berücksichtigung der Verlustleistung des Verstärkers eines Senders oder dergleichen für den gesamten Sendeabschnitt einer Mobilkommunikations-Basisstationsanlage die Leistungsaufnahme stark reduziert werden.This in 3 Superconducting filter element with 4-channel filter shown has dimensions of approximately 65 mm W × 35 mm D × 4 mm D (width × depth × thickness) for 1.5 GHz. The superconducting filter element is housed in the shield case, which has an input-output connector. The shield housing is mounted on the heat-insulating container so that a filter device for low-temperature operation is created. If the refrigerator is grounded and operated at about 70 K, a higher performance than that of a dielectric resonator filter device according to the prior art can be achieved. The volume of the overall system including the refrigerator is approximately 1/3 of the volume of the dielectric resonator filter device with the same function according to the prior art. As a result, the size can be reduced significantly. The insertion loss is less than a few watts per channel for an input signal of about 10 watts. The power consumption is less than half the value of the prior art device. In addition, taking into account the power loss of the amplifier of a transmitter or the like for the entire transmission section of a mobile communication base station system, the power consumption can be greatly reduced.

Als eine Variante des obigen Beispiels zeigt 5 ein weiteres Beispiel des supraleitenden Filterelements. In Bezug auf das supraleitende Filterelement wird der Filterblock (bis zur Dünnschichtkoppelleitung) vom Ausgangskoppelleitungsabschnitt abgetrennt. Die Dielektrizitätskonstante und die Dicke (Abstand zwischen den Masseelektroden) des Dielektrikums, das die Ausgangskoppelleitung umgibt, werden so gewählt, daß sie sich von den Werten des Filterblocks unterscheiden, so daß die Breite der Ausgangskoppelleitung vergrößert wird, wobei die charakteristische Impedanz gleich derjenigen der Eingangsleitung und dergleichen ist.As a variant of the example above shows 5 another example of the superconducting filter element. With respect to the superconducting filter element, the filter block (up to the thin-film coupling line) is separated from the output coupling line section. The dielectric constant and the thickness (distance between the ground electrodes) of the dielectric surrounding the output coupling line are chosen so that they differ from the values of the filter block, so that the width of the output coupling line is increased, the characteristic impedance being equal to that of the input line and the like.

Die Ausgangskoppelleitung empfängt ein Signal mit einer Leistung, die gleich der Summe der Signalleitung der Dünnschichtkoppelleitungen ist, die an den Kopplungsabschnitten miteinander verbunden sind. Wenn dementsprechend die Breite der Ausgangskoppelleitung die gleiche ist wie die der Dünnschichtverbindungsleitung, dann ist die Stromdichte des auf der Ausgangskoppelleitung übermittelten Signals gleich der mehrfachen Stromdichte der Dünnschichtkoppelleitung. Wenn die Koppelleitung aus einem supraleitenden Material besteht, dann bestimmt die kritische Stromdichte der Leitung die maximal verwendbare Signalleistung. Dementsprechend wird die Breite des Ausgangskoppelleitung vergrößert, und die Stromdichte des auf der Leitung übertragenen Signals wird verringert, so daß die für die supraleitende Filtereinrichtung verwendete Leistung auf die gleiche Weise wie im vorliegenden Beispiel erhöht werden kann.The output coupling line receives a signal with a power which is equal to the sum of the signal line of the thin-film coupling lines which are connected to one another at the coupling sections. Accordingly, if the width of the output switch is the same as that of the thin film interconnect, then the current density of the signal transmitted on the output switch is equal to the multiple current density of the thin film switch. If the coupling line consists of a superconducting material, then the critical current density of the line determines the maximum usable signal power. Accordingly, the width of the output coupling line is increased and the current density of the signal transmitted on the line is reduced, so that the Leis used for the superconducting filter device can be increased in the same way as in the present example.

Wie aus 5 erkennbar, vereinigen sich zwei Dünnschichtkoppelleitungen 103a und 103b (oder 103c und 103d) am ersten Kopplungsabschnitt 108a (oder 108c) mit einer Ausgangskoppelleitung 109a (oder 109c). Infolgedessen kann die Dicke eines um die Ausgangskoppelleitung 109a (oder 109c) herum aufgebrachten Dielektrikums, d. h. der Abstand zwischen den vertikalen Masseelektroden 135, im Vergleich zu einem um die Dünnschichtkoppelleitung herum aufgebrachten Dielektrikum vergrößert werden. Tatsächlich wird der Abstand zwischen den vertikalen Masseelektroden 135 der Ausgangskoppelleitung an den Abstand zwischen den zusammenlaufenden vertikalen Masseelek troden für zwei Dünnschichtkoppelleitungen angeglichen (d. h. an die Dicke der beiden Filterverbindungsleitungsblöcke), so daß die Anpassung der Abmessungen der Ausgangskoppelleitungen 109a und 109c erreicht werden kann. Dies kann realisiert werden, indem man veranlaßt, daß die Substratdicke des Dielektrikums 134, das im Ausgangskoppelleitungsabschnitt verwendet wird, sich von derjenigen des im Filterblockabschnitt verwendeten Dielektrikums 104 unterscheidet. Eine Verbindung der Stirnfläche der Filterblock-Dünnschichtkoppelleitung (des ersten Kopplungsabschnitts) mit der Ausgangskoppelleitung läßt sich durch Preßkontakt, Drahtbonden, Metallfolien, Silberpasten, leitfähige Harze oder dergleichen herstellen.How out 5 recognizable, two thin-film coupling lines unite 103a and 103b (or 103c and 103d ) on the first coupling section 108a (or 108c ) with an output coupling line 109a (or 109c ). As a result, the thickness of one around the output coupling line 109a (or 109c ) applied dielectric, ie the distance between the vertical ground electrodes 135 , compared to a dielectric applied around the thin-film coupling line. In fact, the distance between the vertical ground electrodes 135 the output coupling line to the distance between the converging vertical mass electrodes for two thin-film coupling lines (ie to the thickness of the two filter connecting line blocks), so that the dimensions of the output coupling lines are adjusted 109a and 109c can be achieved. This can be done by causing the substrate thickness of the dielectric 134 used in the output coupling line section differs from that of the dielectric used in the filter block section 104 different. A connection of the end face of the filter block thin-film coupling line (of the first coupling section) to the output coupling line can be produced by press contact, wire bonding, metal foils, silver pastes, conductive resins or the like.

Wenn eine Oxid-Hochtemperatursupraleiterdünnschicht, wie z. B. Lanthanaluminate oder MgO, durch ein dielektrisches Material gebildet werden kann, läßt sich eine supraleitende Elektrode ausbilden, so daß der Verlust bei hoher Leistung verringert werden kann. Es ist möglich, die normalleitende Metallelektrode mit Materialien wie z. B. Quarzglas (Dielektrizitätskonstante: ε = 3,5 bis 4,0), Saphir (Dielektrizitätskonstante: ε = 8,6 bis 10,6), Aluminiumoxidkeramik (Dielektrizitätskonstante: ε = 8,0 bis 11,0), Steatitkeramik (Dielektrizitätskonstante: ε = 6,0 bis 7,0), Polyethylenfluoridharzen (Dielektrizitätskonstante: ε = 2,0) und dergleichen zu kombinieren, die sich nicht sehr gut zur Ausbildung der Oxid-Supraleiterdünnschicht eignen.If an oxide high temperature superconductor thin film, such as B. lanthanum aluminates or MgO, through a dielectric material can be formed form a superconducting electrode so that the loss at high power can be reduced. It is possible, the normally conductive metal electrode with materials such. B. quartz glass (Dielectric constant: ε = 3.5 to 4.0), sapphire (dielectric constant: ε = 8.6 to 10.6), aluminum oxide ceramics (dielectric constant: ε = 8.0 to 11.0), steatite ceramic (dielectric constant: ε = 6.0 to 7.0), polyethylene fluoride resins (dielectric constant: ε = 2.0) and to combine such things that are not very good for training the oxide superconductor thin film suitable.

Gemäß dem obigen Beispiel werden die Eingangsleitung, die Masseelektrode, die Dünnschichtkoppelleitung, die Ausgangskoppelleitung, die Ausgangsleitung, das Kontaktloch und dergleichen vorzugsweise aus einem supraleitenden Material gebildet. Sie können durch ein normalleitendes metallisches Material gebildet werden, wie z. B. Au, Ag, Cu, Al, Pt oder dergleichen, wenn der Verlust nicht sehr schwerwiegend ist. Es ist möglich, ein Oxid-Hochtemperatursupraleiterdünnschichtmaterial des Bismut- oder Yttrium-Systems sowie ein Oxid-Hochtemperatursupraleiterdünnschichtmaterial der Thallium-2212-Phase als supraleitendes Dünnschichtelektrodenmaterial zu verwenden. In diesem Fall kann der Betrieb bei der Temperatur von flüssigem Stickstoff erfolgen. Außerdem kann ein Tieftempera tur-Supraleitermaterial wie z. B. Nb, Nb-Ti, Nb3Sn oder dergleichen bei der Temperatur von flüssigem Helium (4,2 K) eingesetzt werden. In diesem Fall können im Vergleich zu dem Oxid-Hochtemperatursupraleiterdünnschichtmaterial mehr Substratmaterialien eingesetzt werden.According to the above example, the input line, the ground electrode, the thin film coupling line, the output coupling line, the output line, the contact hole and the like are preferably formed from a superconducting material. They can be formed by a normally conductive metallic material, such as. B. Au, Ag, Cu, Al, Pt or the like, if the loss is not very serious. It is possible to use an oxide high temperature superconductor thin film material of the bismuth or yttrium system and an oxide high temperature superconductor thin film material of the thallium 2212 phase as the superconducting thin film electrode material. In this case, operation can be carried out at the temperature of liquid nitrogen. In addition, a low-temperature superconductor material such. B. Nb, Nb-Ti, Nb 3 Sn or the like can be used at the temperature of liquid helium (4.2 K). In this case, more substrate materials can be used compared to the oxide high temperature superconductor thin film material.

Die 6(A) und 6(B) zeigen das Filterelement einer Filtereinrichtung für Tieftemperaturbetrieb nach einem dritten Beispiel der vorliegenden Erfindung. 6(A) zeigt eine Draufsicht, und 6(B) zeigt eine Schnittansicht. Ein supraleitendes Filter 201 ist ein Mikrostreifenleitungsfilter, das durch einen Supraleiter des Ti-Systems gebildet wird, weist als Kennwert eine 3 dB-Bandbreite von 150 kHz bei 2 GHz auf und ist auf einem MgO-Trägermaterial ausgebildet. Vier supraleitende Filter 201 sind in Abständen von 5 mm durch den Filterkopplungsabschnitt zu einem Verteiler 203 vom Dünnschicht-Typ verbunden. Ein Oxidsupraleiter 205 des Tl-Systems (kritische Temperatur 110 K, kritische Stromdichte 1,0 × 104 A/cm2) ist als Dünnschichtleiter auf einem MgO-Trägermaterial 204 ausgebildet. Das Filterelement wird in dem Abschirmungsgehäuse untergebracht, in einen wärmeisolierenden Behälter eingepaßt und durch eine Kältemaschine auf etwa 80 K abgekühlt. Auf eine Fläche gegenüber der Elementausbildungsfläche der Trägermaterialien 202 und 204 wird Cr mit einer Dicke von 200 Å (20 nm) aufgebracht. Auf Cr wird Au mit einer Dicke von 10 μm aufgebracht. Die Trägermaterialien 202 und 204 kommen in engen Kontakt mit einem Trägermetall, um das gleiche Potential anzunehmen und werden mit der Masseelektrode kurzgeschlossen. Die Übertragungsleitungen des supraleitenden Filters und des Verteilers werden durch Au- oder Al-Leitungen mittels Drahtbonden miteinander verbunden. Das Trägermaterial 204 hat eine Dicke von 1,00 mm, d. h. die zweifache Dicke des Trägermaterials 202. Die Übertragungsleitung hat eine charakteristische Impedanz von 50 Ω. Wenn die charakteristischen Impedanzen der Übertragungsleitungen auf den gleichen Wert festgesetzt werden, ist die Dicke des Trägermaterials nahezu proportional zur Breite der Übertragungsleitung. Dementsprechend beträgt die Breite der Übertragungsleitung des Verteilers 203 etwa 0,95 mm, d. h. etwa doppelt so viel wie die Breite der Übertra gungsleitung des supraleitenden Filters, d. h. 0,48 mm. Als Ergebnis wird der kritische Strom verdoppelt, so daß ein supraleitendes Filterelement ausgebildet werden kann, das Hochleistungsmikrowellen verwenden kann.The 6 (A) and 6 (B) show the filter element of a filter device for low temperature operation according to a third example of the present invention. 6 (A) shows a plan view, and 6 (B) shows a sectional view. A superconducting filter 201 is a microstrip line filter which is formed by a superconductor of the Ti system, has a 3 dB bandwidth of 150 kHz at 2 GHz as a characteristic value and is formed on a MgO carrier material. Four superconducting filters 201 are at 5 mm intervals through the filter coupling section to a distributor 203 connected by the thin film type. An oxide superconductor 205 of the Tl system (critical temperature 110 K, critical current density 1.0 × 10 4 A / cm 2 ) is as a thin-film conductor on an MgO carrier material 204 educated. The filter element is housed in the shield case, fitted in a heat insulating container and cooled to about 80 K by a refrigerator. On a surface opposite the element formation surface of the carrier materials 202 and 204 Cr is applied with a thickness of 200 Å (20 nm). Au is applied to Cr with a thickness of 10 μm. The carrier materials 202 and 204 come into close contact with a carrier metal to assume the same potential and are short-circuited with the ground electrode. The transmission lines of the superconducting filter and the distributor are connected to one another by Au or Al lines using wire bonding. The carrier material 204 has a thickness of 1.00 mm, ie twice the thickness of the carrier material 202 , The transmission line has a characteristic impedance of 50 Ω. If the characteristic impedances of the transmission lines are set to the same value, the thickness of the substrate is almost proportional to the width of the transmission line. Accordingly, the width of the distributor transmission line is 203 about 0.95 mm, ie about twice as much as the width of the transmission line of the superconducting filter, ie 0.48 mm. As a result, the critical current is doubled, so that a superconducting filter element that can use high-power microwaves can be formed.

In einem 2 GHz-Frequenzband fallen Mikrowellen mit einer Leistung von 1 W ein. Als Ergebnis verliert der Oxidsupraleiter als Dünnschichtleiter nicht seine Supraleitungseigenschaften an der Verteilerübertragungsleitung, so daß eine Übertragung mit niedrigerem Verlust sichergestellt werden kann.Fall in a 2 GHz frequency band Microwaves with a power of 1 W. As a result loses the oxide superconductor as a thin film conductor is not its superconducting properties on the distribution transmission line, so that a transmission with lower loss can be ensured.

Gemäß dem obigen Beispiel unterscheidet sich die Dicke des Trägermaterials 202 von derjenigen des Trägermaterials 204. Zur Vergrößerung der Übertragungsleitung (der Querschnittsfläche des Übertragungsleiters) können andere Verfahren angewandt werden. Zum Beispiel kann ein Verfahren zur Einstellung der Dielektrizitätskonstante des Trägermaterials 204 auf einen kleineren Wert als den des Trägermaterials 202 angewandt werden. Genauer gesagt, als Trägermaterial 204 wird MgO mit einer Dielektrizitätskonstante von 10 verwendet, und als Trägermaterial 202 können YAlO3 mit einer Dielektrizitätskonstante von 16, LaAlO3 mit einer Dielektrizitätskonstante von 24, LaGaO3 oder NdGaO3 mit einer Dielektrizitätskonstante von 25 verwendet werden.It differs according to the example above the thickness of the carrier material 202 from that of the carrier material 204 , Other methods can be used to enlarge the transmission line (the cross-sectional area of the transmission conductor). For example, a method for adjusting the dielectric constant of the carrier material 204 to a smaller value than that of the carrier material 202 be applied. More specifically, as a carrier material 204 MgO with a dielectric constant of 10 is used, and as a carrier material 202 YAlO 3 with a dielectric constant of 16, LaAlO 3 with a dielectric constant of 24, LaGaO 3 or NdGaO 3 with a dielectric constant of 25 can be used.

Im vorliegenden Beispiel wird zwar der Oxidsupraleiter des Tl-Systems als Dünnschichtleiter verwendet, aber die Art des Oxidsupraleiters unterliegt keiner Beschränkung und kann durch andere Supraleiter ersetzt werden, wie z. B. ein Bi- oder Y-System. Insbesondere ist eine Bi2223-Phase vorteilhafter, da sie kaum toxisch ist und eine höhere kritische Temperatur als 100 K aufweist, so daß keine Hochleistungs-Kältemaschine erforderlich ist. Außerdem kann ein Metall als Dünnschichtleiter verwendet werden, wie z. B. Au oder Pt. Wenn ein Supraleiter-Metall-Schichtprodukt für Leitungen eingesetzt wird, kann die Übertragung durch Metalle sichergestellt werden, und ein Element wird auch dann nicht unterbrochen, wenn die Kältemaschine ausfällt und der Supraleiter seine Supraleitungseigenschaften verliert. Folglich bewirkt das Supraleiter- Metall-Schichtprodukt eine Verbesserung der Stabilität der supraleitenden Filtereinrichtung.In the present example, the oxide superconductor of the Tl system is used as a thin-film conductor, but the type of oxide superconductor is not limited and can be replaced by other superconductors, such as. B. a bi- or y-system. In particular a Bi2223 phase is more advantageous because it is hardly toxic and a higher one critical temperature than 100 K, so that no high-performance refrigerator is required. Besides, can a metal as a thin-film conductor used, such as. B. Au or Pt. If a superconductor metal layer product for cables is used, the transmission be ensured by metals, and then an element will not interrupted when the chiller fails and the superconductor loses its superconducting properties. consequently causes the superconductor metal layer product an improvement in stability the superconducting filter device.

Im obigen Beispiel ist zwar das supraleitende Filter vom Mikrostreifenleitungstyp verwendet worden, aber es kann auch ein supraleitendes Filter von einem anderen Typ, wie z. B. einem elliptischen Typ, eingesetzt werden. Insbesondere wird in dem supraleitenden Filter vom elliptischen Typ eine Resonanz der Mikrowellen mit einer Leistung von mehr als 10 W festgestellt. Dementsprechend ist es bei Verwendung des supraleitenden Filters vom elliptischen Typ möglich, eine supraleitende Filtereinrichtung bereitzustellen, die Hochleistungs-Mikrowellen bewältigen kann.In the example above is the superconducting filter microstrip type, but it can also a superconducting filter of another type, e.g. B. one elliptical type. In particular, in the superconducting Filters of the elliptical type resonate with a microwave Power of more than 10 W detected. It is accordingly possible when using the elliptical type superconducting filter, a To provide superconducting filter device that can handle high-power microwaves.

Im obigen Beispiel wird zwar der Anschluß des Supraleiterfilters an den Leiter der Verteiler-Übertragungsleitung durch Drahtbonden ausgeführt, kann aber auch durch Filmbonden oder Schweißen erfolgen.In the example above, the Connection of the Superconductor filter to the conductor of the distributor transmission line by wire bonding executed can also be done by film bonding or welding.

7 zeigt den Abschirmungsgehäuseblock einer Filtereinrichtung für Tieftemperaturbetrieb nach einem vierten Beispiel der vorliegenden Erfindung. Nach dem vorliegenden Beispiel werden zwei Abschirmungsgehäuse 301 und 311 bereitgestellt, um einen Abschirmungsgehäuseblock zu bilden. Die Abschirmungsgehäuse 301 und 311 befinden sich in Kontakt miteinander und werden auf einem Kühltisch 306 befestigt. Die Abschirmungsgehäuse 301 und 311 und der Kühltisch 306 bestehen aus einem Material wie z. B. Cu, das bei tiefer Temperatur eine gute Wärmeleitfähigkeit aufweist. 7 shows the shield housing block of a filter device for low temperature operation according to a fourth example of the present invention. According to the present example, two shield housings 301 and 311 provided to form a shield housing block. The shield case 301 and 311 are in contact with each other and are on a cooling table 306 attached. The shield case 301 and 311 and the cooling table 306 consist of a material such as B. Cu, which has good thermal conductivity at low temperature.

In dem Abschirmungsgehäuse 301 sind abwechselnd vier Planarschaltungsfilter 303a bis 303d und deren Kühlplatten 304a bis 304d untergebracht. Die vier Planarschaltungsfilter 303a bis 303d sind in Kontakt mit den Kühlplatten 304a bis 304d. Die Gruppen aus Planarschaltungsfilter und Kühlplatte sind parallel zueinander angeordnet. Auf jedem der Planarschaltungsfilter 303a bis 303d ist eine aus supraleitendem Material bestehende Filterelektrode 302 aufgebracht und auf Durchlaßfrequenzcharakteristiken ausgelegt, die sich entsprechend dem Frequenzband jedes Kanals geringfügig voneinander unterscheiden. Die Planarschaltungsfilter 303a bis 303d sind gegeneinander und nach außen durch die Kühlplatten 304a bis 304d und das Abschirmungsgehäuse 301 abgeschirmt.In the shield case 301 are alternately four planar circuit filters 303a to 303d and their cooling plates 304a to 304d accommodated. The four planar circuit filters 303a to 303d are in contact with the cooling plates 304a to 304d , The groups of planar circuit filter and cooling plate are arranged parallel to each other. On each of the planar circuit filters 303a to 303d is a filter electrode made of superconducting material 302 applied and designed for pass frequency characteristics that differ slightly from each other according to the frequency band of each channel. The planar circuit filters 303a to 303d are against each other and to the outside through the cooling plates 304a to 304d and the shield case 301 shielded.

Eine Planare Verteilereinheit 307 (die einem Verteiler entspricht) ist in einem zweiten Abschirmungsgehäuse 311 untergebracht. Die Verteilereinheit 307 besteht aus einer Abzweigleitung 307a mit Längen von λ/4 und λ/2 (λ ist eine Mittenwellenlänge), die durch eine Streifenleitung auf dem Substrat gebildet wird. Signalausgangsleitungen 305a bis 305d der Planarschaltungsfilter 303a bis 303d sind über ein Anschlußendglied 308 mit dem Eingangsende der Abzweigleitung 307a verbunden.A planar distribution unit 307 (which corresponds to a distributor) is in a second shield housing 311 accommodated. The distribution unit 307 consists of a branch line 307a with lengths of λ / 4 and λ / 2 (λ is a center wavelength), which is formed by a strip line on the substrate. Signal output lines 305a to 305d the planar circuit filter 303a to 303d are via a connection end link 308 with the input end of the branch line 307a connected.

Die Abmessung des Resonanzelements des Filters vom Planarschaltungstyp kann gemäß dem Funktionsprinzip nicht kleiner als eine halbe Wellenlänge (elektrische Länge) festgesetzt werden. Daher ist es schwierig, das Filter vom Planarschaltungstyp auf der gleichen Ebene mit einer Abzweigleitung zu verbinden, die eine Länge von λ/4 aufweist. Die Planarschaltungsfilter sind parallel zueinander so angeordnet, daß die Enden der Signalausgangsleitungen auf gleicher Höhe angeordnet sind. Die Planare Verteilereinheit 307 ist mit dem Planarschaltungsfilter verbunden. Infolgedessen werden die obigen Probleme so gelöst, daß der Abschirmungsgehäuseblock verkleinert werden kann.The dimension of the resonance element of the filter of the planar circuit type cannot be set smaller than half a wavelength (electrical length) according to the functional principle. Therefore, it is difficult to connect the planar circuit type filter on the same level to a branch line having a length of λ / 4. The planar circuit filters are arranged parallel to one another in such a way that the ends of the signal output lines are arranged at the same height. The planar distribution unit 307 is connected to the planar circuit filter. As a result, the above problems are solved so that the shield case block can be downsized.

Das Ausgangsende der Abzweigleitung 307a ist mit einem Ausgangssteckverbinder 309 verbunden, der an einem Abschirmungsgehäuse 311 angebracht ist. Das Eingangsende jedes Planarfilters ist mit einem Filtereingangssteckverbinder verbunden, wie z. B. einem oberflächenmontierten Steckverbinder, der am Abschirmungsgehäuse 301 angebracht ist. Die Innenräume der Abschirmungsgehäuse 301 und 311 sind evakuiert oder mit Gas abgedichtet, wie z. B. mit eingefülltem Helium.The outlet end of the branch line 307a is with an output connector 309 connected to a shield case 311 is appropriate. The input end of each planar filter is connected to a filter input connector, such as. B. a surface mount connector on the shield housing 301 is appropriate. The interiors of the shield case 301 and 311 are evacuated or sealed with gas, e.g. B. with filled helium.

Während des Betriebs wird die supraleitende Filtereinrichtung mit der obigen Konstruktion in einem wärmeisolierenden Vakuumbehälter eingeschlossen und gekühlt. Ein Signal wird durch vier Signaleingangsstecker, die durch die Wand des wärmeisolierenden Vakuumbehälters hindurchgehen und daran befestigt sind, und durch einen Antennenausgangsstecker eingegeben und ausgegeben. Der Signaleingangsstecker jedes Kanals und ein Filtereingangsstecker sowie der Ausgangsstecker 309 und ein Antennenausgangsstecker sind miteinander durch Koaxialleitungen verbunden, wie z. B. durch halbstarre Kabel.During operation, the superconducting filter device with the above construction is enclosed in a heat insulating vacuum container and cooled. A signal is input and output through four signal input plugs that pass through and are attached to the wall of the heat-insulating vacuum container and through an antenna output plug. The signal input connector of each channel and a filter input connector and the output connector 309 and an antenna output connector are connected to each other by coaxial lines, such as. B. by semi-rigid cables.

Nachstehend wird die Struktur des Verbindungsabschnitts zwischen Filter und Verteilereinheit beschrieben. An der dem Abschirmungsgehäuse 311 zugewandten Seite des Abschirmungsgehäuses 301 sind in regelmäßigen Abständen vier Durchgangsbohrungen angebracht. In den Durchgangsbohrungen werden mittels Preßpassung Verbindungsanschlüsse 308 angebracht. Die vier Planarschaltungsfilter 303a bis 303d werden über die vier Verbindungsanschlüsse 308 mit der Verteilereinheit 307 verbunden. 8 zeigt eine typische Ansicht, die von oben gesehen einen der vier Verbindungsabschnitte darstellt, und 9 zeigt eine typische Ansicht, die den gleichen Abschnitt von der Seite gesehen darstellt. In den 8 und 9 bezeichnet das Bezugszeichen 323 die in 7 dargestellten Planarschaltungsfilter 303a und 303d.The structure of the connection section between the filter and the distribution unit is described below. On the shield housing 311 facing side of the shield housing 301 four through holes are drilled at regular intervals. Connection connections are press-fit into the through holes 308 appropriate. The four planar circuit filters 303a to 303d are through the four connection ports 308 with the distribution unit 307 connected. 8th FIG. 12 shows a typical view showing one of the four connecting sections when viewed from above, and 9 shows a typical view showing the same section viewed from the side. In the 8th and 9 denotes the reference symbol 323 in the 7 shown planar circuit filter 303a and 303d ,

Wie aus den 8 und 9 erkennbar, weist der Verbindungsanschluß 308 einen Isolator 321 auf, der mittels Preßpassung in die Durchgangsbohrung des Abschirmungsgehäuses 301 eingesetzt wird, und einen Verbindungsleiter 322, der im Mittelabschnitt mittels Preßpassung in die Durchgangsbohrung eingesetzt wird. Die Abmessung des Verbindungsanschlusses 308 wird auf der Basis einer Signalstrombelastbarkeit so ausgelegt, daß die charakteristische Impedanz gleich der Impedanz der Leitung ist. Wie in 10 dargestellt, weist der Verbindungsleiter 322 eine solche Form auf, daß beide Enden des zylinderförmigen Leiterelements auf halbkreisförmige Querschnitte zugeschnitten werden und erste und zweite Kontaktflächen 326 und 328 ausgebildet werden, die parallel zu einer Achse liegen. Die erste Kontaktfläche 326 steht senkrecht zu der zweiten Kontaktfläche 328. Durch Festlegen eines solchen Winkels kommt die erste Kontaktfläche 326 des Verbindungsleiters 322 in Kontakt mit der Signalausgangsleitung 325 des Planarschaltungsfilters 323, und die zweite Kontaktfläche 328 kommt in Kontakt mit der Eingangsleitung 327 (Abzweigleitung 307a) der Verteilereinheit 307, wie in den 8 und 9 darge stellt. Folglich kann die Verbindungsdämpfung im Verbindungsabschnitt verringert werden.Like from the 8th and 9 recognizable, the connection connection points 308 an isolator 321 on, by means of an interference fit in the through hole of the shield housing 301 is used, and a connecting conductor 322 , which is inserted into the through hole in the central section by means of an interference fit. The dimension of the connection port 308 is designed based on a signal current carrying capacity so that the characteristic impedance is equal to the line impedance. As in 10 shown, the connecting conductor 322 such a shape that both ends of the cylindrical conductor element are cut to semicircular cross sections and first and second contact surfaces 326 and 328 be formed that are parallel to an axis. The first contact area 326 is perpendicular to the second contact surface 328 , By defining such an angle, the first contact surface comes 326 the connecting conductor 322 in contact with the signal output line 325 of the planar circuit filter 323 , and the second contact surface 328 comes into contact with the input line 327 (Branch line 307a ) of the distribution unit 307 as in the 8th and 9 Darge represents. As a result, the connection loss in the connection section can be reduced.

Wie oben beschrieben, kommt die Kontaktelektrode 324 an der dem Planarschaltungsfilter 323 gegenüberliegenden Fläche in Kontakt mit der Kühlplatte und wird mit dem Abschirmungsgehäuse 301 verbunden. Entsprechend wird auch eine Kontaktelektrode 329 an der Fläche, die der Verteilereinheit 307 gegenüberliegt, mit dem Abschirmungsgehäuse 311 verbunden. Auf diese Weise kommen die Kontaktflächen 326 und 328 des Verbindungsleiters 322 in Kontakt mit den Verbindungsleitungen, so daß das Filter und die Verteilereinheit miteinander verbunden werden. Folglich kann ein Strom mit hoher Stromstärke fließen, und eine Reflexionsdämpfung kann reduziert werden.As described above, the contact electrode comes 324 on the planar circuit filter 323 opposite surface in contact with the cooling plate and is with the shield case 301 connected. A contact electrode is also used accordingly 329 on the area that the distribution unit 307 opposite, with the shield housing 311 connected. In this way the contact areas come 326 and 328 the connecting conductor 322 in contact with the connection lines so that the filter and the distribution unit are connected to each other. As a result, a high current current can flow and reflection loss can be reduced.

Wenn ein leitfähiges Material, wie z. B. ein Metall, ein Supraleiter oder ein leitfähiges Harz, in die Kontaktabschnitte der Kontaktflächen 326 und 328 mit den Leitungen eingefüllt wird, dann verringert sich der Kontaktwiderstand, so daß die Wärmeentwicklung vermindert wird. Als Ergebnis wird die kritische Stromdichte der supraleitenden Elektrode kaum herabgesetzt. Wenn die Verbindungsabschnitte durch Löten oder durch leitfähige Harze fixiert werden, können die mechanische und die elektrische Stabilität verbessert werden.If a conductive material, such as. B. a metal, a superconductor or a conductive resin, in the contact portions of the contact surfaces 326 and 328 is filled with the lines, then the contact resistance decreases, so that the heat development is reduced. As a result, the critical current density of the superconducting electrode is hardly reduced. If the connection portions are fixed by soldering or by conductive resins, the mechanical and electrical stability can be improved.

Im obigen Beispiel besteht die Filterelektrode zwar aus dem supraleitenden Dünnschichtmaterial, aber es können auch andere leitfähige Materialien aus einem normalleitenden Metall, wie z. B. Cu, Au oder Ag sowie aus einem supraleitenden Material hergestellt werden.In the example above, the filter electrode does exist from the superconducting thin film material, however it can other conductive too Materials made of a normally conductive metal, such as. B. Cu, Au or Ag as well as made of a superconducting material.

Nachstehend wird ein Herstellungsverfahren gemäß dem obigen Beispiel beschrieben. In diesem Beispiel wird das Oxid-Hochtemperatursupraleitermaterial als supraleitendes Dünnschichtmaterial verwendet. Als Material für das dielektrische Substrat dienen Lanthanaluminate (LaAlO3, Gitterkonstante: a-Achse 5,365 Å, c-Achse 13,11 Å, Dielektrizitätskonstante: etwa 24). Als supraleitendes Dünnschichtelektrodenmaterial wird auf beiden Flächen des dielektrischen Substrats ein Oxid-Hochtemperatursupraleiterdünnschichtmaterial der Thallium-2212-Phase (kritische Temperatur ~ 110 K) ausgebildet und nach der bekannten Technologie so verarbeitet, daß auf einer der Flächen eine Filterelektrode oder Abzweigleitung ausgebildet wird. Auf diese Weise werden das Planarschaltungsfilter und die Verteilereinheit hergestellt. Eine weitere Fläche wird unverändert als Kontaktelektrode verwendet.A manufacturing method according to the above example is described below. In this example, the high temperature oxide superconductor material is used as the thin film superconductor material. Lanthanum aluminates (LaAlO 3 , lattice constant: a-axis 5.365 Å, c-axis 13.11 Å, dielectric constant: about 24) serve as the material for the dielectric substrate. An oxide high-temperature superconductor thin-film material of the thallium 2212 phase (critical temperature ~ 110 K) is formed as a superconducting thin-film electrode material on both surfaces of the dielectric substrate and processed in accordance with the known technology in such a way that a filter electrode or branch line is formed on one of the surfaces. In this way, the planar circuit filter and the distribution unit are manufactured. Another surface is used unchanged as a contact electrode.

Die vier auf diese Weise hergestellten Planarschaltungsfilter werden auf dem Abschirmungsgehäuse 301 montiert, an dem die Kühlplatte und der Verbindungsanschluß angebracht sind, und werden so befestigt, daß die entsprechenden Kontaktelektroden mit der Kühlplatte in Kontakt sind. In diesem Fall kommt die erste Kontaktfläche 328 des Verbindungsleiters 322 des Verbindungsanschlusses 308 in Kontakt mit den Signalausgangsleitungen 325 der entsprechenden Planarschaltungsfilter 323, wie in 8 dargestellt.The four planar circuit filters manufactured in this way are placed on the shield housing 301 to which the cooling plate and the connection terminal are attached, and are fixed so that the corresponding contact electrodes are in contact with the cooling plate. In this case the first contact surface comes 328 the connecting conductor 322 the connection port 308 in contact with the signal output lines 325 the corresponding planar circuit filter 323 , as in 8th shown.

Dann wird die Verteilereinheit 307 in das Abschirmungsgehäuse 311 eingebaut. Das Abschirmungsgehäuse 311 ist am Abschirmungsgehäuse 301 so befestigt, daß die Eingangsleitung 327 der Verteilereinheit 307 mit der zweiten Kontaktfläche 326 des Verbindungsleiters 322 in Kontakt kommt. Als Ergebnis wird der Abschirmungsgehäuseblock hergestellt. Wenn zwischen der Eingangsleitung 327 und dem zweiten Kontaktabschnitt 328 ein sehr kleiner Zwischenraum ausgebildet ist, wird das Signal durch elektrostatische Kopplung vollständig übertragen. Folglich besteht kein großes Problem. Es tritt jedoch eine geringfügige Reflexionsdämpfung auf. In diesem Fall wird eine Metallfolie in den Zwischenraum oder zwischen die Kontaktelektrode 329 der Verteilereinheit 307 und die Kontaktfläche des Abschirmungsgehäuses 302 eingesetzt, so daß die Reflexionsdämpfungs- und Einfügungsdämpfungs-Kennwerte verbessert werden können. Stärker bevorzugt wird außerdem ein Mechanismus vorgesehen, der den relativen Abstand (in Höhenrichtung) zwischen der Kontaktfläche der Masseelektrode 329 des Abschirmungsgehäuses 311 und der zweiten Kontaktfläche 328 des Verbindungsleiters 322 einstellen kann.Then the distribution unit 307 into the shield housing 311 built-in. The shield case 311 is on the shield housing 301 attached so that the input line 327 the distribution unit 307 with the second contact surface 326 the connecting conductor 322 comes into contact. As a result, the shield case block is manufactured. If between the input line 327 and the second contact section 328 a very small space is formed, the signal is completely transmitted by electrostatic coupling. As a result, there is no big problem. However, there is a slight loss of reflection. In In this case, a metal foil is placed in the space or between the contact electrode 329 the distribution unit 307 and the contact area of the shield case 302 used so that the reflection loss and insertion loss characteristics can be improved. More preferably, a mechanism is also provided that measures the relative distance (in the height direction) between the contact surface of the ground electrode 329 of the shield housing 311 and the second contact surface 328 the connecting conductor 322 can adjust.

Die Abmessungen des Abschirmungsgehäuseblocks mit dem auf die obige Weise hergestellten supraleitenden 4-Kanal-Filter betragen etwa 110 mm B × 50 mm T × 40 mm H für 1,5 GHz. Der Abschirmungsgehäuseblock wird auf die Kühlplatte in dem wärmeisolierenden Behälter mit Eingangs-Ausgangs-Steckverbin dern aufgesetzt, so daß eine Filtereinrichtung für Tieftemperaturbetrieb hergestellt wird. Die Filtereinrichtung für Tieftemperaturbetrieb wird an einer Kältemaschine angebracht und bei etwa 70 K betrieben. Folglich kann eine höhere Leistung als nach dem Stand der Technik erreicht werden. Im Vergleich zu den Abmessungen des gesamten Filtersystems einschließlich der Kältemaschine beträgt das Volumen etwa 1/3 des Volumens einer Filtereinrichtung mit dielektrischem Resonator nach dem Stand der Technik, welche die gleichen Funktionen aufweist. Folglich kann die Größe beträchtlich reduziert werden. Ferner ist die Einfügungsdämpfung kleiner als einige W, um ein Ausgangssignal von etwa 10 W pro Kanal zu erhalten. Folglich wird die Leistungsaufnahme im Vergleich zum Stand der Technik etwa um den Faktor 10 vermindert. Die Leistungsaufnahme kann selbst dann erheblich reduziert werden, wenn eine Verlustleistung für einen Verstärker oder dergleichen für den gesamten Sendeabschnitt der Mobilkommunikations-Basisstationsanlage entsteht.The dimensions of the shield housing block with the 4-channel superconducting filter manufactured in the above manner are about 110 mm W × 50 mm D × 40 mm H for 1.5 GHz. The shield housing block is on the cooling plate in the heat insulating container with input-output connectors, so that a filter device for low temperature operation will be produced. The filter device for low temperature operation is on a chiller attached and operated at about 70 K. Consequently, higher performance than can be achieved according to the prior art. Compared to the dimensions of the entire filter system including the Chiller is the volume about 1/3 the volume of a dielectric filter device State-of-the-art resonator which has the same functions having. As a result, the size can be considerable be reduced. Furthermore, the insertion loss is less than a few W, to get an output signal of about 10 W per channel. consequently the power consumption is about compared to the prior art reduced by a factor of 10. The power consumption can even then be significantly reduced if a power loss for one amplifier or the like for the entire transmission section of the mobile communication base station system arises.

In der obigen Beschreibung werden zwar das Oxid-Hochtemperatursupraleiterdünnschichtmaterial der Thallium-2212-Phase als Material der supraleitenden Dünnschichtelektrode und die Lanthanaluminate als dielektrisches Substratmaterial verwendet, aber die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Verwendbar sind Oxid-Hochtemperatursupraleitermaterialien des Bismut-Systems, des Yttrium-Systems und des Thallium-Systems. In diesem Fall kann der Betrieb bei der Temperatur von flüssigem Stickstoff erfolgen. Ferner kann ein Tieftemperatursupraleitermaterial, wie z. B. Nb, Nb-Ti oder Nb3Sn, annähernd bei der Temperatur von flüssigem Helium (4,2 K ) eingesetzt werden. In diesem Fall ist die Auswahl an Substratmaterial größer als bei dem Oxid-Hochtemperatursupraleiterdünnschichtmaterial.In the above description, while the thallium 2212 phase high-temperature oxide superconductor thin film material is used as the thin film electrode superconducting material and the lanthanum aluminates are used as the dielectric substrate material, the present invention is not limited to this. Oxide high-temperature superconductor materials of the bismuth system, the yttrium system and the thallium system can be used. In this case, operation can be carried out at the temperature of liquid nitrogen. Furthermore, a low temperature superconductor material, such as. B. Nb, Nb-Ti or Nb 3 Sn, approximately at the temperature of liquid helium (4.2 K) can be used. In this case, the selection of substrate material is larger than that of the oxide high temperature superconductor thin film material.

11 zeigt eine typische Draufsicht, die einen Verteiler einer Filtereinrichtung für Tieftemperaturbetrieb nach einem fünften Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Ausgangsverbindungsabschnitte 401, 402, 403 und 404 eines kleinformatigen Mikrowellenfilters (2 GHz), wie z. B. eines supraleitenden Filters, sind der Reihe nach in gerader Linie in regelmäßigen Abständen von 5 mm an einem Ende eines MgO- Trägermaterials mit einer Dicke von 0,5 mm angeordnet. Ein erster Mischpunkt 406 ist auf dem MgO-Trägermaterial 405 in einem Abstand von λ/4 von den Filterausgangsverbindungsabschnitten 401 und 402 vorgesehen. Die Filterausgangsverbindungsabschnitte 401 und 402 und der erste Mischpunkt 406 bilden eine erste gleichschenklige Dreieckstruktur. Ein zweiter Mischpunkt 407 ist auf dem MgO-Trägermaterial 405 in einem Abstand von λ/4 von den Filterausgangsverbindungsabschnitten 403 und 404 vorgesehen. Die Filterausgangsabschnitte 403 und 404 und der zweite Mischpunkt 407 bilden eine zweite gleichschenklige Dreieckstruktur. Ein dritter Mischpunkt 408 ist auf dem MgO-Trägermaterial 405 in einem Abstand von λ/2 von den ersten und zweiten Mischpunkten 406 und 407 vorgesehen. Die ersten und zweiten Mischpunkte 406 und 407 und der Mischpunkt 408 bilden eine dritte gleichschenklige Dreieckstruktur. λ ist eine Wellenlänge bei der mittleren Resonanzfrequenz des Filters. Die Dielektrizitätskonstante von MgO beträgt 10. Daher beträgt λ etwa 47 mm, wenn die Mikrowelle eine Frequenz von 2 GHz hat. Die Filterausgangsverbindungsabschnitte 401, 402, 403 und 404 sind über Abzweigleitungen 409 von gleicher Breite mit den ersten, zweiten und dritten Mischpunkten 406, 407 und 408 verbunden. Wenn die charakteristische Impedanz der Abzweigleitung 409 50 Ω beträgt, dann ist die Breite der Abzweigleitung 409 etwa gleich 0,48 mm. 11 Fig. 12 is a typical plan view showing a manifold of a filter device for low temperature operation according to a fifth example of the present invention. Output connecting sections 401 . 402 . 403 and 404 a small-format microwave filter (2 GHz), such as. B. a superconducting filter, are arranged in sequence in a straight line at regular intervals of 5 mm at one end of a MgO carrier material with a thickness of 0.5 mm. A first mix point 406 is on the MgO substrate 405 at a distance of λ / 4 from the filter output connection sections 401 and 402 intended. The filter output connection sections 401 and 402 and the first mix point 406 form a first isosceles triangular structure. A second mix point 407 is on the MgO substrate 405 at a distance of λ / 4 from the filter output connection sections 403 and 404 intended. The filter outlet sections 403 and 404 and the second mix point 407 form a second isosceles triangular structure. A third mix point 408 is on the MgO substrate 405 at a distance of λ / 2 from the first and second mixing points 406 and 407 intended. The first and second mix points 406 and 407 and the mix point 408 form a third isosceles triangular structure. λ is a wavelength at the mean resonance frequency of the filter. The dielectric constant of MgO is 10 , Therefore, λ is about 47 mm when the microwave has a frequency of 2 GHz. The filter output connection sections 401 . 402 . 403 and 404 are via branch lines 409 of the same width with the first, second and third mixing points 406 . 407 and 408 connected. If the characteristic impedance of the branch line 409 Is 50 Ω, then the width of the branch line 409 approximately equal to 0.48 mm.

Auf dem MgO-Trägermaterial 405 sind zwei Gruppen von Strukturen vorgesehen, die durch die drei gleichschenkligen Dreiecke gebildet werden. Der dritte Mischpunkt 408 ist durch die Abzweigleitung 409 mit einer Länge von λ/2 angeschlossen. Alle Abzweigleitungen 409 werden durch einen Dünnschicht-Oxidsupraleiter des Tl-Systems (kritische Temperatur: 10 K, kritische Stromdichte: 1,0 × 104 A/cm2) mit einer Dicke von 2 μm gebildet. Der Verteiler und das Filter werden in ein Abschirmungsgehäuse eingebaut und in einen wärmeisolierenden Behälter eingesetzt. Eine auf diese Weise hergestellte Filtereinrichtung für Tieftemperaturbetrieb wird durch eine Kältemaschine auf etwa 80 K gekühlt.On the MgO substrate 405 two groups of structures are provided, which are formed by the three isosceles triangles. The third mix point 408 is through the branch line 409 connected with a length of λ / 2. All branch lines 409 are formed by a thin film oxide superconductor of the Tl system (critical temperature: 10 K, critical current density: 1.0 × 10 4 A / cm 2 ) with a thickness of 2 μm. The distributor and the filter are installed in a shielding housing and inserted in a heat-insulating container. A filter device for low-temperature operation produced in this way is cooled to approximately 80 K by a refrigerator.

Es zeigt sich, daß bei einfallenden Mikrowellen mit einer Leistung von 1 W und einer Frequenz im 2 GHz-Band mit Hil fe einer kleinen Kältemaschine eine gemeinsame bzw, geteilte verlustarme Übertragung ausgeführt werden kann.It turns out that with incident microwaves with a power of 1 W and a frequency in the 2 GHz band Help a small chiller joint or shared, low-loss transmission can be carried out can.

Gemäß der Verteilerstruktur im vorliegenden Beispiel sind die Filterausgangsverbindungsabschnitte 401, 402, 403 und 404 in gerader Linie in regelmäßigen Abständen angeordnet. Infolgedessen liegen der Filterausgangsverbindungsabschnitt 401, der erste Mischpunkt 406 und der dritte Mischpunkt 408 auf der gleichen Geraden. Entsprechend liegen der Filterausgangsverbindungsabschnitt 404, der zweite Mischpunkt 407 und der dritte Mischpunkt 408 auf der gleichen Geraden. Dementsprechend kann das Auftreten eines Strahlungsverlusts infolge Biegung der Abzweigleitungen 409 an den ersten und zweiten Mischpunkten 406 und 407 verhindert werden.According to the distribution structure in the present example, the filter output connection sections are 401 . 402 . 403 and 404 arranged in a straight line at regular intervals. As a result, the filter output connection section lies 401 , the first mix point 406 and the third mix point 408 on the same straight line. The filter output connection section lies accordingly 404 , the second mixing point 407 and the third mix point 408 on the same straight line. Accordingly, the occurrence of radiation loss due to bending of the branch lines may occur 409 at the first and second mixing points 406 and 407 be prevented.

Da der Verteiler gemäß dem vorliegenden Beispiel eine Struktur aufweist, die auf drei gleichschenkligen Dreiecken basiert, kann er in der gleichen Ebene ausgebildet werden. Durch Verwendung einer derartigen Struktur ist es möglich, den Verteiler in Form einer Dünnschicht herzustellen, die auf dem gleichen Trägermaterial aufgebracht ist. Infolgedessen läßt sich leicht eine Verbindung zu einem Mikrowellenfilter vom Dünnschichttyp herstellen. Außerdem kann eine Übertragungsleitung stärker verkleinert werden als nach dem Stand der Technik, so daß ein verlustarmer Verteiler realisiert werden kann.Because the distributor according to the present example has a structure that rests on three isosceles triangles based, it can be trained on the same level. By Using such a structure it is possible to shape the manifold a thin layer to produce, which is applied to the same carrier material. As a result, easily connects to a thin film type microwave filter produce. Moreover can be a transmission line stronger be reduced in size than in the prior art, so that a low loss Distributor can be realized.

Im vorliegenden Beispiel sind zwar die Filterausgangsverbindungsabschnitte 401, 402, 403 und 404 in regelmäßigen Abständen an einem Ende des MgO-Trägermaterials 405 angeordnet, und die Abzweigleitung hat in einer ersten Stufe eine Länge λ/4 und einer zweiten Stufe eine Länge von λ/2, aber die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel können die oben beschriebenen drei gleichschenkligen Dreieckstrukturen auch dann verwendet werden, wenn die Abzweigleitung in der ersten Stufe eine Länge von (2n + 1)λ/4 und in der zweiten Stufe eine Länge von (m + 1)λ/2 hat und die Filterausgangsverbindungsabschnitte nicht in regelmäßigen Abständen angeordnet sind, so daß der Verteiler in Form der Dünnschicht realisiert werden kann, die auf dem gleichen Trägermaterial aufgebracht ist, und ein Verteiler mit ähnlichen Kennwerten erzielt werden kann, wobei n und m gleich 0 oder natür liche Zahlen sind. Eine Struktur, in der n und m nicht gleich 0 sind, ist in dem Fall wirksam, wo Mikrowellen mit einer hohen Frequenz von 2 GHz oder darüber verwendet werden oder ein Trägermaterial mit einer hohen Dielektrizitätskonstante verwendet wird, so daß die Länge einer Übertragungsleitung für die Herstellung des Verteilers zu kurz ist.In the present example, the filter output connection sections are indeed 401 . 402 . 403 and 404 at regular intervals on one end of the MgO carrier material 405 and the branch line is λ / 4 in a first stage and λ / 2 in a second stage, but the present invention is not limited to this. For example, the three isosceles triangular structures described above can also be used if the branch line has a length of (2n + 1) λ / 4 in the first stage and a length of (m + 1) λ / 2 in the second stage and the filter outlet connection sections are not arranged at regular intervals, so that the distributor can be realized in the form of the thin layer which is applied to the same carrier material, and a distributor with similar characteristics can be achieved, where n and m are 0 or natural numbers , A structure in which n and m are not equal to 0 is effective in the case where microwaves with a high frequency of 2 GHz or above are used or a carrier material with a high dielectric constant is used, so that the length of a transmission line for the Manufacture of the distributor is too short.

Im vorliegenden Beispiel sind zwar zwei Strukturen mit je vier Filterausgangsverbindungsabschnitten angeordnet, aber die vorliegende Erfindung ist nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel können drei Filterausgangsverbindungsabschnitte verwendet werden. Falls drei Strukturen angeordnet sind, kann der dritte Mischpunkt 408 durch eine Übertragungsleitung mit einer Länge von (1 + 1)λ/2 angeschlossen werden, wobei 1 gleich 0 oder eine natürliche Zahl ist.In the present example, although two structures each having four filter output connection sections are arranged, the present invention is not limited to this. For example, three filter output connection sections can be used. If three structures are arranged, the third mixing point can 408 by a transmission line with a length of (1 + 1) λ / 2, where 1 is 0 or a natural number.

12 zeigt eine typische Draufsicht, die einen Verteiler einer Filtereinrichtung für Tieftemperaturbetrieb gemäß einem sechsten Beispiel der vorliegenden Erfindung darstellt. Der Verteiler nach dem vorliegenden Beispiel unterscheidet sich von dem obigen Beispiel darin, daß Filterausgangsverbindungsabschnitte 422 bogenförmig mit einem Radius von λ/4 um Mischpunkte 421 herum angeordnet sind. 12 Fig. 14 shows a typical plan view illustrating a manifold of a filter device for cryogenic operation according to a sixth example of the present invention. The distributor according to the present example differs from the above example in that filter output connection sections 422 arcuate with a radius of λ / 4 around mixing points 421 are arranged around.

Vier Filterausgangsverbindungsabschnitte 422 sind auf dem MgO-Trägermaterial 405 in regelmäßigen Abständen von 5 mm bogenförmig um die Mischpunkte 421 angeordnet. Jeder Filterausgangsverbindungsabschnitt 422 ist durch eine Abzweigleitung 423 mit einer Breite von etwa 0,48 mm mit dem Mischpunkt 421 verbunden, so daß eine fächerförmige Struktur gebildet wird.Four filter output connection sections 422 are on the MgO carrier material 405 at regular intervals of 5 mm in an arc around the mixing points 421 arranged. Each filter output connection section 422 is through a branch line 423 with a width of about 0.48 mm with the mixing point 421 connected so that a fan-shaped structure is formed.

Auf dem MgO-Trägermaterial 405 sind zwei fächerförmige Strukturen ausgebildet und durch eine Abzweigleitung miteinander verbunden, welche die gleiche Breite wie die der Abzweigleitung 423 und eine Länge von λ/2 aufweist. Weitere Bedingungen, wie z. B. das Material der Abzweigleitung 423, die Mikrowellenfrequenz und dergleichen sind die gleichen wie in den obigen Beispielen.On the MgO substrate 405 Two fan-shaped structures are formed and connected to each other by a branch line, which has the same width as that of the branch line 423 and has a length of λ / 2. Other conditions, such as B. the material of the branch line 423 , the microwave frequency and the like are the same as in the above examples.

Das Trägermaterial 405 des vorliegenden Beispiels weist zwar eine bogenförmige Kontur für die Verbindung der Filterausgangsverbindungsabschnitte 422 auf, wie in 12 dargestellt, aber die äußere Form ist nicht darauf beschränkt. In Anbetracht der Funktionen ist es ausreichend, wenn der Signalanschluß so realisiert werden kann, daß an den Filterausgangsverbindungsabschnitten 402 keine extreme Impedanzänderung hervorgerufen wird. Zum Beispiel kann das Trägermaterial 405 in einer Ebene ausgeschnitten werden, die am Filterausgangsverbindungsabschnitt 422 nahezu senkrecht zur Abzweigleitung 423 steht. Gemäß einer solchen Form kann die Stirnfläche der Masseelektrode des Anschlußendes der Filterausgangsleitung, die am Filterausgangsverbindungsabschnitt 422 an die Abzweigleitung 423 angeschlossen wird, die Form einer Ebene annehmen. Infolgedessen ist die Fertigung leicht ausführbar.The carrier material 405 of the present example has an arcuate contour for the connection of the filter output connection sections 422 on how in 12 shown, but the external shape is not limited to this. In view of the functions, it is sufficient if the signal connection can be realized so that at the filter output connection sections 402 no extreme change in impedance is caused. For example, the backing material 405 cut out in a plane at the filter output connection section 422 almost perpendicular to the branch line 423 stands. According to such a shape, the end face of the ground electrode of the terminal end of the filter output line, which is at the filter output connection portion 422 to the branch line 423 connected, take the form of a level. As a result, the manufacture is easy to carry out.

Der Filterausgangsverbindungsabschnitt 422 wird durch eine Goldfolie oder eine Kupferfolie oder durch Drahtbonden, wie z. B. eine Goldleitung oder Al-Si-Leitung, an die Filterausgangsleitung angeschlossen. Die Verbindung von den Masseelektroden des Verteilers zum Filter sollte durch Bonden der Goldfolie oder der Kupferfolie an die Elektroden mittels einer Silberpaste oder dergleichen ausgeführt werden. Es kann ein Abschirmungsgehäuse angeschlossen werden, in das der Verteiler und das Filter eingebettet sind.The filter output connection section 422 is by a gold foil or a copper foil or by wire bonding, such as. B. a gold line or Al-Si line connected to the filter output line. The connection from the ground electrodes of the distributor to the filter should be carried out by bonding the gold foil or the copper foil to the electrodes using a silver paste or the like. A shield housing can be connected, in which the distributor and the filter are embedded.

Auf die gleiche Weise wie im obigen Beispiel wird eine Filtereinrichtung für Tieftemperaturbetrieb unter Verwendung des Verteilers gemäß dem vorliegenden Beispiel hergestellt und mit Hilfe einer kleinen Kältemaschine auf etwa 80 K gekühlt. Dann läßt man Mikrowellen mit einer Leistung von 2 W und einer Frequenz im 2 GHz-Band einfallen. Als Ergebnis zeigt sich, daß eine gemeinsame bzw. geteilte verlustarme Übertragung ausgeführt werden kann.In the same way as in the above Example is a filter device for low temperature operation under Use of the distributor according to the present Example made and using a small chiller cooled to about 80 K. Then you leave microwaves with a power of 2 W and a frequency in the 2 GHz band. The result shows that a joint or shared low-loss transmission can be carried out can.

Was die Struktur des Verteilers betrifft, die auf der Basis der fächerförmigen Strukturen gemäß dem vorliegenden Beispiel ausgebildet wird, kann der Verteiler auf der gleichen Ebene ausgebildet werden, so daß er ähnlich dem ersten Beispiel in Form einer Dünnschicht auf dem gleichen Trägermaterial ausgebildet werden kann. Da sich der Knoten zum Filter hin fächerförmig verzweigt, kann die Anzahl der Filterausgangsverbindungsabschnitte 422 ohne weiteres vergrößert werden. Folglich kann die Zusammenführung von den Filterausgangsverbindungsabschnitten 422 zu einem Mischpunkt 421 ausgeführt wer den. Auf diese Weise ist es möglich, einen kompakten Verteiler mit einem sehr niedrigen Verlust zu erhalten.As for the structure of the manifold formed on the basis of the fan-shaped structures according to the present example, the manifold can be formed on the same plane so that it is similar in shape to the first example a thin layer can be formed on the same carrier material. Since the node branches fan-shaped towards the filter, the number of filter output connection sections can be 422 can easily be enlarged. Consequently, the merging of the filter output connection sections 422 to a mix point 421 executed who. In this way it is possible to obtain a compact distributor with a very low loss.

Der Verteiler gemäß dem vorliegenden Beispiel weist die fächerförmige Struktur auf, so daß zwischen den Filterausgangsverbindungsabschnitten genügend Zwischenraum frei bleiben kann. Das Filter kann leicht auf dem gleichen Trägermaterial wie der Verteiler ausgebildet werden. In diesem Fall wird vorzugsweise ein durch eine Dünnschicht geformtes kleinformatiges Filter benutzt, wie z. B. ein supraleitendes Filter.The distributor according to the present example exhibits the fan-shaped structure on so that between there is enough clearance left in the filter outlet connection sections can. The filter can easily be placed on the same substrate as the distributor be formed. In this case, one by one thin shaped small format filter used such. B. a superconducting Filter.

Der Verteiler gemäß dem vorliegenden Beispiel weist zwar eine Länge der Abzweigleitungen von λ/4 bzw. λ/2 auf, ist aber nicht darauf beschränkt. Zum Beispiel kann eine Abzweigleitung mit einer Länge von (2n + 1)λ/4 oder (m + 1)λ/2 auf die gleiche Weise wie in den obigen Beispielen verwendet werden, wobei n und m natürliche Zahlen sind.The distributor according to the present example has a length the branch lines of λ / 4 or λ / 2 on but is not limited to this. For example, one Branch line with a length from (2n + 1) λ / 4 or (m + 1) λ / 2 be used in the same way as in the examples above, where n and m are natural Numbers are.

Der Verteiler gemäß dem vorliegenden Beispiel weist eine Struktur auf, in der zwei fächerförmige Strukturen miteinander verbunden sind. Die Anzahl der fächerförmigen Strukturen kann auch drei oder mehr betragen.The distributor according to the present example has a structure in which two fan-shaped structures together are connected. The number of fan-shaped structures can also be three or more.

In den obigen Beispielen und im vorliegenden Beispiel wird im Verteiler für die Abzweigleitung ein Supraleiter des Ti-Systems benutzt, aber es können auch Metalle wie Au, Pt, Cu, Ag und dergleichen verwendet werden. Falls der Oxid-Supraleiter als Abzweigleitung eingesetzt wird, können andere Supraleiter als der Supraleiter des Tl-Systems verwendet werden, z. B. die Supraleiter des Bi- und des Y-Systems. Insbesondere ist Bi2Sr2Ca2Cr3O10+x kaum toxisch und hat eine höhere kritische Temperatur als 100 K, so daß die Kältemaschine nicht vergrößert werden muß. Wenn ein Schichtprodukt aus einem Supraleiter und einem Metall als Abzweigleitung verwendet wird, kann die Übertragung durch das Metall auch dann sichergestellt werden, wenn der Supraleiter wegen Ausfalls der Kältemaschine oder dergleichen seine Supraleitfähigkeit verliert. Infolgedessen werden die Funktionen nicht völlig beschädigt, so daß die Stabilität des Verteilers verbessert werden kann.In the above examples and the present example, a superconductor of the Ti system is used in the branch line distributor, but metals such as Au, Pt, Cu, Ag and the like can also be used. If the oxide superconductor is used as a branch line, other superconductors than the superconductor of the Tl system can be used, e.g. B. the superconductors of the bi- and the y-system. In particular, Bi 2 Sr 2 Ca 2 Cr 3 O 10 + x is hardly toxic and has a critical temperature higher than 100 K, so that the refrigerator does not have to be enlarged. If a layer product of a superconductor and a metal is used as the branch line, the transmission through the metal can be ensured even if the superconductor loses its superconductivity due to failure of the refrigerator or the like. As a result, the functions are not completely damaged, so that the stability of the distributor can be improved.

Das als Trägermaterial des Verteilers eingesetzte Material ist nicht auf MgO beschränkt. Zum Beispiel können LaAlO3, SrTiO3, LaGaO3, NdGaO3 oder dergleichen verwendet werden. Bei Verwendung von LaAlO3 können die Kristalleigenschaften der Abzweigleitung (des Oxid-Supraleiters) verbessert werden, da die Fehlanpassung der Gitterkonstante an die aus dem Oxid-Supraleiter bestehende Abzweigleitung gering ist. Als Ergebnis können die kritische Temperatur und die kritische Stromdichte verbessert werden, so daß die Leistung der Kältemaschine vermindert werden kann. Außerdem können Mikrowellen mit hoher Leistung verwendet werden. Auch bei Verwendung von SrTiO3, La-GaO3 und NdGaO3 lassen sich die gleichen Effekte erzielen. Insbesondere bei Verwendung von SrTiO3 kann die Größe des Verteilers wegen der hohen Dielektrizitätskonstante von 310 noch weiter verringert werden.The material used as the carrier material of the distributor is not limited to MgO. For example, LaAlO 3 , SrTiO 3 , LaGaO 3 , NdGaO 3 or the like can be used. When using LaAlO 3 , the crystal properties of the branch line (the oxide superconductor) can be improved, since the mismatch of the lattice constant to the branch line consisting of the oxide superconductor is small. As a result, the critical temperature and the critical current density can be improved, so that the performance of the refrigerator can be reduced. High power microwaves can also be used. The same effects can also be achieved when using SrTiO 3 , La-GaO 3 and NdGaO 3 . Particularly when using SrTiO 3 , the size of the distributor can be reduced even further because of the high dielectric constant of 310.

Claims (12)

Filtereinrichtung für Tieftemperaturbetrieb, die aufweist: einen Abschirmungsgehäuseblock (1; 301, 311) mit Signaleingangs- und -ausgangsabschnitten (2a, 2b; 309) und einem geschlossenen Raum (10), in dem ein zwischen den Signaleingangs- und -ausgangsabschnitten (2a, 2b; 309) angeschlossenes Filterelement (11) untergebracht ist, einen wärmeisolierenden Behälter (4), in dem der Abschirmungsgehäuseblock (1) untergebracht ist, eine Kühlplatte (3; 306), die in dem wärmeisolierenden Behälter (4) vorgesehen ist, in dem der Abschirmungsgehäuseblock (1; 301, 311) im Wärmekontaktzustand an der Kühlplatte (3; 306) befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Filterelement (11) aufweist: mehrere Filterkoppelleitungsblöcke (106a bis 106d), die sich jeweils aus einer Filterelektrode (101a bis 101d; 303a bis 303d, 302), bestehend aus einer supraleitenden Dünnschicht, und einer Dünnschichtkoppelleitung (103a bis 103d; 305a bis 305d) zusammensetzen, wobei die jeweilige Dünnschichtkoppelleitung eine Länge von (2m + 1)λ/4 aufweist, wobei m gleich null oder eine natürliche Zahl und λ eine Signalwellenlänge ist, wobei die jeweilige Dünnschichtkoppelleitung (103) mit dem Ausgangsende der entsprechenden Filterelektrode verbunden ist, wobei das Eingangsende jeder Filterelektrode mit dem entsprechenden Eingangsabschnitt (2a) verbunden ist; und mindestens eine Ausgangskoppelleitung (109a, 109c; 307a) mit der gleichen charakteristischen Impedanz wie derjenigen der entsprechenden Dünnschichtkoppelleitung (103a bis 103d; 305a bis 305d), die mit einem Ende der entsprechenden Dünnschichtkoppelleitung (103a bis 103d; 305a bis 305d) auf der gegenüberliegenden Seite der entsprechenden Filterelektro de verbunden ist, wobei die anderen Enden der Ausgangskoppelleitungen (109a, 109c; 307a) mit den entsprechenden Ausgangsabschnitten (2b) verbunden sind, so daß die Anzahl der Ausgangskoppelleitungen (109a, 109c; 307a) kleiner als die Anzahl der Dünnschichtkoppelleitungen (103a bis 103d; 305a bis 305d) ist.Filter device for low-temperature operation, comprising: a shield housing block ( 1 ; 301 . 311 ) with signal input and output sections ( 2a . 2 B ; 309 ) and a closed room ( 10 ) in which a between the signal input and output sections ( 2a . 2 B ; 309 ) connected filter element ( 11 ) is housed, a heat-insulating container ( 4 ) in which the shield housing block ( 1 ) is housed, a cooling plate ( 3 ; 306 ) in the heat-insulating container ( 4 ) is provided in which the shield housing block ( 1 ; 301 . 311 ) in the thermal contact state on the cooling plate ( 3 ; 306 ) is fixed, characterized in that the filter element ( 11 ) has: several filter coupling line blocks ( 106a to 106d ), each consisting of a filter electrode ( 101 to 101d ; 303a to 303d . 302 ), consisting of a superconducting thin film and a thin film coupling line ( 103a to 103d ; 305a to 305d ), the respective thin-film coupling line having a length of (2m + 1) λ / 4, where m is zero or a natural number and λ is a signal wavelength, the respective thin-film coupling line ( 103 ) is connected to the output end of the corresponding filter electrode, the input end of each filter electrode being connected to the corresponding input section ( 2a ) connected is; and at least one output coupling line ( 109a . 109c ; 307a ) with the same characteristic impedance as that of the corresponding thin-film coupling line ( 103a to 103d ; 305a to 305d ) with one end of the corresponding thin-film coupling line ( 103a to 103d ; 305a to 305d ) is connected on the opposite side of the corresponding filter electrode, the other ends of the output coupling lines ( 109a . 109c ; 307a ) with the corresponding output sections ( 2 B ) are connected so that the number of output coupling lines ( 109a . 109c ; 307a ) less than the number of thin-film coupling lines ( 103a to 103d ; 305a to 305d ) is. Filtereinrichtung für Tieftemperaturbetrieb nach Anspruch 1, wobei die Filterkoppelleitungsblöcke (106a bis 106d) aufeinanderlaminiert sind, ein erster leitfähiger Verbinder so angeordnet ist, daß er sich in Laminationsrichtung erstreckt und ein Ende der jeweiligen Dünnschichtkoppelleitung (103) auf einer gegenüberliegenden Seite der entsprechenden Filterelektrode (101) anschließt, um einen ersten Kopplungsabschnitt (108) zu bilden; die mindestens eine Ausgangskoppelleitung (109) mehrere erste Ausgangskoppelleitungen (109a, 109c) aufweist, jeweils mit einer Länge von nλ/2, wobei n eine natürliche Zahl und λ eine Signalwellenlänge ist, wobei die jeweilige erste Ausgangskoppelleitung mit dem ersten Kopplungsabschnitt (108) verbunden ist; ein zweiter leitfähiger Verbinder so angeordnet ist, daß er sich in Laminationsrichtung erstreckt und Enden der jeweiligen ersten Ausgangskoppelleitungen auf einer gegenüberliegenden Seite des ersten Kopplungsabschnitts (108) anschließt, um einen zweiten Kopplungsabschnitt (118) zu bilden; und eine jeweilige zweite Ausgangskoppelleitung (120) mit dem zweiten Kopplungsabschnitt (118) verbunden ist, wobei die zweite Ausgangskoppelleitung (120) die gleiche charakteristische Impedanz wie die erste Ausgangskoppelleitung (109a, 109c) aufweist.Filter device for low-temperature operation according to claim 1, wherein the filter coupling line blocks ( 106a to 106d ) on are laminated to one another, a first conductive connector is arranged such that it extends in the lamination direction and one end of the respective thin-film coupling line ( 103 ) on an opposite side of the corresponding filter electrode ( 101 ) connects to a first coupling section ( 108 ) to build; the at least one output coupling line ( 109 ) several first output coupling lines ( 109a . 109c ), each with a length of nλ / 2, where n is a natural number and λ is a signal wavelength, the respective first output coupling line with the first coupling section ( 108 ) connected is; a second conductive connector is arranged so that it extends in the lamination direction and ends of the respective first output coupling lines on an opposite side of the first coupling section ( 108 ) connects to a second coupling section ( 118 ) to build; and a respective second output coupling line ( 120 ) with the second coupling section ( 118 ) is connected, the second output coupling line ( 120 ) the same characteristic impedance as the first output coupling line ( 109a . 109c ) having. Filtereinrichtung für Tieftemperaturbetrieb nach Anspruch 1 oder 2, wobei die entsprechende Filterelektrode (101) und die jeweilige Dünnschichtkoppelleitung (103) in jedem der Filterkoppelleitungsblöcke (106a bis 106d) auf einer gemeinsamen Ebene (A-A) liegen.Filter device for low-temperature operation according to claim 1 or 2, wherein the corresponding filter electrode ( 101 ) and the respective thin-film coupling line ( 103 ) in each of the filter coupling line blocks ( 106a to 106d ) are on a common level (AA). Filtereinrichtung für Tieftemperaturbetrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Dünnschichtkoppelleitung (103) aus einer Oxidsupraleiterschicht besteht.Filter device for low-temperature operation according to one of claims 1 to 3, wherein the thin-film coupling line ( 103 ) consists of an oxide superconductor layer. Filtereinrichtung für Tieftemperaturbetrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Dünnschichtkoppelleitung (103) aus einer Metallschicht besteht.Filter device for low-temperature operation according to one of claims 1 to 3, wherein the thin-film coupling line ( 103 ) consists of a metal layer. Filtereinrichtung für Tieftemperaturbetrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Dünnschichtkoppelleitung (103) ein Laminat aus einer Oxidsupraleiterschicht und einer Metallschicht ist.Filter device for low-temperature operation according to one of claims 1 to 3, wherein the thin-film coupling line ( 103 ) is a laminate of an oxide superconductor layer and a metal layer. Filtereinrichtung für Tieftemperaturbetrieb nach Anspruch 1, wobei das Filterelement eine Struktur aufweist, in der ein Filteraggregat aus mehreren Planarfilterelektroden (303a bis 303d) zusammengesetzt ist und ein Verteiler (307) aus Abzweigleitungen besteht, zu denen die Dünnschichtkoppelleitungen und jede der auf einem Substrat jeweils vorgesehenen Ausgangskoppelleitungen gehören, wobei die Filterelektroden jeweils über mehrere Verbindungsanschlüsse (308) mit den Abzweigleitungen des Verteilers verbunden sind; der Verteiler (307) so angeordnet ist, daß eine den Verteiler einschließende Ebene eine entsprechende Fläche jeder Planarfilterelektrode (303a bis 303d) schneidet; und jeder der Verbindungsanschlüsse (308) einen Verbindungsleiter (322) einschließt, der an einem ersten Ende eine zu einer entsprechenden Fläche der Planarfilterelektrode (303) parallele erste Kontaktfläche (326) und an einem zweiten Ende eine zu einer entsprechenden Fläche des Verteilers (307) parallele zweite Kontaktfläche (328) aufweist.Filter device for low-temperature operation according to claim 1, wherein the filter element has a structure in which a filter unit from a plurality of planar filter electrodes ( 303a to 303d ) is composed and a distributor ( 307 ) consists of branch lines, to which the thin-film coupling lines and each of the output coupling lines provided on a substrate belong, the filter electrodes in each case via a plurality of connection connections ( 308 ) are connected to the branch lines of the distributor; the distributor ( 307 ) is arranged so that a plane enclosing the distributor has a corresponding area of each planar filter electrode ( 303a to 303d ) cuts; and each of the connection ports ( 308 ) a connecting conductor ( 322 ) which, at a first end, corresponds to a corresponding surface of the planar filter electrode ( 303 ) parallel first contact surface ( 326 ) and at a second end one to a corresponding surface of the distributor ( 307 ) parallel second contact surface ( 328 ) having. Filtereinrichtung für Tieftemperaturbetrieb nach Anspruch 7, wobei die erste (326) und die zweite Kontaktfläche (328) jedes Verbindungsanschlusses (322) an einer Längsachse des Anschlusses (308) senkrecht zueinander sind.The low temperature operation filter device according to claim 7, wherein the first ( 326 ) and the second contact surface ( 328 ) each connection connector ( 322 ) on a longitudinal axis of the connection ( 308 ) are perpendicular to each other. Filtereinrichtung für Tieftemperaturbetrieb nach Anspruch 7 oder 8, wobei die jeweilige erste Kontaktfläche (326) in Kontakt mit der entsprechenden Filterelektrode von jeder der Planarfilterelektroden (303a bis 303d) ist und die jewei lige zweite Kontaktfläche (328) in Kontakt mit der entsprechenden Abzweigleitung des Verteilers (307) ist.Filter device for low-temperature operation according to claim 7 or 8, wherein the respective first contact surface ( 326 ) in contact with the corresponding filter electrode of each of the planar filter electrodes ( 303a to 303d ) and the respective second contact surface ( 328 ) in contact with the corresponding branch line of the distributor ( 307 ) is. Filtereinrichtung für Tieftemperaturbetrieb nach einem der Ansprüche 7 bis 9, wobei zwischen der jeweiligen ersten Kontaktfläche (326) und der entsprechenden Filterelektrode von jeder der Planarfilterelektroden (303a bis 303d) ein leitfähiges Material vorgesehen ist.Filter device for low-temperature operation according to one of claims 7 to 9, wherein between the respective first contact surface ( 326 ) and the corresponding filter electrode of each of the planar filter electrodes ( 303a to 303d ) a conductive material is provided. Filtereinrichtung für Tieftemperaturbetrieb nach einem der Ansprüche 7 bis 10, wobei das leitfähige Material zwischen der jeweiligen zweiten Kontaktfläche (328) und der entsprechenden Abzweigleitung des Verteilers (307) vorgesehen ist.Filter device for low-temperature operation according to one of claims 7 to 10, wherein the conductive material between the respective second contact surface ( 328 ) and the corresponding branch line of the distributor ( 307 ) is provided. Filtereinrichtung für Tieftemperaturbetrieb nach Anspruch 1, wobei ein Teil des Filterelements zwischen den Ausgangsenden der Filterelektroden und einem Ausgangsabschnitt der entsprechenden Ausgangskoppelleitung aus einem Verteiler besteht, wobei der Verteiler mindestens eine Struktur einschließt, die aufweist: erste, zweite, dritte und vierte Filterausgangsverbindungsabschnitte (401 bis 404), die je einem von vier Ausgangsenden der Filterelektroden entsprechen; einen ersten Mischpunkt (406), der in einem Abstand von (2n + 1)λ/4 sowohl vom ersten als auch vom zweiten Filterausgangsverbindungsabschnitt (401, 402) vorgesehen ist, wobei λ eine Wellenlänge einer mittleren Resonanzfrequenz eines Filterelements und n gleich 0 oder eine natürliche Zahl ist; einen zweiten Mischpunkt (407), der in einem Abstand von (2n + 1)λ/4 sowohl vom dritten als auch vom vierten Filterausgangsverbindungsabschnitt (403, 404) vorgesehen ist und auf einer Ebene liegt, welche die ersten und zweiten Filterausgangsverbindungsabschnitte (401, 402) und den ersten Mischpunkt (406) einschließt; und einen dritten Mischpunkt (408), der in einem Abstand von (m + 1)λ/2 sowohl vom ersten als auch vom zweiten Mischpunkt (406, 407) vorgesehen ist, wobei m gleich 0 oder eine natürliche Zahl ist, und der auf der Ebene liegt, welche die ersten und zweiten Filterausgangsverbindungsabschnitte (401, 402) und den ersten Mischpunkt (406) einschließt; und gerade Abzweigleitungen (409) in Form einer Dünnschicht, die auf einem Trägermaterial aufgebracht ist und die gleiche charakteristische Impedanz wie die entsprechende Dünnschichtkoppelleitung aufweist und mindestens drei von den ersten, zweiten, dritten und vierten Filterausgangsverbindungsabschnitten (401 bis 404) mit den ersten, zweiten und dritten Mischpunkten (406 bis 408) verbindet.The low temperature operation filter device according to claim 1, wherein a part of the filter element between the output ends of the filter electrodes and an output section of the corresponding output coupling line consists of a distributor, the distributor including at least one structure comprising: first, second, third and fourth filter output connection sections ( 401 to 404 ), each corresponding to one of four output ends of the filter electrodes; a first mixing point ( 406 ) which is at a distance of (2n + 1) λ / 4 from both the first and the second filter output connection section ( 401 . 402 ) is provided, where λ is a wavelength of an average resonance frequency of a filter element and n is 0 or a natural number; a second mixing point ( 407 ) which is at a distance of (2n + 1) λ / 4 from both the third and fourth filter output connection sections ( 403 . 404 ) is provided and lies on a plane which connects the first and second filter output connection sections ( 401 . 402 ) and the first mix Point ( 406 ) includes; and a third mix point ( 408 ), which is at a distance of (m + 1) λ / 2 from both the first and the second mixing point ( 406 . 407 ) is provided, where m is 0 or a natural number, and which lies on the plane that the first and second filter output connection sections ( 401 . 402 ) and the first mixing point ( 406 ) includes; and straight branch lines ( 409 ) in the form of a thin layer which is applied to a carrier material and has the same characteristic impedance as the corresponding thin-film coupling line and at least three of the first, second, third and fourth filter output connection sections ( 401 to 404 ) with the first, second and third mixing points ( 406 to 408 ) connects.
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