JP2001217608A - 超伝導フィルタ - Google Patents
超伝導フィルタInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高温超伝導体からなる導体膜パターンを用い
た高周波平面型の超伝導フィルタにおいて、導体膜パタ
ーンの電場集中を大幅に緩和して耐電力性の向上を図る
とともに、更なる小型化への要請にも十分に応えること
を可能とする。 【解決手段】 基板１０６，１０７の表面に、導体膜パ
ターン１１５，１１６，１１７の電気信号の定在波が発
生して電界が集中する部位、ここでは導体膜パターン１
１５，１１６，１１７の周縁部を囲み、導電膜パターン
を含む基板断面において、実効的な最大寸法、即ち短手
方向の溝断面寸法が１／４λ未満となるように溝１１８
ａ〜１２３ａを形成し、当該溝１１８ａ〜１２３ａ内に
基板１０６，１０７を構成する誘電体の誘電率に比して
低誘電率の誘電体１１８〜１２３を充填する。
た高周波平面型の超伝導フィルタにおいて、導体膜パタ
ーンの電場集中を大幅に緩和して耐電力性の向上を図る
とともに、更なる小型化への要請にも十分に応えること
を可能とする。 【解決手段】 基板１０６，１０７の表面に、導体膜パ
ターン１１５，１１６，１１７の電気信号の定在波が発
生して電界が集中する部位、ここでは導体膜パターン１
１５，１１６，１１７の周縁部を囲み、導電膜パターン
を含む基板断面において、実効的な最大寸法、即ち短手
方向の溝断面寸法が１／４λ未満となるように溝１１８
ａ〜１２３ａを形成し、当該溝１１８ａ〜１２３ａ内に
基板１０６，１０７を構成する誘電体の誘電率に比して
低誘電率の誘電体１１８〜１２３を充填する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、誘電体基板上に酸
化物高温超伝導膜を回路導体として形成した平面型回路
からなり、準マイクロ波、マイクロ波、ミリ波等の高周
波電気信号を扱う超伝導フィルタに関する。
化物高温超伝導膜を回路導体として形成した平面型回路
からなり、準マイクロ波、マイクロ波、ミリ波等の高周
波電気信号を扱う超伝導フィルタに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、酸化物高温超伝導体を回路導
体とした平面型回路の超伝導フィルタとして、酸化マグ
ネシウム、ランタンアルミネートなどの誘電体基板の片
面又は両面に必要に応じた酸化物高温超伝導体の導体膜
パターンを形成することが行われている。例えば、MWE'
96 Microwave Workshop Digest p141-145, MWE'97 Micr
owave Workshop Digest p319に、高温超伝導フィルタの
開発動向及びreferrences が記載されている。
体とした平面型回路の超伝導フィルタとして、酸化マグ
ネシウム、ランタンアルミネートなどの誘電体基板の片
面又は両面に必要に応じた酸化物高温超伝導体の導体膜
パターンを形成することが行われている。例えば、MWE'
96 Microwave Workshop Digest p141-145, MWE'97 Micr
owave Workshop Digest p319に、高温超伝導フィルタの
開発動向及びreferrences が記載されている。
【０００３】これらの平面型回路の伝送線路構造として
は、マイクロストリップライン構造、トリプレートスト
リップライン構造、コプレーナ構造などの諸態様が知ら
れている。これらの構造を用いた受動フィルタ等の平面
型回路は、立体型回路に比べて小型化に極めて有利であ
る。
は、マイクロストリップライン構造、トリプレートスト
リップライン構造、コプレーナ構造などの諸態様が知ら
れている。これらの構造を用いた受動フィルタ等の平面
型回路は、立体型回路に比べて小型化に極めて有利であ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらその反
面、前記平面型回路では、導体膜パターンの端部に電気
信号による電場が集中し易く、大電力を扱う回路では不
利となる。更に、電磁場現象を用いた共振器のようなエ
レメントでは、電磁場のエネルギー密度が大きくなり易
く、これが回路の耐電力性を律する要因となることが多
い。電場の集中が大きくなるにつれて導体膜パターンを
構成する超伝導体により高調波歪みが増してゆき、更に
電力集中が大きくなると超伝導状態から常伝導状態への
遷移が起こり始め、電場集中による熱の発生と増加が急
激に生じることになる。
面、前記平面型回路では、導体膜パターンの端部に電気
信号による電場が集中し易く、大電力を扱う回路では不
利となる。更に、電磁場現象を用いた共振器のようなエ
レメントでは、電磁場のエネルギー密度が大きくなり易
く、これが回路の耐電力性を律する要因となることが多
い。電場の集中が大きくなるにつれて導体膜パターンを
構成する超伝導体により高調波歪みが増してゆき、更に
電力集中が大きくなると超伝導状態から常伝導状態への
遷移が起こり始め、電場集中による熱の発生と増加が急
激に生じることになる。
【０００５】このような問題に対処して前記平面型回路
の耐電力性の向上を図るために、共振器となる導体膜パ
ターンの面積を大きくしてインピーダンスを低下させ、
電場集中を緩和すること等が行われている。しかしなが
らこの場合、導体膜パターンの面積増加を採用すること
は近時における回路の小型化要請に必然的に反する結果
となり、十分な問題解決には到底至らない現況にある。
の耐電力性の向上を図るために、共振器となる導体膜パ
ターンの面積を大きくしてインピーダンスを低下させ、
電場集中を緩和すること等が行われている。しかしなが
らこの場合、導体膜パターンの面積増加を採用すること
は近時における回路の小型化要請に必然的に反する結果
となり、十分な問題解決には到底至らない現況にある。
【０００６】そこで本発明は、前記課題に鑑みてなされ
たものであり、主に酸化物高温超伝導体からなる導体膜
パターンを用いた高周波平面型の超伝導フィルタにおい
て、導体膜パターンの電場集中を大幅に緩和して耐電力
性の向上を図るとともに、更なる小型化への要請にも十
分に応えることを可能とする超伝導フィルタを提供する
ことを特徴とするを目的とする。
たものであり、主に酸化物高温超伝導体からなる導体膜
パターンを用いた高周波平面型の超伝導フィルタにおい
て、導体膜パターンの電場集中を大幅に緩和して耐電力
性の向上を図るとともに、更なる小型化への要請にも十
分に応えることを可能とする超伝導フィルタを提供する
ことを特徴とするを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記課題
について鋭意検討の結果、以下に示す発明態様に想到し
た。
について鋭意検討の結果、以下に示す発明態様に想到し
た。
【０００８】本態様は、第１の誘電体からなる基板表面
の少なくとも２箇所に超伝導体からなる導体膜パターン
を有し、隣接する前記導体膜パターン間に特性インピー
ダンスを有する超伝導フィルタを対象とする。本態様の
場合、ベタ状の導電膜もパターンと見做す。この超伝導
フィルタは、電気信号の定在波の発生により前記導体膜
パターンの電界が集中する部位に沿って、前記第１の誘
電体より低い誘電率の第２の誘電体を配置し、又は前記
基板の前記部位に沿った部分を前記第２の誘電体に置換
してなることを特徴とする。
の少なくとも２箇所に超伝導体からなる導体膜パターン
を有し、隣接する前記導体膜パターン間に特性インピー
ダンスを有する超伝導フィルタを対象とする。本態様の
場合、ベタ状の導電膜もパターンと見做す。この超伝導
フィルタは、電気信号の定在波の発生により前記導体膜
パターンの電界が集中する部位に沿って、前記第１の誘
電体より低い誘電率の第２の誘電体を配置し、又は前記
基板の前記部位に沿った部分を前記第２の誘電体に置換
してなることを特徴とする。
【０００９】この場合、前記第２の誘電体と前記導体膜
パターンを含み、前記パターン端部の稜線に直交する基
板断面において、前記第２の誘電体の実効的な最大寸法
を前記定在波の実効波長の１／４未満とすることが好適
である。
パターンを含み、前記パターン端部の稜線に直交する基
板断面において、前記第２の誘電体の実効的な最大寸法
を前記定在波の実効波長の１／４未満とすることが好適
である。
【００１０】また、具体例として、前記基板の前記部位
に沿った部分に溝を有し、当該溝内の雰囲気を前記第２
の誘電体としてもよい。
に沿った部分に溝を有し、当該溝内の雰囲気を前記第２
の誘電体としてもよい。
【００１１】また、前記導体膜パターンとして共振子用
導体及び入出力用導体を設け、少なくとも前記共振子用
導体の所定端部に前記第２の誘電体を配してもよい。
導体及び入出力用導体を設け、少なくとも前記共振子用
導体の所定端部に前記第２の誘電体を配してもよい。
【００１２】
【作用】本発明においては、導体膜パターンの電界集中
部位における誘電体基板の部分が低誘電率の（第２の）
誘電体とされており、電界強度は誘電率に比例するため
に当該部位における電界強度が緩和される。この誘電体
は電界集中部位に相当する基板部分のみを低誘電率とす
ればよく、例えば電気信号の定在波の波長を考慮して設
定すれば十分であるためにフィルタサイズも小さくな
る。即ち、導体膜パターンの面積を増加させてサイズの
増大を甘受することなく、所望の微小サイズで耐電力性
を増加させることが可能となる。
部位における誘電体基板の部分が低誘電率の（第２の）
誘電体とされており、電界強度は誘電率に比例するため
に当該部位における電界強度が緩和される。この誘電体
は電界集中部位に相当する基板部分のみを低誘電率とす
ればよく、例えば電気信号の定在波の波長を考慮して設
定すれば十分であるためにフィルタサイズも小さくな
る。即ち、導体膜パターンの面積を増加させてサイズの
増大を甘受することなく、所望の微小サイズで耐電力性
を増加させることが可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明を適用した好適な諸
実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明す
る。
実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明す
る。
【００１４】（第１の実施形態）本実施形態では、いわ
ゆるトリプレートストリップライン構造の３段バンドパ
ス超伝導フィルタの平面型回路を例示する。図１は、本
実施形態の超伝導フィルタの主要構成を模式的に示して
おり、（ａ）が概略平面図、（ｂ）が（ａ）中の一点鎖
線Ｉ−Ｉ’に沿った概略断面図である。なお、（ｂ）で
は便宜上（ａ）の上半分の構成を取り除いた様子を示
す。
ゆるトリプレートストリップライン構造の３段バンドパ
ス超伝導フィルタの平面型回路を例示する。図１は、本
実施形態の超伝導フィルタの主要構成を模式的に示して
おり、（ａ）が概略平面図、（ｂ）が（ａ）中の一点鎖
線Ｉ−Ｉ’に沿った概略断面図である。なお、（ｂ）で
は便宜上（ａ）の上半分の構成を取り除いた様子を示
す。
【００１５】この超伝導フィルタは、誘電体からなる一
対の基板１０６，１０７が表面を突き合わせられて構成
されており、基板１０６，１０７の裏面はグランド（接
地）面とされてそれぞれ超伝導膜１０１，１０２が形成
されている。基板１０６の表面には、図１（ａ）に示す
ように、電気信号の入出力部となる一対の電極用導電体
パターン１１１，１１２と、Ｌ字形状をなし導電体パタ
ーン１１１，１１２と電気的に接続されてなる導電体パ
ターン１１３，１１４と、電気信号の定在波の実効波長
をλとして約１／４λずつずれて配置されてなる３つの
矩形状の共振子用導電体パターン１１５，１１６，１１
７が形成されており、隣接する導体膜パターン１１５，
１１６，１１７の各々の間で電位差の変動が生じ、特性
インピーダンスを有するものである。
対の基板１０６，１０７が表面を突き合わせられて構成
されており、基板１０６，１０７の裏面はグランド（接
地）面とされてそれぞれ超伝導膜１０１，１０２が形成
されている。基板１０６の表面には、図１（ａ）に示す
ように、電気信号の入出力部となる一対の電極用導電体
パターン１１１，１１２と、Ｌ字形状をなし導電体パタ
ーン１１１，１１２と電気的に接続されてなる導電体パ
ターン１１３，１１４と、電気信号の定在波の実効波長
をλとして約１／４λずつずれて配置されてなる３つの
矩形状の共振子用導電体パターン１１５，１１６，１１
７が形成されており、隣接する導体膜パターン１１５，
１１６，１１７の各々の間で電位差の変動が生じ、特性
インピーダンスを有するものである。
【００１６】超伝導膜１０１，１０２、各種導電体パタ
ーン１１１〜１１７を形成するには、先ずパルスレーザ
蒸着法により超伝導材料を基板１０６の表面に膜厚０．
４μｍ程度となるように成膜した後、当該超伝導膜をフ
ォトリソグラフィー及びそれに続くドライエッチングに
より各々の所定形状にパターニングする。
ーン１１１〜１１７を形成するには、先ずパルスレーザ
蒸着法により超伝導材料を基板１０６の表面に膜厚０．
４μｍ程度となるように成膜した後、当該超伝導膜をフ
ォトリソグラフィー及びそれに続くドライエッチングに
より各々の所定形状にパターニングする。
【００１７】ここで、基板１０６，１０７は、酸化チタ
ン、ランタンアルミネート、酸化セリウムコートサファ
イア、酸化マグネシウム、チタン酸ストロンチウム、チ
タン酸マグネシウムのうち、少なくとも１種を含む誘電
体材料からなるものである。本実施形態では、酸化マグ
ネシウム（１００）基板（７０Ｋにおける比誘電率約
９．７）が用いられる。
ン、ランタンアルミネート、酸化セリウムコートサファ
イア、酸化マグネシウム、チタン酸ストロンチウム、チ
タン酸マグネシウムのうち、少なくとも１種を含む誘電
体材料からなるものである。本実施形態では、酸化マグ
ネシウム（１００）基板（７０Ｋにおける比誘電率約
９．７）が用いられる。
【００１８】また、超伝導膜１０１，１０２、各種導電
体パターン１１１〜１１７は、Ｂｉ n1Ｓｒn2Ｃａn3Ｃｕ
n4Ｏn5（１．８≦ｎ１≦２．２，１．８≦ｎ２≦２．
２，０．９≦ｎ３≦１．２，１．８≦ｎ４≦２．２，
７．８≦ｎ５≦８．４），Ｐｂk1Ｂｉk2Ｓｒk3Ｃａk4Ｃ
ｕk5Ｏk6（１．８≦ｋ１＋ｋ２≦２．２，０≦ｋ１≦
０．６，１．８≦ｋ３≦２．２，１．８≦ｋ４≦２．
２，１．８≦ｋ５≦２．２，９．５≦ｋ６≦１０．
８），Ｙm1Ｂａm2Ｃｕm3Ｏm4（０．５≦ｍ１≦１．２，
１．８≦ｍ２≦２．２，２．５≦ｍ３≦３．５，６．６
≦ｍ４≦７．０），Ｎｄp1Ｂａp2Ｃｕp3Ｏp4（０．５≦
ｐ１≦１．２，１．８≦ｐ２≦２．２，２．５≦ｐ３≦
３．５，６．６≦ｐ４≦７．０），Ｎｄq1Ｙq2Ｂａq3Ｃ
ｕq4Ｏq5（０≦ｑ１≦１．２，０≦ｑ２≦１．２，０．
５≦ｑ１＋ｑ２≦１．２，２．５≦ｑ３≦３．５，６．
６≦ｑ４≦７．０），Ｓｍr1Ｂａr2Ｃｕr3Ｏr4（０．５
≦ｒ１≦１．２，１．８≦ｒ２≦２．２，２．５≦ｒ３
≦３．５，６．６≦ｒ４≦７．０），Ｈｏs1Ｂａs2Ｃｕ
s3Ｏs4（０．５≦ｓ１≦１．２，１．８≦ｓ２≦２．
２，２．５≦ｓ３≦３．５，６．６≦ｓ４≦７．０）等
のペロブスカイト型酸化物を含む超伝導材料からなるも
のである。本例では、主相をＲＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ
7-d （Ｒ：Ｙ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｈｏのうち、少なくとも１
種からなる元素，ｄ：０〜０．５）とし、動作温度を７
０Ｋとする場合には膜厚０．２μｍ以上、好ましくは
０．４μｍ以上の超伝導薄膜である。この膜厚条件の場
合、以下の各実施形態においても、各種導電体パターン
の周囲の誘電体から決まる実効誘電率によって長手方向
の寸法が支配される。また、導電体パターン１１５，１
１６，１１７の長手方向の寸法は、バンドパスの中心周
波数を２ＧＨｚとする場合には３ｃｍ程度、１０ＧＨｚ
とする場合には０．６ｃｍ程度となる。これらの長さ
は、近傍の導電体パターンやパッケージ用導体によって
変動する。また、超伝導体の膜厚、動作温度等によって
も変動し、パターンの精密な設計の際に考慮する必要が
ある。
体パターン１１１〜１１７は、Ｂｉ n1Ｓｒn2Ｃａn3Ｃｕ
n4Ｏn5（１．８≦ｎ１≦２．２，１．８≦ｎ２≦２．
２，０．９≦ｎ３≦１．２，１．８≦ｎ４≦２．２，
７．８≦ｎ５≦８．４），Ｐｂk1Ｂｉk2Ｓｒk3Ｃａk4Ｃ
ｕk5Ｏk6（１．８≦ｋ１＋ｋ２≦２．２，０≦ｋ１≦
０．６，１．８≦ｋ３≦２．２，１．８≦ｋ４≦２．
２，１．８≦ｋ５≦２．２，９．５≦ｋ６≦１０．
８），Ｙm1Ｂａm2Ｃｕm3Ｏm4（０．５≦ｍ１≦１．２，
１．８≦ｍ２≦２．２，２．５≦ｍ３≦３．５，６．６
≦ｍ４≦７．０），Ｎｄp1Ｂａp2Ｃｕp3Ｏp4（０．５≦
ｐ１≦１．２，１．８≦ｐ２≦２．２，２．５≦ｐ３≦
３．５，６．６≦ｐ４≦７．０），Ｎｄq1Ｙq2Ｂａq3Ｃ
ｕq4Ｏq5（０≦ｑ１≦１．２，０≦ｑ２≦１．２，０．
５≦ｑ１＋ｑ２≦１．２，２．５≦ｑ３≦３．５，６．
６≦ｑ４≦７．０），Ｓｍr1Ｂａr2Ｃｕr3Ｏr4（０．５
≦ｒ１≦１．２，１．８≦ｒ２≦２．２，２．５≦ｒ３
≦３．５，６．６≦ｒ４≦７．０），Ｈｏs1Ｂａs2Ｃｕ
s3Ｏs4（０．５≦ｓ１≦１．２，１．８≦ｓ２≦２．
２，２．５≦ｓ３≦３．５，６．６≦ｓ４≦７．０）等
のペロブスカイト型酸化物を含む超伝導材料からなるも
のである。本例では、主相をＲＢａ2 Ｃｕ3 Ｏ
7-d （Ｒ：Ｙ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｈｏのうち、少なくとも１
種からなる元素，ｄ：０〜０．５）とし、動作温度を７
０Ｋとする場合には膜厚０．２μｍ以上、好ましくは
０．４μｍ以上の超伝導薄膜である。この膜厚条件の場
合、以下の各実施形態においても、各種導電体パターン
の周囲の誘電体から決まる実効誘電率によって長手方向
の寸法が支配される。また、導電体パターン１１５，１
１６，１１７の長手方向の寸法は、バンドパスの中心周
波数を２ＧＨｚとする場合には３ｃｍ程度、１０ＧＨｚ
とする場合には０．６ｃｍ程度となる。これらの長さ
は、近傍の導電体パターンやパッケージ用導体によって
変動する。また、超伝導体の膜厚、動作温度等によって
も変動し、パターンの精密な設計の際に考慮する必要が
ある。
【００１９】更に、基板１０６の表面には、導体膜パタ
ーン１１５，１１６，１１７の電気信号の定在波が発生
して電界が集中する部位、ここでは導体膜パターン１１
５，１１６，１１７の周縁部を囲み、当該導電膜パター
ンを含みパターン端部の稜線に直交する基板断面におけ
る実効的な最大寸法が１／４λ未満となるように溝１１
８ａ，１１９ａ，１２０ａが形成されており、当該溝１
１８ａ，１１９ａ，１２０ａ内に基板１０６，１０７を
構成する誘電体の誘電率に比して低誘電率の誘電体１１
８，１１９，１２０が充填されている。
ーン１１５，１１６，１１７の電気信号の定在波が発生
して電界が集中する部位、ここでは導体膜パターン１１
５，１１６，１１７の周縁部を囲み、当該導電膜パター
ンを含みパターン端部の稜線に直交する基板断面におけ
る実効的な最大寸法が１／４λ未満となるように溝１１
８ａ，１１９ａ，１２０ａが形成されており、当該溝１
１８ａ，１１９ａ，１２０ａ内に基板１０６，１０７を
構成する誘電体の誘電率に比して低誘電率の誘電体１１
８，１１９，１２０が充填されている。
【００２０】他方、基板１０７の表面には、基板１０６
の溝１１８ａ，１１９ａ，１２０ａに対応する部位に溝
１２１ａ，１２２ａ，１２３ａが形成され、当該溝１２
１ａ，１２２ａ，１２３ａ内に誘電体膜１１８，１１
９，１２０と同等の低誘電率の誘電体１２１，１２２，
１２３が充填されている。
の溝１１８ａ，１１９ａ，１２０ａに対応する部位に溝
１２１ａ，１２２ａ，１２３ａが形成され、当該溝１２
１ａ，１２２ａ，１２３ａ内に誘電体膜１１８，１１
９，１２０と同等の低誘電率の誘電体１２１，１２２，
１２３が充填されている。
【００２１】誘電体１１８〜１２３を充填形成するに
は、先ずメタルマスクを用いた選択性のドライエッチン
グにより溝１１８ａ〜１２３ａを形成した後、誘電体材
料を埋め込むことにより形成する。
は、先ずメタルマスクを用いた選択性のドライエッチン
グにより溝１１８ａ〜１２３ａを形成した後、誘電体材
料を埋め込むことにより形成する。
【００２２】ここで、誘電体１１８〜１２３は、酸化チ
タン、ランタンアルミネート、酸化セリウム、酸化マグ
ネシウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸マグネシ
ウム、ＳｉＯx （１．２≦ｘ≦２）、ポリイミド、エポ
キシ樹脂のうち、少なくとも１種を含み基板１０６，１
０７より低い誘電率の誘電体材料からなるものである。
タン、ランタンアルミネート、酸化セリウム、酸化マグ
ネシウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸マグネシ
ウム、ＳｉＯx （１．２≦ｘ≦２）、ポリイミド、エポ
キシ樹脂のうち、少なくとも１種を含み基板１０６，１
０７より低い誘電率の誘電体材料からなるものである。
【００２３】そして、基板１０６，１０７が対応位置、
即ち導体膜パターン１１５，１１６，１１７の周縁部を
上下方向から囲むような位置で突き合わせられ、当該超
伝導フィルタが構成される。
即ち導体膜パターン１１５，１１６，１１７の周縁部を
上下方向から囲むような位置で突き合わせられ、当該超
伝導フィルタが構成される。
【００２４】本実施形態の超伝導フィルタによれば、誘
電体の基板１０６，１０７の表層における所定部位を上
記のように当該基板１０６，１０７よりも低誘電率の誘
電体１１８〜１２３に置き換えることで、共振子用導電
体パターン１１５，１１６，１１７の端部分への電場集
中を緩和し、当該超伝導フィルタの部分的な温度上昇を
抑え、高調波歪みの発生を抑制し耐電力性を大幅に増加
させることができる。
電体の基板１０６，１０７の表層における所定部位を上
記のように当該基板１０６，１０７よりも低誘電率の誘
電体１１８〜１２３に置き換えることで、共振子用導電
体パターン１１５，１１６，１１７の端部分への電場集
中を緩和し、当該超伝導フィルタの部分的な温度上昇を
抑え、高調波歪みの発生を抑制し耐電力性を大幅に増加
させることができる。
【００２５】更に、誘電体１１８〜１２３の存在によ
り、導体膜パターン１１５，１１６，１１７間の電磁気
的結合を弱めることができる。このことは、周波数帯域
がより挟帯域のパンドパス特性を得るのに当該導体膜パ
ターン間の距離を増さなくとも良く、従って、基板１０
６，１０７の配線面の面積を増加させる必要がないとい
う優れた効果を奏することを意味する。
り、導体膜パターン１１５，１１６，１１７間の電磁気
的結合を弱めることができる。このことは、周波数帯域
がより挟帯域のパンドパス特性を得るのに当該導体膜パ
ターン間の距離を増さなくとも良く、従って、基板１０
６，１０７の配線面の面積を増加させる必要がないとい
う優れた効果を奏することを意味する。
【００２６】また、低誘電率の誘電体１１８〜１２３の
最大寸法を、当該導電膜パターンを含みパターン端部の
稜線に直交する基板断面において、電気信号の実効波長
の１／４未満に規定することで、当該超伝導フィルタの
共振周波数における誘電体１１８〜１２３による寄生共
振による影響を抑えることが可能となる。
最大寸法を、当該導電膜パターンを含みパターン端部の
稜線に直交する基板断面において、電気信号の実効波長
の１／４未満に規定することで、当該超伝導フィルタの
共振周波数における誘電体１１８〜１２３による寄生共
振による影響を抑えることが可能となる。
【００２７】従って、本実施形態によれば、導体膜パタ
ーン１１５，１１６，１１７の電場集中を大幅に緩和し
て耐電力性の向上を図るとともに、更なる小型化への要
請にも十分に応えることを可能とする超伝導フィルタが
実現する。
ーン１１５，１１６，１１７の電場集中を大幅に緩和し
て耐電力性の向上を図るとともに、更なる小型化への要
請にも十分に応えることを可能とする超伝導フィルタが
実現する。
【００２８】−変形例− ここで、第１の実施形態の超伝導フィルタの諸変形例に
ついて説明する。なお、図１と同様の構成部材等につい
ては同符号を記して説明を省略する。
ついて説明する。なお、図１と同様の構成部材等につい
ては同符号を記して説明を省略する。
【００２９】（変形例１）本例では、第１の実施形態と
同様に、トリプレートストリップライン構造の３段バン
ドパス超伝導フィルタの平面型回路を例示する。本例の
超伝導フィルタは、第１の実施形態とほぼ同様の構成を
有するが、低誘電率の誘電体の態様が異なる点で相違す
る。図２は、本例の超伝導フィルタの主要構成を模式的
に示す概略断面図である。
同様に、トリプレートストリップライン構造の３段バン
ドパス超伝導フィルタの平面型回路を例示する。本例の
超伝導フィルタは、第１の実施形態とほぼ同様の構成を
有するが、低誘電率の誘電体の態様が異なる点で相違す
る。図２は、本例の超伝導フィルタの主要構成を模式的
に示す概略断面図である。
【００３０】この超伝導フィルタは、第１の実施形態と
同様に、誘電体の基板１０６，１０７の表層に溝１１８
ａ〜１２３ａを有しており、当該溝内に誘電体を充填す
ることなく超伝導膜１０１，１０２、各種導電体パター
ン１１１〜１１７等が形成されている。
同様に、誘電体の基板１０６，１０７の表層に溝１１８
ａ〜１２３ａを有しており、当該溝内に誘電体を充填す
ることなく超伝導膜１０１，１０２、各種導電体パター
ン１１１〜１１７等が形成されている。
【００３１】この場合、溝１１８ａ〜１２３ａ内の雰囲
気、ここでは空気が基板１０６，１０７より低い誘電率
の誘電体として機能する。動作時には当該溝内の空気は
希薄となり、ほぼ真空の誘電率（＝１）に近い値となる
ことから、基板１０６，１０７の誘電体膜率（＝９．
７）に比して十分低値である。
気、ここでは空気が基板１０６，１０７より低い誘電率
の誘電体として機能する。動作時には当該溝内の空気は
希薄となり、ほぼ真空の誘電率（＝１）に近い値となる
ことから、基板１０６，１０７の誘電体膜率（＝９．
７）に比して十分低値である。
【００３２】本例によれば、前述した第１の実施形態の
奏する効果に加え、より簡易な構成で十分な耐電力性の
向上が得られ、超伝導フィルタの更なる小型化が可能と
なる。
奏する効果に加え、より簡易な構成で十分な耐電力性の
向上が得られ、超伝導フィルタの更なる小型化が可能と
なる。
【００３３】（変形例２）本例では、第１の実施形態と
同様に、トリプレートストリップライン構造の３段バン
ドパス超伝導フィルタの平面型回路を例示する。本例の
超伝導フィルタは、第１の実施形態とほぼ同様の構成を
有するが、各構成部材の材料等が異なる点で相違する。
同様に、トリプレートストリップライン構造の３段バン
ドパス超伝導フィルタの平面型回路を例示する。本例の
超伝導フィルタは、第１の実施形態とほぼ同様の構成を
有するが、各構成部材の材料等が異なる点で相違する。
【００３４】本例の超伝導フィルタにおいては、図１に
おいて、基板１０６，１０７をセリア（ＣｅＯ）でコー
トしたサファイアで構成する。更に、超伝導膜１０１，
１０２、導電体パターン１１３〜１１７を高温超伝導体
で構成し、且つ基板１０６の表面に対して実質的に垂直
方向に強いＣ軸配向するように形成するとともに、導電
体パターン１１１，１１２を常伝導金属で構成する。そ
して、低誘電率の誘電体１１８〜１２３をポリイミドで
構成する。
おいて、基板１０６，１０７をセリア（ＣｅＯ）でコー
トしたサファイアで構成する。更に、超伝導膜１０１，
１０２、導電体パターン１１３〜１１７を高温超伝導体
で構成し、且つ基板１０６の表面に対して実質的に垂直
方向に強いＣ軸配向するように形成するとともに、導電
体パターン１１１，１１２を常伝導金属で構成する。そ
して、低誘電率の誘電体１１８〜１２３をポリイミドで
構成する。
【００３５】本例によれば、第１の実施形態と同様の諸
効果を奏し、導体膜パターン１１５，１１６，１１７の
電場集中を大幅に緩和して耐電力性の向上を図るととも
に、更なる小型化への要請にも十分に応えることを可能
とする超伝導フィルタが実現する。
効果を奏し、導体膜パターン１１５，１１６，１１７の
電場集中を大幅に緩和して耐電力性の向上を図るととも
に、更なる小型化への要請にも十分に応えることを可能
とする超伝導フィルタが実現する。
【００３６】（変形例３）本例では、第１の実施形態と
同様に、トリプレートストリップライン構造の３段バン
ドパス超伝導フィルタの平面型回路を例示する。本例の
超伝導フィルタは、第１の実施形態とほぼ同様の構成を
有するが、各構成部材の材料等が異なる点で相違する。
同様に、トリプレートストリップライン構造の３段バン
ドパス超伝導フィルタの平面型回路を例示する。本例の
超伝導フィルタは、第１の実施形態とほぼ同様の構成を
有するが、各構成部材の材料等が異なる点で相違する。
【００３７】本例の超伝導フィルタにおいては、図１に
おいて、基板１０６，１０７を酸化マクネシウム（Ｍｇ
Ｏ）の単結晶で高温超伝導膜を形成する面が（１００）
となるように構成する。更に、超伝導膜１０１，１０
２、導電体パターン１１３〜１１７を高温超伝導体で構
成し、且つ基板１０６の表面に対して実質的に垂直方向
に強いＣ軸配向するように形成するとともに、導電体パ
ターン１１１，１１２を常伝導金属で構成する。そし
て、低誘電率の誘電体１１８〜１２３の内部をＳｉＯx
で、上部をＭｇＯ、ランタンアルミネート（ＬａＡｌＯ
3 ）又はチタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ3 ）など
で構成する。ここで、誘電体１１８〜１２３の前記上部
の厚みを０．０５μｍ以上とし、前記内部のＳｉＯx と
の合成された見かけの誘電率が当該上部の誘電体の誘電
率よりも小さくなるように、ＳｉＯxとの厚みの比が調
節されている。
おいて、基板１０６，１０７を酸化マクネシウム（Ｍｇ
Ｏ）の単結晶で高温超伝導膜を形成する面が（１００）
となるように構成する。更に、超伝導膜１０１，１０
２、導電体パターン１１３〜１１７を高温超伝導体で構
成し、且つ基板１０６の表面に対して実質的に垂直方向
に強いＣ軸配向するように形成するとともに、導電体パ
ターン１１１，１１２を常伝導金属で構成する。そし
て、低誘電率の誘電体１１８〜１２３の内部をＳｉＯx
で、上部をＭｇＯ、ランタンアルミネート（ＬａＡｌＯ
3 ）又はチタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ3 ）など
で構成する。ここで、誘電体１１８〜１２３の前記上部
の厚みを０．０５μｍ以上とし、前記内部のＳｉＯx と
の合成された見かけの誘電率が当該上部の誘電体の誘電
率よりも小さくなるように、ＳｉＯxとの厚みの比が調
節されている。
【００３８】本例によれば、第１の実施形態と同様の諸
効果を奏し、導体膜パターン１１５，１１６，１１７の
電場集中を大幅に緩和して耐電力性の向上を図るととも
に、更なる小型化への要請にも十分に応えることを可能
とする超伝導フィルタが実現する。
効果を奏し、導体膜パターン１１５，１１６，１１７の
電場集中を大幅に緩和して耐電力性の向上を図るととも
に、更なる小型化への要請にも十分に応えることを可能
とする超伝導フィルタが実現する。
【００３９】（第２の実施形態）本実施形態では、いわ
ゆるマイクロストリップライン構造のバンドリジェクシ
ョン型ヘアピン共振器（バンドリジェクション型ヘアピ
ン１段フィルタ）の平面型回路を例示する。図３は、本
実施形態の超伝導フィルタの主要構成を模式的に示して
おり、（ａ）が概略平面図、（ｂ）が（ａ）中の一点鎖
線ＩＩ−ＩＩ’に沿った概略断面図である。
ゆるマイクロストリップライン構造のバンドリジェクシ
ョン型ヘアピン共振器（バンドリジェクション型ヘアピ
ン１段フィルタ）の平面型回路を例示する。図３は、本
実施形態の超伝導フィルタの主要構成を模式的に示して
おり、（ａ）が概略平面図、（ｂ）が（ａ）中の一点鎖
線ＩＩ−ＩＩ’に沿った概略断面図である。
【００４０】この超伝導フィルタは、図１の基板１０
６，１０７と同様の誘電体からなる基板２０１の裏面が
グランド面とされて超伝導膜２０４が形成されるととも
に、基板２０１の表面に、電気信号の入出力部となる電
極用導電体パターン２０６と、Ｌ字形状をなし導電体パ
ターン２０６と電気的に接続されてなる導電体パターン
２０３と、Ｕ字（ヘアピン）形状の導電体パターン２０
２とが形成されている。そして、基板２０１の表面に
は、導体膜パターン２０２の電気信号の定在波が発生し
て電界が集中する部位、ここでは導体膜パターン２０２
の周縁部を囲み導電膜パターン２０２を含む基板断面に
おいて、実効的な最大寸法が１／４λ未満となるように
溝２０７が形成されており、当該溝２０７内に基板２０
１を構成する誘電体の誘電率に比して低誘電率の誘電体
２０５が充填されている。
６，１０７と同様の誘電体からなる基板２０１の裏面が
グランド面とされて超伝導膜２０４が形成されるととも
に、基板２０１の表面に、電気信号の入出力部となる電
極用導電体パターン２０６と、Ｌ字形状をなし導電体パ
ターン２０６と電気的に接続されてなる導電体パターン
２０３と、Ｕ字（ヘアピン）形状の導電体パターン２０
２とが形成されている。そして、基板２０１の表面に
は、導体膜パターン２０２の電気信号の定在波が発生し
て電界が集中する部位、ここでは導体膜パターン２０２
の周縁部を囲み導電膜パターン２０２を含む基板断面に
おいて、実効的な最大寸法が１／４λ未満となるように
溝２０７が形成されており、当該溝２０７内に基板２０
１を構成する誘電体の誘電率に比して低誘電率の誘電体
２０５が充填されている。
【００４１】ここで、超伝導膜２０４、導電体パターン
２０２，２０３は第１の実施形態と同様の高温超伝導材
料からなり、基板２０１や誘電体２０５も第１の実施形
態と同様の誘電体材料からなるものである。
２０２，２０３は第１の実施形態と同様の高温超伝導材
料からなり、基板２０１や誘電体２０５も第１の実施形
態と同様の誘電体材料からなるものである。
【００４２】本実施形態の超伝導フィルタによれば、誘
電体の基板２０１の表層における所定部位を上記のよう
に当該基板２０１よりも低誘電率の誘電体２０５に置き
換えることで、共振子用導電体パターン２０２の端部分
への電場集中を緩和し、当該超伝導フィルタの部分的な
温度上昇を抑え、高調波歪みの発生を抑制し耐電力性を
大幅に増加させることができる。
電体の基板２０１の表層における所定部位を上記のよう
に当該基板２０１よりも低誘電率の誘電体２０５に置き
換えることで、共振子用導電体パターン２０２の端部分
への電場集中を緩和し、当該超伝導フィルタの部分的な
温度上昇を抑え、高調波歪みの発生を抑制し耐電力性を
大幅に増加させることができる。
【００４３】また、低誘電率の誘電体２０５の最大寸法
を導電膜パターン２０２を含みパターン端部の稜線に直
交する基板断面において、電気信号の実効波長の１／４
未満に規定することで、当該超伝導フィルタの共振周波
数における誘電体２０５による寄生共振による影響を抑
えることが可能となる。
を導電膜パターン２０２を含みパターン端部の稜線に直
交する基板断面において、電気信号の実効波長の１／４
未満に規定することで、当該超伝導フィルタの共振周波
数における誘電体２０５による寄生共振による影響を抑
えることが可能となる。
【００４４】従って、本実施形態によれば、導体膜パタ
ーン２０２の電場集中を大幅に緩和して耐電力性の向上
を図るとともに、更なる小型化への要請にも十分に応え
ることを可能とする超伝導フィルタが実現する。
ーン２０２の電場集中を大幅に緩和して耐電力性の向上
を図るとともに、更なる小型化への要請にも十分に応え
ることを可能とする超伝導フィルタが実現する。
【００４５】なお、本実施形態においても、第１の実施
形態の諸変形例と同様に、溝２０７内に誘電体を充填せ
ずに当該溝２０７内の雰囲気（通常では空気）を低誘電
率の誘電体として利用したり、各構成部材の材質を代え
たりしても好適である。
形態の諸変形例と同様に、溝２０７内に誘電体を充填せ
ずに当該溝２０７内の雰囲気（通常では空気）を低誘電
率の誘電体として利用したり、各構成部材の材質を代え
たりしても好適である。
【００４６】（第３の実施形態）本実施形態では、いわ
ゆるマイクロストリップライン構造のバンドパス型ヘア
ピン共振器（バンドパス型ヘアピン３段フィルタ）の平
面型回路を例示する。図４は、本実施形態の超伝導フィ
ルタの主要構成を模式的に示しており、（ａ）が概略平
面図、（ｂ）が（ａ）中の一点鎖線ＩＩＩ−ＩＩＩ’に
沿った概略断面図、（ｃ）が（ａ）中の一点鎖線ＩＶ−
ＩＶ’に沿った概略断面図である。
ゆるマイクロストリップライン構造のバンドパス型ヘア
ピン共振器（バンドパス型ヘアピン３段フィルタ）の平
面型回路を例示する。図４は、本実施形態の超伝導フィ
ルタの主要構成を模式的に示しており、（ａ）が概略平
面図、（ｂ）が（ａ）中の一点鎖線ＩＩＩ−ＩＩＩ’に
沿った概略断面図、（ｃ）が（ａ）中の一点鎖線ＩＶ−
ＩＶ’に沿った概略断面図である。
【００４７】この超伝導フィルタは、図３の基板２０１
と同様の誘電体からなる基板３０８の裏面がグランド面
とされて超伝導膜３０９が形成されるとともに、基板３
０８の表面に各種導電体パターンが形成されている。
と同様の誘電体からなる基板３０８の裏面がグランド面
とされて超伝導膜３０９が形成されるとともに、基板３
０８の表面に各種導電体パターンが形成されている。
【００４８】具体的に、基板３０８の表面には、電気信
号の入出力部となる一対の電極用導電体パターン３０
１，３０２と、Ｌ字形状をなし導電体パターン３０１，
３０２と電気的に接続されてなる１／４λ（λ：電気信
号の定在波の波長）波長型のフィードライン用の導電体
パターン３０３，３０４と、Ｕ字（ヘアピン）形状で互
い違いに並列してなり、実効的な波長が１／２λとされ
た共振子用の３つの導電体パターン３０５，３０６，３
０７とが形成されている。そして、基板３０８の表面に
は、導体膜パターン３０３〜３０７の電気信号の定在波
が発生して電界が集中する部位、ここでは導体膜パター
ン３０３〜３０７の各所定端部に接し実効的な最大寸法
が導電膜パターン３０３〜３０７を含みパターン端部の
稜線に直交する基板断面において、１／４λ未満の所定
値となるように溝３１０ａ，３１５ａと、溝３１１ａ，
３１６ａと、溝３１２ａ，３１７ａと、溝３１３ａ，３
１８ａと、溝３１４ａ，３１９ａとが形成されており、
当該各溝内に基板３０８を構成する誘電体の誘電率に比
して低誘電率の誘電体３１０，３１５と、誘電体３１
１，３１６と、誘電体３１２，３１７と、誘電体３１
３，３１８と、誘電体３１４，３１９がそれぞれ充填さ
れている。
号の入出力部となる一対の電極用導電体パターン３０
１，３０２と、Ｌ字形状をなし導電体パターン３０１，
３０２と電気的に接続されてなる１／４λ（λ：電気信
号の定在波の波長）波長型のフィードライン用の導電体
パターン３０３，３０４と、Ｕ字（ヘアピン）形状で互
い違いに並列してなり、実効的な波長が１／２λとされ
た共振子用の３つの導電体パターン３０５，３０６，３
０７とが形成されている。そして、基板３０８の表面に
は、導体膜パターン３０３〜３０７の電気信号の定在波
が発生して電界が集中する部位、ここでは導体膜パター
ン３０３〜３０７の各所定端部に接し実効的な最大寸法
が導電膜パターン３０３〜３０７を含みパターン端部の
稜線に直交する基板断面において、１／４λ未満の所定
値となるように溝３１０ａ，３１５ａと、溝３１１ａ，
３１６ａと、溝３１２ａ，３１７ａと、溝３１３ａ，３
１８ａと、溝３１４ａ，３１９ａとが形成されており、
当該各溝内に基板３０８を構成する誘電体の誘電率に比
して低誘電率の誘電体３１０，３１５と、誘電体３１
１，３１６と、誘電体３１２，３１７と、誘電体３１
３，３１８と、誘電体３１４，３１９がそれぞれ充填さ
れている。
【００４９】ここで、超伝導膜３０９、導電体パターン
３０３〜３０７は第１の実施形態と同様の高温超伝導材
料からなり、基板３０８や誘電体３１０〜３１９も第１
の実施形態と同様の誘電体材料からなるものである。
３０３〜３０７は第１の実施形態と同様の高温超伝導材
料からなり、基板３０８や誘電体３１０〜３１９も第１
の実施形態と同様の誘電体材料からなるものである。
【００５０】本実施形態の超伝導フィルタによれば、誘
電体の基板３０８の表層における所定部位を上記のよう
に当該基板３０８よりも低誘電率の誘電体３１０〜３１
９に置き換えることで、導電体パターン３０３〜３０７
の端部分への電場集中を緩和し、当該超伝導フィルタの
部分的な温度上昇を抑え、高調波歪みの発生を抑制し耐
電力性を大幅に増加させることができる。
電体の基板３０８の表層における所定部位を上記のよう
に当該基板３０８よりも低誘電率の誘電体３１０〜３１
９に置き換えることで、導電体パターン３０３〜３０７
の端部分への電場集中を緩和し、当該超伝導フィルタの
部分的な温度上昇を抑え、高調波歪みの発生を抑制し耐
電力性を大幅に増加させることができる。
【００５１】更に、誘電体３１０〜３１９の存在によ
り、近接する導体膜パターン３０３〜３０７間の電磁気
的結合を弱めることができる。このことは、周波数帯域
がより挟帯域のパンドパス特性を得るのに当該導体膜パ
ターン間の距離を増さなくとも良く、従って、基板３０
８の配線面の面積を増加させる必要がないという優れた
効果を奏することを意味する。
り、近接する導体膜パターン３０３〜３０７間の電磁気
的結合を弱めることができる。このことは、周波数帯域
がより挟帯域のパンドパス特性を得るのに当該導体膜パ
ターン間の距離を増さなくとも良く、従って、基板３０
８の配線面の面積を増加させる必要がないという優れた
効果を奏することを意味する。
【００５２】また、低誘電率の誘電体３１０〜３１９の
最大寸法を導電膜パターン３０３〜３０７を含みパター
ン端部の稜線に直交する基板断面において、電気信号の
実効波長の１／４未満の所定値に規定することで、当該
超伝導フィルタの共振周波数における誘電体３１０〜３
１９による寄生共振による影響を抑えることが可能とな
る。
最大寸法を導電膜パターン３０３〜３０７を含みパター
ン端部の稜線に直交する基板断面において、電気信号の
実効波長の１／４未満の所定値に規定することで、当該
超伝導フィルタの共振周波数における誘電体３１０〜３
１９による寄生共振による影響を抑えることが可能とな
る。
【００５３】従って、本実施形態によれば、導体膜パタ
ーン３０３〜３０７の電場集中を大幅に緩和して耐電力
性の向上を図るとともに、更なる小型化への要請にも十
分に応えることを可能とする超伝導フィルタが実現す
る。
ーン３０３〜３０７の電場集中を大幅に緩和して耐電力
性の向上を図るとともに、更なる小型化への要請にも十
分に応えることを可能とする超伝導フィルタが実現す
る。
【００５４】なお、本実施形態においても、第１の実施
形態の諸変形例と同様に、溝２０７内に誘電体を充填せ
ずに当該溝２０７内の雰囲気（通常では空気）を低誘電
率の誘電体として利用したり、各構成部材の材質を代え
たりしても好適である。
形態の諸変形例と同様に、溝２０７内に誘電体を充填せ
ずに当該溝２０７内の雰囲気（通常では空気）を低誘電
率の誘電体として利用したり、各構成部材の材質を代え
たりしても好適である。
【００５５】（第４の実施形態）本実施形態では、いわ
ゆるコプレーナ構造の３段超伝導フィルタの平面型回路
を例示する。図５は、本実施形態の超伝導フィルタの主
要構成を模式的に示しており、（ａ）が概略平面図、
（ｂ）が（ａ）中の一点鎖線Ｖ−Ｖ’に沿った概略断面
図である。
ゆるコプレーナ構造の３段超伝導フィルタの平面型回路
を例示する。図５は、本実施形態の超伝導フィルタの主
要構成を模式的に示しており、（ａ）が概略平面図、
（ｂ）が（ａ）中の一点鎖線Ｖ−Ｖ’に沿った概略断面
図である。
【００５６】この超伝導フィルタは、図１の基板１０
６，１０７と同様の誘電体からなる基板４０１の表面
に、一対の超伝導膜４１５，４１６と、これら超伝導膜
４１５，４１６間に形成されてなる各種導電体パターン
とを有して構成されている。
６，１０７と同様の誘電体からなる基板４０１の表面
に、一対の超伝導膜４１５，４１６と、これら超伝導膜
４１５，４１６間に形成されてなる各種導電体パターン
とを有して構成されている。
【００５７】具体的に各種導電体パターンとしては、電
気信号の入出力部となる一対の電極用導電体パターン４
０２，４０３と、導電体パターン４０２，４０３と電気
的に接続されてなる導電体パターン４０４，４０５と、
矩形状をなし長手方向に等間隔に並列されてなる３つの
導電体パターン４０６，４０７，４０８とが形成されて
いる。
気信号の入出力部となる一対の電極用導電体パターン４
０２，４０３と、導電体パターン４０２，４０３と電気
的に接続されてなる導電体パターン４０４，４０５と、
矩形状をなし長手方向に等間隔に並列されてなる３つの
導電体パターン４０６，４０７，４０８とが形成されて
いる。
【００５８】そして、基板４０１の表面には、導体膜パ
ターン４０６，４０７，４０８の電気信号の定在波が発
生して電界が集中する部位、ここでは導体膜パターン４
０６，４０７，４０８の端部に接し導電膜パターン４０
６，４０７，４０８を含みパターン端部の稜線に直交す
る基板断面において、実効的な最大寸法が１／４λ
（λ：電気信号の定在波の波長）未満の所定値となるよ
うに溝４０９ａ，４１０ａ，４１１ａ，４１２ａ，４１
３ａ，４１４ａが形成されており、当該各溝内に基板４
０１を構成する誘電体の誘電率に比して低誘電率の誘電
体４０９，４１０，４１１，４１２，４１３，４１４が
充填されている。
ターン４０６，４０７，４０８の電気信号の定在波が発
生して電界が集中する部位、ここでは導体膜パターン４
０６，４０７，４０８の端部に接し導電膜パターン４０
６，４０７，４０８を含みパターン端部の稜線に直交す
る基板断面において、実効的な最大寸法が１／４λ
（λ：電気信号の定在波の波長）未満の所定値となるよ
うに溝４０９ａ，４１０ａ，４１１ａ，４１２ａ，４１
３ａ，４１４ａが形成されており、当該各溝内に基板４
０１を構成する誘電体の誘電率に比して低誘電率の誘電
体４０９，４１０，４１１，４１２，４１３，４１４が
充填されている。
【００５９】ここで、超伝導膜４１５，４１６、導電体
パターン４０６〜４０８は第１の実施形態と同様の高温
超伝導材料からなり、基板４０１や誘電体４０９〜４１
４も第１の実施形態と同様の誘電体材料からなるもので
ある。
パターン４０６〜４０８は第１の実施形態と同様の高温
超伝導材料からなり、基板４０１や誘電体４０９〜４１
４も第１の実施形態と同様の誘電体材料からなるもので
ある。
【００６０】本実施形態の超伝導フィルタによれば、誘
電体の基板４０１の表層における所定部位を上記のよう
に当該基板４０１よりも低誘電率の誘電体４０９〜４１
４に置き換えることで、共振子用導電体パターン４０６
〜４０８の端部分への電場集中を緩和し、当該超伝導フ
ィルタの部分的な温度上昇を抑え、高調波歪みの発生を
抑制し耐電力性を大幅に増加させることができる。
電体の基板４０１の表層における所定部位を上記のよう
に当該基板４０１よりも低誘電率の誘電体４０９〜４１
４に置き換えることで、共振子用導電体パターン４０６
〜４０８の端部分への電場集中を緩和し、当該超伝導フ
ィルタの部分的な温度上昇を抑え、高調波歪みの発生を
抑制し耐電力性を大幅に増加させることができる。
【００６１】更に、誘電体４０９〜４１４の存在によ
り、導体膜パターン４０６〜４０８間の電磁気的結合を
弱めることができる。このことは、周波数帯域がより挟
帯域のパンドパス特性を得るのに当該導体膜パターン間
の距離を増さなくとも良く、従って、基板４０１の配線
面の面積を増加させる必要がないという優れた効果を奏
することを意味する。
り、導体膜パターン４０６〜４０８間の電磁気的結合を
弱めることができる。このことは、周波数帯域がより挟
帯域のパンドパス特性を得るのに当該導体膜パターン間
の距離を増さなくとも良く、従って、基板４０１の配線
面の面積を増加させる必要がないという優れた効果を奏
することを意味する。
【００６２】また、低誘電率の誘電体４０９〜４１４の
最大寸法を導電膜パターン４０６〜４０８を含みパター
ン端部の稜線に直交する基板断面において、電気信号の
実効波長の１／４未満の所定値に規定することで、当該
超伝導フィルタの共振周波数における誘電体４０９〜４
１４による寄生共振による影響を抑えることが可能とな
る。
最大寸法を導電膜パターン４０６〜４０８を含みパター
ン端部の稜線に直交する基板断面において、電気信号の
実効波長の１／４未満の所定値に規定することで、当該
超伝導フィルタの共振周波数における誘電体４０９〜４
１４による寄生共振による影響を抑えることが可能とな
る。
【００６３】従って、本実施形態によれば、導体膜パタ
ーン４０６〜４０８の電場集中を大幅に緩和して耐電力
性の向上を図るとともに、更なる小型化への要請にも十
分に応えることを可能とする超伝導フィルタが実現す
る。
ーン４０６〜４０８の電場集中を大幅に緩和して耐電力
性の向上を図るとともに、更なる小型化への要請にも十
分に応えることを可能とする超伝導フィルタが実現す
る。
【００６４】なお、本実施形態においても、第１の実施
形態の諸変形例と同様に、溝４０９ａ〜４１４ａ内に誘
電体を充填せずに当該溝４０９ａ〜４１４ａ内の雰囲気
（通常では空気）を低誘電率の誘電体として利用した
り、各構成部材の材質を代えたりしても好適である。
形態の諸変形例と同様に、溝４０９ａ〜４１４ａ内に誘
電体を充填せずに当該溝４０９ａ〜４１４ａ内の雰囲気
（通常では空気）を低誘電率の誘電体として利用した
り、各構成部材の材質を代えたりしても好適である。
【００６５】以上説明したように、各実施形態では、基
板を構成する誘電体の誘電率よりも低い誘電率の誘電体
を、基板の所定部位に形成した溝内に充填する構成とし
たが、本発明はこれに限定されることなく、例えば基板
表面の導電体パターンと接触（電気的に接続）するよう
に、前記低誘電率の誘電体を貼り付けるように配しても
よい。
板を構成する誘電体の誘電率よりも低い誘電率の誘電体
を、基板の所定部位に形成した溝内に充填する構成とし
たが、本発明はこれに限定されることなく、例えば基板
表面の導電体パターンと接触（電気的に接続）するよう
に、前記低誘電率の誘電体を貼り付けるように配しても
よい。
【００６６】以下に示す各種態様もまた、本発明を構成
する。
する。
【００６７】態様１において、前記基板は、酸化チタ
ン、ランタンアルミネート、酸化セリウムコートサファ
イア、酸化マグネシウム、チタン酸ストロンチウム、チ
タン酸マグネシウムのうち、少なくとも１種を含む誘電
体材料からなるものである。
ン、ランタンアルミネート、酸化セリウムコートサファ
イア、酸化マグネシウム、チタン酸ストロンチウム、チ
タン酸マグネシウムのうち、少なくとも１種を含む誘電
体材料からなるものである。
【００６８】態様２において、前記導体膜パターンは、
Ｂｉn1Ｓｒn2Ｃａn3Ｃｕn4Ｏn5（１．８≦ｎ１≦２．
２，１．８≦ｎ２≦２．２，０．９≦ｎ３≦１．２，
１．８≦ｎ４≦２．２，７．８≦ｎ５≦８．４），Ｐｂ
k1Ｂｉk2Ｓｒk3Ｃａk4Ｃｕk5Ｏk6（１．８≦ｋ１＋ｋ２
≦２．２，０≦ｋ１≦０．６，１．８≦ｋ３≦２．２，
１．８≦ｋ４≦２．２，１．８≦ｋ５≦２．２，９．５
≦ｋ６≦１０．８），Ｙm1Ｂａm2Ｃｕm3Ｏm4（０．５≦
ｍ１≦１．２，１．８≦ｍ２≦２．２，２．５≦ｍ３≦
３．５，６．６≦ｍ４≦７．０），Ｎｄp1Ｂａp2Ｃｕp3
Ｏp4（０．５≦ｐ１≦１．２，１．８≦ｐ２≦２．２，
２．５≦ｐ３≦３．５，６．６≦ｐ４≦７．０），Ｎｄ
q1Ｙq2Ｂａq3Ｃｕq4Ｏq5（０≦ｑ１≦１．２，０≦ｑ２
≦１．２，０．５≦ｑ１＋ｑ２≦１．２，２．５≦ｑ３
≦３．５，６．６≦ｑ４≦７．０），Ｓｍr1Ｂａr2Ｃｕ
r3Ｏr4（０．５≦ｒ１≦１．２，１．８≦ｒ２≦２．
２，２．５≦ｒ３≦３．５，６．６≦ｒ４≦７．０），
Ｈｏs1Ｂａs2Ｃｕs3Ｏs4（０．５≦ｓ１≦１．２，１．
８≦ｓ２≦２．２，２．５≦ｓ３≦３．５，６．６≦ｓ
４≦７．０）のうち、少なくとも１種を含む超伝導材料
からなるものである。
Ｂｉn1Ｓｒn2Ｃａn3Ｃｕn4Ｏn5（１．８≦ｎ１≦２．
２，１．８≦ｎ２≦２．２，０．９≦ｎ３≦１．２，
１．８≦ｎ４≦２．２，７．８≦ｎ５≦８．４），Ｐｂ
k1Ｂｉk2Ｓｒk3Ｃａk4Ｃｕk5Ｏk6（１．８≦ｋ１＋ｋ２
≦２．２，０≦ｋ１≦０．６，１．８≦ｋ３≦２．２，
１．８≦ｋ４≦２．２，１．８≦ｋ５≦２．２，９．５
≦ｋ６≦１０．８），Ｙm1Ｂａm2Ｃｕm3Ｏm4（０．５≦
ｍ１≦１．２，１．８≦ｍ２≦２．２，２．５≦ｍ３≦
３．５，６．６≦ｍ４≦７．０），Ｎｄp1Ｂａp2Ｃｕp3
Ｏp4（０．５≦ｐ１≦１．２，１．８≦ｐ２≦２．２，
２．５≦ｐ３≦３．５，６．６≦ｐ４≦７．０），Ｎｄ
q1Ｙq2Ｂａq3Ｃｕq4Ｏq5（０≦ｑ１≦１．２，０≦ｑ２
≦１．２，０．５≦ｑ１＋ｑ２≦１．２，２．５≦ｑ３
≦３．５，６．６≦ｑ４≦７．０），Ｓｍr1Ｂａr2Ｃｕ
r3Ｏr4（０．５≦ｒ１≦１．２，１．８≦ｒ２≦２．
２，２．５≦ｒ３≦３．５，６．６≦ｒ４≦７．０），
Ｈｏs1Ｂａs2Ｃｕs3Ｏs4（０．５≦ｓ１≦１．２，１．
８≦ｓ２≦２．２，２．５≦ｓ３≦３．５，６．６≦ｓ
４≦７．０）のうち、少なくとも１種を含む超伝導材料
からなるものである。
【００６９】態様３において、第２の誘電体は、酸化チ
タン、ランタンアルミネート、酸化セリウム、酸化マグ
ネシウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸マグネシ
ウム、ＳｉＯx （１．２≦ｘ≦２）、ポリイミド、エポ
キシ樹脂のうち、少なくとも１種を含み、前記第１の誘
電体より低い誘電率の誘電体材料からなるものである。
タン、ランタンアルミネート、酸化セリウム、酸化マグ
ネシウム、チタン酸ストロンチウム、チタン酸マグネシ
ウム、ＳｉＯx （１．２≦ｘ≦２）、ポリイミド、エポ
キシ樹脂のうち、少なくとも１種を含み、前記第１の誘
電体より低い誘電率の誘電体材料からなるものである。
【００７０】
【発明の効果】本発明の超伝導フィルタによれば、導体
膜パターンの電場集中を大幅に緩和して耐電力性の向上
を図るとともに、更なる小型化への要請にも十分に応え
ることが可能となる。
膜パターンの電場集中を大幅に緩和して耐電力性の向上
を図るとともに、更なる小型化への要請にも十分に応え
ることが可能となる。
【図１】第１の実施形態の超伝導フィルタの主要構成を
示す模式図である。
示す模式図である。
【図２】第１の実施形態に係る超伝導フィルタの変形例
１の超伝導フィルタの主要構成を模式的に示す概略断面
図である。
１の超伝導フィルタの主要構成を模式的に示す概略断面
図である。
【図３】第２の実施形態の超伝導フィルタの主要構成を
示す模式図である。
示す模式図である。
【図４】第３の実施形態の超伝導フィルタの主要構成を
示す模式図である。
示す模式図である。
【図５】第４の実施形態の超伝導フィルタの主要構成を
示す模式図である。
示す模式図である。
１０１，１０２，２０４，３０９，４１５，４１６ 超
伝導膜 １０６，１０７，２０１，３０８，４０１ 誘電体の基
板 １１３，１１４，２０３，３０３，３０４，４０４，４
０５ 入出力用導電体パターン １１５，１１６，１１７，２０２，３０５，３０６，３
０７，４０６〜４０８共振子用導電体パターン １１８ａ〜１２３ａ，２０７，３１０ａ〜３１９ａ，４
０９ａ〜４１４ａ 溝 １１８〜１２３，２０５，３１０〜３１９，４０９〜４
１４ 低誘電率の誘電体
伝導膜 １０６，１０７，２０１，３０８，４０１ 誘電体の基
板 １１３，１１４，２０３，３０３，３０４，４０４，４
０５ 入出力用導電体パターン １１５，１１６，１１７，２０２，３０５，３０６，３
０７，４０６〜４０８共振子用導電体パターン １１８ａ〜１２３ａ，２０７，３１０ａ〜３１９ａ，４
０９ａ〜４１４ａ 溝 １１８〜１２３，２０５，３１０〜３１９，４０９〜４
１４ 低誘電率の誘電体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中西 輝 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 Ｆターム(参考） 4M113 AC44 AD35 AD36 AD37 AD42 AD68 BA01 CA31 CA34 CA35 5J006 HB04 HB05 HB12 HB14 JA01 LA06 LA08 LA21 NA08 NB07 NC02 NE03 NE15 PB04
Claims (4)
- 【請求項１】 第１の誘電体からなる基板表面の２箇所
以上に超伝導体からなる導体膜パターンを有し、隣接す
る前記導体膜パターン間に特性インピーダンスを有する
超伝導フィルタであって、 電気信号の定在波の発生により前記導体膜パターンの電
界が集中するパターン端部に沿って、前記第１の誘電体
より低い誘電率の第２の誘電体を配置し、又は前記基板
の前記部位に沿った部分を前記第２の誘電体に置換して
なることを特徴とする超伝導フィルタ。 - 【請求項２】 前記第２の誘電体と前記導体膜パターン
を含み、前記パターン端部の稜線に直交する基板断面に
おいて、前記第２の誘電体の実効的な最大寸法を前記定
在波の実効波長の１／４未満としたことを特徴とする請
求項１に記載の超伝導フィルタ。 - 【請求項３】 前記基板の前記部位に沿った部分に溝を
有し、当該溝内の雰囲気を前記第２の誘電体としたこと
を特徴とする請求項１に記載の超伝導フィルタ。 - 【請求項４】 前記導体膜パターンとして共振子用導体
及び入出力用導体を設け、少なくとも前記共振子用導体
の所定端部に前記第２の誘電体を配したことを特徴とす
る請求項１に記載の超伝導フィルタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000020555A JP4225661B2 (ja) | 2000-01-28 | 2000-01-28 | 超伝導フィルタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000020555A JP4225661B2 (ja) | 2000-01-28 | 2000-01-28 | 超伝導フィルタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001217608A true JP2001217608A (ja) | 2001-08-10 |
| JP4225661B2 JP4225661B2 (ja) | 2009-02-18 |
Family
ID=18547096
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000020555A Expired - Fee Related JP4225661B2 (ja) | 2000-01-28 | 2000-01-28 | 超伝導フィルタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4225661B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006137575A1 (ja) * | 2005-06-24 | 2006-12-28 | National University Corporation Yamaguchi University | ストリップ線路型の右手／左手系複合線路または左手系線路とそれらを用いたアンテナ |
| US7263392B2 (en) | 2003-02-25 | 2007-08-28 | Fujitsu Limited | Superconductor transmission line having slits of less than λ /4 |
| JP2009290705A (ja) * | 2008-05-30 | 2009-12-10 | Fujitsu Ltd | 超伝導フィルタ装置及び共振特性調整方法 |
| CN112771717A (zh) * | 2018-10-02 | 2021-05-07 | 国际商业机器公司 | 用于低温环境的降低的卡皮查阻抗微波滤波器 |
-
2000
- 2000-01-28 JP JP2000020555A patent/JP4225661B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7263392B2 (en) | 2003-02-25 | 2007-08-28 | Fujitsu Limited | Superconductor transmission line having slits of less than λ /4 |
| WO2006137575A1 (ja) * | 2005-06-24 | 2006-12-28 | National University Corporation Yamaguchi University | ストリップ線路型の右手／左手系複合線路または左手系線路とそれらを用いたアンテナ |
| JP2009290705A (ja) * | 2008-05-30 | 2009-12-10 | Fujitsu Ltd | 超伝導フィルタ装置及び共振特性調整方法 |
| CN112771717A (zh) * | 2018-10-02 | 2021-05-07 | 国际商业机器公司 | 用于低温环境的降低的卡皮查阻抗微波滤波器 |
| US11552380B2 (en) | 2018-10-02 | 2023-01-10 | Iniernational Business Machines Corporation | Reduced Kapitza resistance microwave filter for cryogenic environments |
| US11757169B2 (en) | 2018-10-02 | 2023-09-12 | International Business Machines Corporation | Reduced kapitza resistance microwave filter for cryogenic environments |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4225661B2 (ja) | 2009-02-18 |
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