JP2003309406A - 共振器、フィルタ、複合フィルタ装置、送受信装置、および通信装置 - Google Patents
共振器、フィルタ、複合フィルタ装置、送受信装置、および通信装置Info
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- H01P7/00—Resonators of the waveguide type
- H01P7/08—Strip line resonators
- H01P7/082—Microstripline resonators
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- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P1/00—Auxiliary devices
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- H01P1/201—Filters for transverse electromagnetic waves
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- H01P1/201—Filters for transverse electromagnetic waves
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- H01P1/2056—Comb filters or interdigital filters with metallised resonator holes in a dielectric block
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- H01P3/00—Waveguides; Transmission lines of the waveguide type
- H01P3/02—Waveguides; Transmission lines of the waveguide type with two longitudinal conductors
- H01P3/08—Microstrips; Strip lines
- H01P3/081—Microstriplines
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- H01P7/00—Resonators of the waveguide type
- H01P7/04—Coaxial resonators
Abstract
(57)【要約】
【課題】 臨界温度に関係なく、一定の共振周波数を有
する低損失の共振器を構成する。 【解決手段】 誘電体基板１の一方の主面に、超伝導体
膜２１と金属膜２２とを順に積層形成した共振電極２を
形成する。誘電体基板１の他方の主面には、超伝導体膜
３１と金属膜３２とを積層形成した接地電極３を全面に
形成する。これにより、共振電極２と誘電体基板１と接
地電極３とでマイクロストリップ共振器を構成する。臨
界温度より低い低温動作時に超伝導膜が電極の機能を果
たし、臨界温度以上の高温動作時に金属膜が電極の機能
を果たすので、超伝導体膜２１の長さを金属膜２２の長
さよりも長くすることにより、低温動作時と高温動作時
とで共振周波数を略一致させ、広い温度範囲で一定の共
振周波数特性を得る。
する低損失の共振器を構成する。 【解決手段】 誘電体基板１の一方の主面に、超伝導体
膜２１と金属膜２２とを順に積層形成した共振電極２を
形成する。誘電体基板１の他方の主面には、超伝導体膜
３１と金属膜３２とを積層形成した接地電極３を全面に
形成する。これにより、共振電極２と誘電体基板１と接
地電極３とでマイクロストリップ共振器を構成する。臨
界温度より低い低温動作時に超伝導膜が電極の機能を果
たし、臨界温度以上の高温動作時に金属膜が電極の機能
を果たすので、超伝導体膜２１の長さを金属膜２２の長
さよりも長くすることにより、低温動作時と高温動作時
とで共振周波数を略一致させ、広い温度範囲で一定の共
振周波数特性を得る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、通信機器のＲＦ
回路などに用いられる共振器、フィルタ、デュプレク
サ、複合フィルタ装置、送受信装置およびこれらを用い
た通信装置に関するものである。
回路などに用いられる共振器、フィルタ、デュプレク
サ、複合フィルタ装置、送受信装置およびこれらを用い
た通信装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】マイクロ波通信に使用する共振器として
は、誘電体に電極を形成した誘電体共振器が一般に用い
られており、その例として、マイクロストリップ共振
器、誘電体同軸共振器等がある。
は、誘電体に電極を形成した誘電体共振器が一般に用い
られており、その例として、マイクロストリップ共振
器、誘電体同軸共振器等がある。
【０００３】通信装置の高性能化にともない、これらの
共振器においては、低損失化が重要な課題となってい
る。導体損失の少ない誘電体共振器としては、電極に超
伝導体を用いたものがあるが、このような共振器で低損
失特性を維持するには、常に電極が超伝導体となる臨界
温度より低くしなければならない。このため、常時冷却
器等で冷却し続けなければならないが、冷却器の故障等
で冷却できなくなった場合には、共振器の電極が臨界温
度より高くなる。これにより、超伝導体は通常の電極材
料である金属よりも導電率が極端に低くなり抵抗値が増
加してしまうため、共振器の導体損失を増加してしま
う。
共振器においては、低損失化が重要な課題となってい
る。導体損失の少ない誘電体共振器としては、電極に超
伝導体を用いたものがあるが、このような共振器で低損
失特性を維持するには、常に電極が超伝導体となる臨界
温度より低くしなければならない。このため、常時冷却
器等で冷却し続けなければならないが、冷却器の故障等
で冷却できなくなった場合には、共振器の電極が臨界温
度より高くなる。これにより、超伝導体は通常の電極材
料である金属よりも導電率が極端に低くなり抵抗値が増
加してしまうため、共振器の導体損失を増加してしま
う。
【０００４】このような課題を解決する誘電体共振器
が、特開平６−３７５１３号公報および特開平６−３７
５１４号公報に開示されている。
が、特開平６−３７５１３号公報および特開平６−３７
５１４号公報に開示されている。
【０００５】これらの発明は、図１７に示すように、誘
電体基板１の一方の主面に、超伝導体膜２１と金属膜２
２とを順に積層してなる共振電極２を所定の幅および長
さで形成し、他方の主面には、超伝導体膜３１と金属膜
３２とを順に積層してなる接地電極３を全面に形成して
いる。これにより、マイクロストリップ共振器を構成し
ている。このような誘電体共振器は、臨界温度より低い
低温動作時では超伝導体膜２１が主たる共振電極とな
り、臨界温度よりも高い温度では金属膜２２が主たる共
振電極となる。これにより、常温帯での導体損失の低下
を抑制している。
電体基板１の一方の主面に、超伝導体膜２１と金属膜２
２とを順に積層してなる共振電極２を所定の幅および長
さで形成し、他方の主面には、超伝導体膜３１と金属膜
３２とを順に積層してなる接地電極３を全面に形成して
いる。これにより、マイクロストリップ共振器を構成し
ている。このような誘電体共振器は、臨界温度より低い
低温動作時では超伝導体膜２１が主たる共振電極とな
り、臨界温度よりも高い温度では金属膜２２が主たる共
振電極となる。これにより、常温帯での導体損失の低下
を抑制している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来の低損失誘電体共振器には、次に示す解決すべき課題
が存在した。
来の低損失誘電体共振器には、次に示す解決すべき課題
が存在した。
【０００７】超伝導体は、臨界温度より低い低温動作時
の超伝導体状態と、臨界温度よりも高い非超伝導状態と
では、高周波信号に対する表面リアクタンスが大きく異
なる。このため、超伝導状態と非超伝導状態とでは、共
振器の共振周波数が、図１８に示すように大きく変化し
てしまう。
の超伝導体状態と、臨界温度よりも高い非超伝導状態と
では、高周波信号に対する表面リアクタンスが大きく異
なる。このため、超伝導状態と非超伝導状態とでは、共
振器の共振周波数が、図１８に示すように大きく変化し
てしまう。
【０００８】図１８は超伝導体・金属積層電極を用いた
誘電体共振器の共振周波数の温度特性を示した図であ
る。図１８に示すように、超伝導状態や非超伝導状態で
も温度が上昇するにつれて、徐々に共振周波数が低くな
るが、超伝導状態から非超伝導状態に移行すると共振周
波数が著しく低くなる。このように臨界温度を閾値とし
て、共振周波数が全く異なってしまう。このような共振
器を用いて、例えば、帯域通過フィルタを形成した場
合、通過帯域が温度により変化してしまい、伝送特性が
温度に依存する不安定な状態となってしまう。
誘電体共振器の共振周波数の温度特性を示した図であ
る。図１８に示すように、超伝導状態や非超伝導状態で
も温度が上昇するにつれて、徐々に共振周波数が低くな
るが、超伝導状態から非超伝導状態に移行すると共振周
波数が著しく低くなる。このように臨界温度を閾値とし
て、共振周波数が全く異なってしまう。このような共振
器を用いて、例えば、帯域通過フィルタを形成した場
合、通過帯域が温度により変化してしまい、伝送特性が
温度に依存する不安定な状態となってしまう。
【０００９】この発明の目的は、臨界温度に関係なく、
一定の共振周波数を有する低損失の共振器を構成するこ
とにある。
一定の共振周波数を有する低損失の共振器を構成するこ
とにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この発明は、誘電体と該
誘電体に形成した電極とからなり、該電極の形成位置、
形状、寸法によって共振周波数が定まる共振器におい
て、前記電極を超伝導体膜と金属膜とを積層した積層電
極で構成し、前記超伝導体膜が主たる導体部として作用
する、臨界温度より低い低温動作時での共振周波数と、
前記金属膜が主たる導体部として作用する、臨界温度以
上の高温動作時での共振周波数とが略等しくなるよう
に、前記超伝導体膜と前記金属膜のそれぞれの形成位
置、形状または寸法を定めたことを特徴としている。
誘電体に形成した電極とからなり、該電極の形成位置、
形状、寸法によって共振周波数が定まる共振器におい
て、前記電極を超伝導体膜と金属膜とを積層した積層電
極で構成し、前記超伝導体膜が主たる導体部として作用
する、臨界温度より低い低温動作時での共振周波数と、
前記金属膜が主たる導体部として作用する、臨界温度以
上の高温動作時での共振周波数とが略等しくなるよう
に、前記超伝導体膜と前記金属膜のそれぞれの形成位
置、形状または寸法を定めたことを特徴としている。
【００１１】前記の「略等しく」とは、超伝導体膜と金
属膜とを同じ部分に同じ面積で形成した、同一構造の共
振器における低温動作時と高温動作時の共振周波数の変
動量に比べて変動量が小さくなっている状態のことであ
る。
属膜とを同じ部分に同じ面積で形成した、同一構造の共
振器における低温動作時と高温動作時の共振周波数の変
動量に比べて変動量が小さくなっている状態のことであ
る。
【００１２】これにより、超伝導体膜が超伝導状態から
非超伝導状態へ遷移する際に、超伝導体膜の高周波信号
に対する表面リアクタンスの変化による共振周波数の変
化を、金属膜を導体部として作用させることによって補
償する。しかも、臨界温度より低い低温動作時と臨界温
度以上の高温動作時とで、共振周波数を略一致させるこ
とによって、広い温度範囲に亘って使用可能な共振器と
する。
非超伝導状態へ遷移する際に、超伝導体膜の高周波信号
に対する表面リアクタンスの変化による共振周波数の変
化を、金属膜を導体部として作用させることによって補
償する。しかも、臨界温度より低い低温動作時と臨界温
度以上の高温動作時とで、共振周波数を略一致させるこ
とによって、広い温度範囲に亘って使用可能な共振器と
する。
【００１３】また、この発明は、超伝導体膜よりも金属
膜を狭い面積で形成する。このことにより、超伝導体膜
が超伝導状態から非超伝導状態へ遷移して、超伝導体膜
の高周波信号に対する表面リアクタンスの変化により共
振周波数が低下する温度範囲で、金属膜を主たる導体部
として作用させることにより、共振周波数の低下を補償
する。
膜を狭い面積で形成する。このことにより、超伝導体膜
が超伝導状態から非超伝導状態へ遷移して、超伝導体膜
の高周波信号に対する表面リアクタンスの変化により共
振周波数が低下する温度範囲で、金属膜を主たる導体部
として作用させることにより、共振周波数の低下を補償
する。
【００１４】また、この発明は、誘電体と該誘電体に形
成した電極とからなり、該電極の形成位置、形状、寸法
によって共振周波数が定まる共振器において、前記電極
を、超伝導体と金属との混合による複合電極と、超伝導
体膜とから構成し、前記複合電極の超伝導体および前記
超伝導体膜が主たる導体部として作用する、臨界温度よ
り低い低温動作時での共振周波数と、前記複合電極の金
属が主たる導体部として作用する、臨界温度以上の高温
動作時での共振周波数とが略等しくなるように、前記複
合電極と前記超伝導体膜のそれぞれの形成位置、形状ま
たは寸法を定めたことを特徴としている。
成した電極とからなり、該電極の形成位置、形状、寸法
によって共振周波数が定まる共振器において、前記電極
を、超伝導体と金属との混合による複合電極と、超伝導
体膜とから構成し、前記複合電極の超伝導体および前記
超伝導体膜が主たる導体部として作用する、臨界温度よ
り低い低温動作時での共振周波数と、前記複合電極の金
属が主たる導体部として作用する、臨界温度以上の高温
動作時での共振周波数とが略等しくなるように、前記複
合電極と前記超伝導体膜のそれぞれの形成位置、形状ま
たは寸法を定めたことを特徴としている。
【００１５】これにより、複合電極の超伝導体および超
伝導体膜が超伝導状態から非超伝導状態へ遷移する際
に、超伝導体の表面リアクタンスの変化による共振周波
数の変化を、複合電極の金属を導体部として作用させる
ことによって補償する。しかも、臨界温度より低い低温
動作時と臨界温度以上の高温動作時とで、共振周波数を
略一致させることによって、広い温度範囲に亘って使用
可能な共振器とする。
伝導体膜が超伝導状態から非超伝導状態へ遷移する際
に、超伝導体の表面リアクタンスの変化による共振周波
数の変化を、複合電極の金属を導体部として作用させる
ことによって補償する。しかも、臨界温度より低い低温
動作時と臨界温度以上の高温動作時とで、共振周波数を
略一致させることによって、広い温度範囲に亘って使用
可能な共振器とする。
【００１６】また、この発明は、超伝導体膜で共振器の
開放端近傍に付加容量を与える電極を形成する。このこ
とにより、超伝導体膜の臨界温度より低い低温動作時に
おける共振周波数を、金属膜が主たる導体部として作用
する高温動作時での共振周波数に合わせる。
開放端近傍に付加容量を与える電極を形成する。このこ
とにより、超伝導体膜の臨界温度より低い低温動作時に
おける共振周波数を、金属膜が主たる導体部として作用
する高温動作時での共振周波数に合わせる。
【００１７】また、この発明は、前記付加容量を与える
電極を、前記金属膜、前記超伝導体膜、または超伝導体
と金属とを混合した複合電極膜により形成し、該付加容
量を与える電極と前記開放端近傍とを接続する接続電極
を超伝導体膜で形成する。このことにより、超伝導体膜
の臨界温度より低い低温動作時における共振周波数を、
金属膜が主たる導体部として作用する高温動作時での共
振周波数に合わせる。
電極を、前記金属膜、前記超伝導体膜、または超伝導体
と金属とを混合した複合電極膜により形成し、該付加容
量を与える電極と前記開放端近傍とを接続する接続電極
を超伝導体膜で形成する。このことにより、超伝導体膜
の臨界温度より低い低温動作時における共振周波数を、
金属膜が主たる導体部として作用する高温動作時での共
振周波数に合わせる。
【００１８】また、この発明は、前記誘電体として、誘
電率が負の温度係数を有するものを用いる。このことに
より、超伝導体膜の表面リアクタンスの温度特性を、誘
電体の誘電率の温度特性により打ち消し、共振器の共振
周波数の温度依存性を更に抑える。
電率が負の温度係数を有するものを用いる。このことに
より、超伝導体膜の表面リアクタンスの温度特性を、誘
電体の誘電率の温度特性により打ち消し、共振器の共振
周波数の温度依存性を更に抑える。
【００１９】また、この発明は、前記共振器を複数組配
置するとともに、所定の共振器に結合する入出力手段を
設けることによりフィルタを構成し、このフィルタの減
衰特性を略一定とすることを特徴としている。
置するとともに、所定の共振器に結合する入出力手段を
設けることによりフィルタを構成し、このフィルタの減
衰特性を略一定とすることを特徴としている。
【００２０】また、この発明は、前記共振器を複数組配
置するとともに、所定の共振器に結合する入出力手段を
設けることによりデュプレクサを構成し、このデュプレ
クサの減衰特性を略一定にすることを特徴としている。
置するとともに、所定の共振器に結合する入出力手段を
設けることによりデュプレクサを構成し、このデュプレ
クサの減衰特性を略一定にすることを特徴としている。
【００２１】また、この発明は、前記フィルタまたはデ
ュプレクサを複数組備えて複合フィルタ装置を構成し、
減衰特性を略一定にすることを特徴としている。
ュプレクサを複数組備えて複合フィルタ装置を構成し、
減衰特性を略一定にすることを特徴としている。
【００２２】また、この発明は、前記フィルタ、デュプ
レクサ、または複合フィルタ装置と、前記フィルタ、デ
ュプレクサ、複合フィルタ装置の入力部または出力部に
接続する増幅器と、冷凍機とを備えることで、安定した
伝送特性を有する送受信装置を構成することを特徴とし
ている。ここで、「送受信装置」とは、送受両方の機能
を備えたものに限らず、送信だけを行う送信装置や、受
信だけを行う受信装置をも含む。
レクサ、または複合フィルタ装置と、前記フィルタ、デ
ュプレクサ、複合フィルタ装置の入力部または出力部に
接続する増幅器と、冷凍機とを備えることで、安定した
伝送特性を有する送受信装置を構成することを特徴とし
ている。ここで、「送受信装置」とは、送受両方の機能
を備えたものに限らず、送信だけを行う送信装置や、受
信だけを行う受信装置をも含む。
【００２３】また、この発明は、前記フィルタ、デュプ
レクサ、複合フィルタ装置、または送受信装置を備える
ことで、安定した通信特性を有する通信装置を構成する
ことを特徴としている。
レクサ、複合フィルタ装置、または送受信装置を備える
ことで、安定した通信特性を有する通信装置を構成する
ことを特徴としている。
【００２４】
【発明の実施の形態】第１の実施形態に係るマイクロス
トリップ共振器の構成について、図１、図２を参照して
説明する。図１の（ａ）はマイクロストリップ共振器の
上面図であり、（ｂ）は長辺方向に切った断面図であ
り、（ｃ）は短辺方向に切った断面図である。図１にお
いて、１は誘電体基板、２は共振電極、３は接地電極、
２１，３１は超伝導体からなる電極膜（以下「超伝導体
膜」という。）、２２，３２は金属からなる電極膜（以
下「金属膜」という。）であり、Ｌ１は超伝導体膜２１
の長辺の長さ、Ｌ２は金属膜２２の長辺の長さである。
トリップ共振器の構成について、図１、図２を参照して
説明する。図１の（ａ）はマイクロストリップ共振器の
上面図であり、（ｂ）は長辺方向に切った断面図であ
り、（ｃ）は短辺方向に切った断面図である。図１にお
いて、１は誘電体基板、２は共振電極、３は接地電極、
２１，３１は超伝導体からなる電極膜（以下「超伝導体
膜」という。）、２２，３２は金属からなる電極膜（以
下「金属膜」という。）であり、Ｌ１は超伝導体膜２１
の長辺の長さ、Ｌ２は金属膜２２の長辺の長さである。
【００２５】誘電体基板１の一方の主面には、長辺がＬ
１の長さの超伝導体膜２１と、Ｌ２の長さの金属膜２２
とを、誘電体基板１の表面から順に積層形成した共振電
極２が形成されている。超伝導体膜２１の長さＬ１は金
属膜２２の長さＬ２よりも長く、金属膜２２の長辺方向
の両端から超伝導体膜２１が露出する形状となってい
る。
１の長さの超伝導体膜２１と、Ｌ２の長さの金属膜２２
とを、誘電体基板１の表面から順に積層形成した共振電
極２が形成されている。超伝導体膜２１の長さＬ１は金
属膜２２の長さＬ２よりも長く、金属膜２２の長辺方向
の両端から超伝導体膜２１が露出する形状となってい
る。
【００２６】誘電体基板１の他方の主面には、超伝導体
膜３１と金属膜３２とを積層形成した接地電極３が全面
に形成されている。
膜３１と金属膜３２とを積層形成した接地電極３が全面
に形成されている。
【００２７】このように、共振電極２の長辺の長さを使
用周波数での１／２波長の整数倍とすることで、共振電
極２の長辺方向の両端を開放端とするマイクロストリッ
プ共振器を構成している。
用周波数での１／２波長の整数倍とすることで、共振電
極２の長辺方向の両端を開放端とするマイクロストリッ
プ共振器を構成している。
【００２８】超伝導体膜２１，３１は、Ｙ1 Ｂａ2 Ｃｕ
3 Ｏx 、（Ｂｉ，Ｐｂ）2 Ｓｒ2 Ｃａ2 Ｃｕ3 Ｏx 、Ｂ
ｉ2 Ｓｒ2 Ｃａ1 Ｃｕ2 Ｏx 等のＣｕを含む酸化物超伝
導体で形成されている。このようなＣｕを含む酸化物超
伝導体は超伝導体材料の中でも臨界温度が比較的高い、
約１００Ｋであるため、例えばスターリング冷凍機、Ｇ
Ｍ冷凍機、パルス管冷凍機、ペルチェ素子等の所定の性
能を有する冷凍機を用いることにより、比較的容易に超
伝導状態にすることができる。
3 Ｏx 、（Ｂｉ，Ｐｂ）2 Ｓｒ2 Ｃａ2 Ｃｕ3 Ｏx 、Ｂ
ｉ2 Ｓｒ2 Ｃａ1 Ｃｕ2 Ｏx 等のＣｕを含む酸化物超伝
導体で形成されている。このようなＣｕを含む酸化物超
伝導体は超伝導体材料の中でも臨界温度が比較的高い、
約１００Ｋであるため、例えばスターリング冷凍機、Ｇ
Ｍ冷凍機、パルス管冷凍機、ペルチェ素子等の所定の性
能を有する冷凍機を用いることにより、比較的容易に超
伝導状態にすることができる。
【００２９】また、金属膜２２，３２には、Ａｇ，Ａ
ｕ，Ｐｔ，Ｃｕ，Ａｌ等を用いている。
ｕ，Ｐｔ，Ｃｕ，Ａｌ等を用いている。
【００３０】また、誘電体基板１には、ＭｇＯ，Ａｌ2
Ｏ3 ，ＬａＡｌＯ3 ，Ｂａ（Ｍｇ，Ｔａ）Ｏ3 ，Ｂａ
（Ｓｎ，Ｍｇ，Ｔａ）Ｏ3 ，Ｂａ（Ｍｇ，Ｎｂ）Ｏ3 ，
Ｂａ（Ｚｎ，Ｎｂ）Ｏ3 等を用いている。
Ｏ3 ，ＬａＡｌＯ3 ，Ｂａ（Ｍｇ，Ｔａ）Ｏ3 ，Ｂａ
（Ｓｎ，Ｍｇ，Ｔａ）Ｏ3 ，Ｂａ（Ｍｇ，Ｎｂ）Ｏ3 ，
Ｂａ（Ｚｎ，Ｎｂ）Ｏ3 等を用いている。
【００３１】このような構成で共振周波数２ＧＨｚの共
振器を形成する場合、超伝導体膜２１，３１の膜厚は
０．２〜１０μｍ、金属膜２２，３２の膜厚は１μｍ以
上であることが望ましく、更には、超伝導体膜２１，３
１の膜厚は、超伝導体の電磁界侵入長（ロンドン長）の
１〜２倍程度にすることが好ましい。
振器を形成する場合、超伝導体膜２１，３１の膜厚は
０．２〜１０μｍ、金属膜２２，３２の膜厚は１μｍ以
上であることが望ましく、更には、超伝導体膜２１，３
１の膜厚は、超伝導体の電磁界侵入長（ロンドン長）の
１〜２倍程度にすることが好ましい。
【００３２】また、超伝導膜２１の長さＬ１を金属膜２
２の長さＬ２と同じにした場合に、臨界温度を閾値にし
て、共振周波数がｄｆ変化したとする。このとき、超伝
導体膜２１の長さＬ１を金属膜２２の長さＬ２よりも、
ｄｆ／ｆｏ（ｆｏは超伝導状態での共振周波数）だけ共
振周波数が変化する分だけ長くする。このことにより、
超伝導体膜２１，３１が超伝導状態から非超伝導状態へ
遷移する際に、超伝導体膜２１，３１の表面リアクタン
スの変化による共振周波数の変化を、金属膜２２を主た
る導体部として作用させることによって補償する。しか
も、臨界温度より低い低温動作時と臨界温度以上の高温
動作時とで、共振周波数を略一致させる。
２の長さＬ２と同じにした場合に、臨界温度を閾値にし
て、共振周波数がｄｆ変化したとする。このとき、超伝
導体膜２１の長さＬ１を金属膜２２の長さＬ２よりも、
ｄｆ／ｆｏ（ｆｏは超伝導状態での共振周波数）だけ共
振周波数が変化する分だけ長くする。このことにより、
超伝導体膜２１，３１が超伝導状態から非超伝導状態へ
遷移する際に、超伝導体膜２１，３１の表面リアクタン
スの変化による共振周波数の変化を、金属膜２２を主た
る導体部として作用させることによって補償する。しか
も、臨界温度より低い低温動作時と臨界温度以上の高温
動作時とで、共振周波数を略一致させる。
【００３３】例えば、超伝導状態で２ＧＨｚの共振周波
数を有する共振器であって、臨界温度を境界に、非超伝
導体状態で４ＭＨｚだけ共振周波数が低くなったとする
と、超伝導体膜２１の長さＬ１を金属膜２２の長さＬ２
よりも０．２％長くすればよい。
数を有する共振器であって、臨界温度を境界に、非超伝
導体状態で４ＭＨｚだけ共振周波数が低くなったとする
と、超伝導体膜２１の長さＬ１を金属膜２２の長さＬ２
よりも０．２％長くすればよい。
【００３４】上記のような構造を有することで、超伝導
状態での共振周波数がシフトした共振器の共振周波数の
温度特性を図２に示す。図２に示すように、超伝導状態
での共振周波数が低下し、臨界温度を境に共振周波数は
略一定となっている。
状態での共振周波数がシフトした共振器の共振周波数の
温度特性を図２に示す。図２に示すように、超伝導状態
での共振周波数が低下し、臨界温度を境に共振周波数は
略一定となっている。
【００３５】このようにして、共振周波数に温度依存性
がないマイクロストリップ共振器を構成することができ
る。
がないマイクロストリップ共振器を構成することができ
る。
【００３６】次に、第２の実施形態に係るマイクロスト
リップ共振器の構成について、図３、図４を参照して説
明する。図３は本実施形態に用いる誘電体の誘電率の温
度特性を示した図であり、図４は共振器の共振周波数の
温度特性を示した図である。
リップ共振器の構成について、図３、図４を参照して説
明する。図３は本実施形態に用いる誘電体の誘電率の温
度特性を示した図であり、図４は共振器の共振周波数の
温度特性を示した図である。
【００３７】本実施形態に係るマイクロストリップ共振
器の構造は、第１の実施形態に示したマイクロストリッ
プ共振器と同じであり、誘電体基板１の材料のみが異な
る。具体的には、誘電体基板１を構成する誘電体の誘電
率の温度特性のみが異なる。本実施形態に用いる誘電体
の誘電率は負の温度係数を有する。例えば、図３に示す
ように−８ｐｐｍ／Ｋの傾斜を有する。
器の構造は、第１の実施形態に示したマイクロストリッ
プ共振器と同じであり、誘電体基板１の材料のみが異な
る。具体的には、誘電体基板１を構成する誘電体の誘電
率の温度特性のみが異なる。本実施形態に用いる誘電体
の誘電率は負の温度係数を有する。例えば、図３に示す
ように−８ｐｐｍ／Ｋの傾斜を有する。
【００３８】このような負の温度係数を有する誘電体と
しては、Ｂａ（Ｍｇ，Ｔａ）Ｏ3 ，Ｂａ（Ｓｎ，Ｍｇ，
Ｔａ）Ｏ3 ，Ｂａ（Ｍｇ，Ｎｂ）Ｏ3 ，Ｂａ（Ｚｎ，Ｎ
ｂ）Ｏ3 、およびこれらの混合体を用いる。これらの誘
電体材料は類似した材料系であるが、温度係数が異なる
ため、これらを混合することにより、所望の温度係数を
有する誘電体を形成することができる。
しては、Ｂａ（Ｍｇ，Ｔａ）Ｏ3 ，Ｂａ（Ｓｎ，Ｍｇ，
Ｔａ）Ｏ3 ，Ｂａ（Ｍｇ，Ｎｂ）Ｏ3 ，Ｂａ（Ｚｎ，Ｎ
ｂ）Ｏ3 、およびこれらの混合体を用いる。これらの誘
電体材料は類似した材料系であるが、温度係数が異なる
ため、これらを混合することにより、所望の温度係数を
有する誘電体を形成することができる。
【００３９】第１の実施形態に示した共振器は、誘電体
の誘電率が温度係数を有しないため、図２に示すように
臨界温度で共振周波数が大きく変化することなく、略一
定の共振周波数を有するものの、全体として、温度が高
くなるにつれて共振周波数が低くなっている。
の誘電率が温度係数を有しないため、図２に示すように
臨界温度で共振周波数が大きく変化することなく、略一
定の共振周波数を有するものの、全体として、温度が高
くなるにつれて共振周波数が低くなっている。
【００４０】しかし、本実施形態に示す共振器は、誘電
体の誘電率が負の温度係数を有するため、温度が高くな
ると誘電率は低くなり、共振器の共振周波数を高くする
方向に働く。ここで、誘電率の温度依存性に関係なく変
化する共振周波数の温度係数に合わせて、誘電体の誘電
率の温度係数を設定することにより、図４に示すような
温度依存性のない共振周波数を得ることができる。
体の誘電率が負の温度係数を有するため、温度が高くな
ると誘電率は低くなり、共振器の共振周波数を高くする
方向に働く。ここで、誘電率の温度依存性に関係なく変
化する共振周波数の温度係数に合わせて、誘電体の誘電
率の温度係数を設定することにより、図４に示すような
温度依存性のない共振周波数を得ることができる。
【００４１】次に、第３の実施形態に係るマイクロスト
リップ共振器の構成について、図５を参照して説明す
る。図５の（ａ）はマイクロストリップ共振器の上面図
であり、（ｂ）は長辺方向に切った断面図であり、
（ｃ）は短辺方向に切った断面図である。図５におい
て、１は誘電体基板、２は共振電極、３は接地電極、２
１は超伝導体膜、２３，３３は超伝導体と金属とからな
る複合電極膜である。本実施形態に用いる誘電体、超伝
導体、金属は第１の実施形態に示したものと同じであ
る。
リップ共振器の構成について、図５を参照して説明す
る。図５の（ａ）はマイクロストリップ共振器の上面図
であり、（ｂ）は長辺方向に切った断面図であり、
（ｃ）は短辺方向に切った断面図である。図５におい
て、１は誘電体基板、２は共振電極、３は接地電極、２
１は超伝導体膜、２３，３３は超伝導体と金属とからな
る複合電極膜である。本実施形態に用いる誘電体、超伝
導体、金属は第１の実施形態に示したものと同じであ
る。
【００４２】誘電体基板１の一方の主面には、所定の長
さの長辺を有する複合電極膜２３が形成され、その両端
部に所定の長さで超伝導体膜２１が接続して形成された
共振電極２が設けられている。また、誘電体基板１の他
方の主面には、複合電極膜３３からなる接地電極３が全
面に形成されている。
さの長辺を有する複合電極膜２３が形成され、その両端
部に所定の長さで超伝導体膜２１が接続して形成された
共振電極２が設けられている。また、誘電体基板１の他
方の主面には、複合電極膜３３からなる接地電極３が全
面に形成されている。
【００４３】このように、共振電極２の長辺の長さを使
用周波数での１／２波長の整数倍とすることで、共振電
極２の長辺方向の両端を開放端とするマイクロストリッ
プ共振器を構成している。
用周波数での１／２波長の整数倍とすることで、共振電
極２の長辺方向の両端を開放端とするマイクロストリッ
プ共振器を構成している。
【００４４】誘電体基板１および超伝導体膜２１には、
第１の実施形態に示した材料が用いられており、複合電
極膜２３，３３は第１の実施形態に示した超伝導体材料
と金属とを混合して形成されている。
第１の実施形態に示した材料が用いられており、複合電
極膜２３，３３は第１の実施形態に示した超伝導体材料
と金属とを混合して形成されている。
【００４５】このような構造とすることにより、臨界温
度より低い低温動作時には、複合電極膜２３の超伝導体
および超伝導体膜２１が主たる導体部として働き、臨界
温度以上の高温動作時には、複合電極膜２３の金属が主
たる導体部として働き、共振器として機能する。ここ
で、前者の共振周波数と後者の共振周波数とが略等しく
なるように、複合電極膜２３の寸法と、その両端部の超
伝導体膜２１の寸法を定める。
度より低い低温動作時には、複合電極膜２３の超伝導体
および超伝導体膜２１が主たる導体部として働き、臨界
温度以上の高温動作時には、複合電極膜２３の金属が主
たる導体部として働き、共振器として機能する。ここ
で、前者の共振周波数と後者の共振周波数とが略等しく
なるように、複合電極膜２３の寸法と、その両端部の超
伝導体膜２１の寸法を定める。
【００４６】このことにより、温度依存性のない共振周
波数を有する共振器を構成することができる。また、複
数層に積層する電極を用いないため、構造が簡素とな
り、容易に形成することができる。
波数を有する共振器を構成することができる。また、複
数層に積層する電極を用いないため、構造が簡素とな
り、容易に形成することができる。
【００４７】次に、第４の実施形態に係る開放円形ＴＭ
モード共振器の構成について、図６を参照して説明す
る。図６の（ａ）は開放円形ＴＭモード共振器の上面図
であり、（ｂ）はその側面断面図である。図６におい
て、１は誘電体ブロック、４は上面電極、５は下面電
極、４１，５１は超伝導体膜、４２，５２は金属膜であ
る。本実施形態に用いる誘電体、超伝導体、金属は第１
の実施形態に示したものと同じである。
モード共振器の構成について、図６を参照して説明す
る。図６の（ａ）は開放円形ＴＭモード共振器の上面図
であり、（ｂ）はその側面断面図である。図６におい
て、１は誘電体ブロック、４は上面電極、５は下面電
極、４１，５１は超伝導体膜、４２，５２は金属膜であ
る。本実施形態に用いる誘電体、超伝導体、金属は第１
の実施形態に示したものと同じである。
【００４８】誘電体ブロック１の一方の主面である上面
には、超伝導体膜４１と金属膜４２とを積層形成した上
面電極４が設けられており、他方の主面である下面に
は、超伝導体膜５１と金属膜５２とを積層形成した下面
電極５が設けられている。
には、超伝導体膜４１と金属膜４２とを積層形成した上
面電極４が設けられており、他方の主面である下面に
は、超伝導体膜５１と金属膜５２とを積層形成した下面
電極５が設けられている。
【００４９】誘電体ブロック１、超伝導体膜４１，５
１、および金属膜４２，５２は、第１の実施形態に示し
た材料と同じ材料で形成されている。
１、および金属膜４２，５２は、第１の実施形態に示し
た材料と同じ材料で形成されている。
【００５０】臨界温度より低い低温動作時に超伝導体膜
４１，５１が主たる導体部として働き、臨界温度以上の
高温動作時に金属膜４２，５２が主たる導体部として働
くので、ここで、前者の共振周波数と後者の共振周波数
とが略等しくなるように、上面電極４の超伝導体膜４１
を金属膜４２よりも広い面積で形成する。このことによ
り、温度依存性のない共振周波数を有する開放円形ＴＭ
モード共振器を構成することができる。
４１，５１が主たる導体部として働き、臨界温度以上の
高温動作時に金属膜４２，５２が主たる導体部として働
くので、ここで、前者の共振周波数と後者の共振周波数
とが略等しくなるように、上面電極４の超伝導体膜４１
を金属膜４２よりも広い面積で形成する。このことによ
り、温度依存性のない共振周波数を有する開放円形ＴＭ
モード共振器を構成することができる。
【００５１】なお、本実施形態では円形の共振器を示し
たが、矩形や多角形の共振器についても、超伝導体膜の
面積を金属膜の面積より大きくすることにより、同様の
効果を得ることができる。
たが、矩形や多角形の共振器についても、超伝導体膜の
面積を金属膜の面積より大きくすることにより、同様の
効果を得ることができる。
【００５２】次に、第５の実施形態に係る誘電体同軸共
振器の構成について、図７を参照して説明する。図７の
（ａ）は誘電体同軸共振器の貫通孔の軸方向に垂直な平
面で切った断面図であり、（ｂ）は貫通孔の軸に平行な
平面で切った断面図である。図７において、１は誘電体
ブロック、７は外導体、８は内導体、１１は貫通孔、７
１，８１は超伝導体膜、７２，８２は金属膜である。本
実施形態に用いる誘電体、超伝導体、金属は第１の実施
形態に示したものと同じである。
振器の構成について、図７を参照して説明する。図７の
（ａ）は誘電体同軸共振器の貫通孔の軸方向に垂直な平
面で切った断面図であり、（ｂ）は貫通孔の軸に平行な
平面で切った断面図である。図７において、１は誘電体
ブロック、７は外導体、８は内導体、１１は貫通孔、７
１，８１は超伝導体膜、７２，８２は金属膜である。本
実施形態に用いる誘電体、超伝導体、金属は第１の実施
形態に示したものと同じである。
【００５３】誘電体ブロック１の或一面からこれに対向
する面にかけて貫通孔１１が形成されており、貫通孔１
１の内面には超伝導体膜８１と金属膜８２とを積層形成
してなる内導体８が形成されている。ここで、貫通孔１
１の長さ、すなわち誘電体ブロックの貫通孔１１の軸方
向の長さを使用周波数における波長の１／２とする。ま
た、誘電体ブロック１の外面には、貫通孔１の両開口面
を除く四面に、超伝導体膜７１と金属膜７２とを積層形
成した外導体７が形成されている。このような構成とす
ることにより、貫通孔１１の両開口面を開放面とする使
用周波数における１／２波長の長さを有する誘電体同軸
共振器を構成している。
する面にかけて貫通孔１１が形成されており、貫通孔１
１の内面には超伝導体膜８１と金属膜８２とを積層形成
してなる内導体８が形成されている。ここで、貫通孔１
１の長さ、すなわち誘電体ブロックの貫通孔１１の軸方
向の長さを使用周波数における波長の１／２とする。ま
た、誘電体ブロック１の外面には、貫通孔１の両開口面
を除く四面に、超伝導体膜７１と金属膜７２とを積層形
成した外導体７が形成されている。このような構成とす
ることにより、貫通孔１１の両開口面を開放面とする使
用周波数における１／２波長の長さを有する誘電体同軸
共振器を構成している。
【００５４】ここで、内導体８の超伝導体膜８１は貫通
孔１１の内面全面に形成されているが、金属膜８２は貫
通孔１１の両開口面から所定の深さだけ内側の位置まで
の間の内面にしか形成されていない。このような構造と
することで、超伝導体膜８１の面積を金属膜８２の面積
よりも広くして、前述の実施形態の場合と同様に、低温
動作時と高温動作時での共振周波数が略等しくなるよう
にする。これにより、温度依存性のない共振周波数を有
する誘電体同軸共振器を構成することができる。
孔１１の内面全面に形成されているが、金属膜８２は貫
通孔１１の両開口面から所定の深さだけ内側の位置まで
の間の内面にしか形成されていない。このような構造と
することで、超伝導体膜８１の面積を金属膜８２の面積
よりも広くして、前述の実施形態の場合と同様に、低温
動作時と高温動作時での共振周波数が略等しくなるよう
にする。これにより、温度依存性のない共振周波数を有
する誘電体同軸共振器を構成することができる。
【００５５】次に、第６の実施形態に係る誘電体同軸共
振器の構成について、図８を参照して説明する。
振器の構成について、図８を参照して説明する。
【００５６】図８の（ａ）は誘電体同軸共振器の貫通孔
の軸方向に垂直な平面で切った断面図であり、（ｂ）は
貫通孔の軸に平行な平面で切った断面図である。図８に
おいて、１は誘電体ブロック、７は外導体、８は内導
体、１１は貫通孔、７１，８１は超伝導体膜、７２，８
２は金属膜である。本実施形態に用いる誘電体、超伝導
体、金属は第１の実施形態に示したものと同じである。
の軸方向に垂直な平面で切った断面図であり、（ｂ）は
貫通孔の軸に平行な平面で切った断面図である。図８に
おいて、１は誘電体ブロック、７は外導体、８は内導
体、１１は貫通孔、７１，８１は超伝導体膜、７２，８
２は金属膜である。本実施形態に用いる誘電体、超伝導
体、金属は第１の実施形態に示したものと同じである。
【００５７】誘電体ブロック１の或一面からこれに対向
する面にかけて貫通孔１１が形成されており、貫通孔１
１の内面には超伝導体膜８１と金属膜８２とを積層形成
してなる内導体８が形成されている。ここで、貫通孔１
１の長さ、すなわち誘電体ブロックの貫通孔１１の軸方
向の長さを使用周波数における波長の１／４とする。ま
た、誘電体ブロック１の外面には、貫通孔１１の一方の
開口面を除く五面に超伝導体膜７１と金属体膜７２とを
積層形成した外導体７が形成されている。このような構
成とすることにより、貫通孔１１の一方の開口面を開放
面とし、他方の開口面を短絡面とする使用周波数におけ
る１／４波長の長さを有する誘電体同軸共振器を構成し
ている。
する面にかけて貫通孔１１が形成されており、貫通孔１
１の内面には超伝導体膜８１と金属膜８２とを積層形成
してなる内導体８が形成されている。ここで、貫通孔１
１の長さ、すなわち誘電体ブロックの貫通孔１１の軸方
向の長さを使用周波数における波長の１／４とする。ま
た、誘電体ブロック１の外面には、貫通孔１１の一方の
開口面を除く五面に超伝導体膜７１と金属体膜７２とを
積層形成した外導体７が形成されている。このような構
成とすることにより、貫通孔１１の一方の開口面を開放
面とし、他方の開口面を短絡面とする使用周波数におけ
る１／４波長の長さを有する誘電体同軸共振器を構成し
ている。
【００５８】ここで、内導体８の超伝導体膜８１は貫通
孔１１の内面全面に形成されているが、金属膜８２は貫
通孔１１の開放面から所定の深さだけ内側から短絡面ま
での内面にしか形成されていない。このような構造とす
ることで、超伝導体膜８１の面積を金属膜８２の面積よ
りも広くして、第５の実施形態の場合と同様に、共振周
波数を調整して、温度依存性のない共振周波数を有する
誘電体同軸共振器を構成することができる。
孔１１の内面全面に形成されているが、金属膜８２は貫
通孔１１の開放面から所定の深さだけ内側から短絡面ま
での内面にしか形成されていない。このような構造とす
ることで、超伝導体膜８１の面積を金属膜８２の面積よ
りも広くして、第５の実施形態の場合と同様に、共振周
波数を調整して、温度依存性のない共振周波数を有する
誘電体同軸共振器を構成することができる。
【００５９】次に、第７の実施形態に係る誘電体同軸共
振器の構成について、図９を参照して説明する。図９の
（ａ）は誘電体同軸共振器の貫通孔の一方の開口面を示
した正面図であり、（ｂ）は貫通孔の軸に平行な平面で
切った断面図である。図９において、１は誘電体ブロッ
ク、７は外導体、８は内導体、９は付加電極、１１は貫
通孔、７１，８１は超伝導体膜、７２，８２は金属膜で
ある。本実施形態に用いる誘電体、超伝導体、金属は第
１の実施形態に示したものと同じである。
振器の構成について、図９を参照して説明する。図９の
（ａ）は誘電体同軸共振器の貫通孔の一方の開口面を示
した正面図であり、（ｂ）は貫通孔の軸に平行な平面で
切った断面図である。図９において、１は誘電体ブロッ
ク、７は外導体、８は内導体、９は付加電極、１１は貫
通孔、７１，８１は超伝導体膜、７２，８２は金属膜で
ある。本実施形態に用いる誘電体、超伝導体、金属は第
１の実施形態に示したものと同じである。
【００６０】図９に示す誘電体同軸共振器は、貫通孔１
１の両開口面（開放面）に内導体８に導通する付加電極
９が形成されており、超伝導体膜８１と金属膜８２は貫
通孔１１の内面全面に形成されている。他の構成は図７
に示した誘電体同軸共振器と同じである。ここで、付加
電極９は超伝導体で形成されている。このように付加電
極９を形成することにより、付加容量が発生するため、
超伝導体膜の臨界温度より低い低温動作時における共振
周波数を、金属膜が主たる導体部として作用する高温動
作時での共振周波数に合わせる。
１の両開口面（開放面）に内導体８に導通する付加電極
９が形成されており、超伝導体膜８１と金属膜８２は貫
通孔１１の内面全面に形成されている。他の構成は図７
に示した誘電体同軸共振器と同じである。ここで、付加
電極９は超伝導体で形成されている。このように付加電
極９を形成することにより、付加容量が発生するため、
超伝導体膜の臨界温度より低い低温動作時における共振
周波数を、金属膜が主たる導体部として作用する高温動
作時での共振周波数に合わせる。
【００６１】付加電極９の面積は開放面上で任意に設定
することができるので、低温動作時での共振周波数を容
易に定めることができる。これにより、共振周波数の調
整が容易に行え、温度依存性のない共振周波数を有する
誘電体同軸共振器を容易に構成することができる。
することができるので、低温動作時での共振周波数を容
易に定めることができる。これにより、共振周波数の調
整が容易に行え、温度依存性のない共振周波数を有する
誘電体同軸共振器を容易に構成することができる。
【００６２】なお、本実施形態では、貫通孔の両開口面
に付加電極を形成したが、一方の開口面のみに形成して
も、付加電極を所定の面積に形成することにより同様の
効果を得ることができる。
に付加電極を形成したが、一方の開口面のみに形成して
も、付加電極を所定の面積に形成することにより同様の
効果を得ることができる。
【００６３】次に、第８の実施形態に係る誘電体同軸共
振器の構成について、図１０を参照して説明する。図１
０の（ａ）は誘電体同軸共振器の貫通孔の一方の開口面
を示した正面図であり、（ｂ）は貫通孔の軸に平行な平
面で切った断面図である。図１０において、１は誘電体
ブロック、７は外導体、８は内導体、９は付加電極、１
１は貫通孔、７１，８１は超伝導体膜、７２，８２は金
属膜である。本実施形態に用いる誘電体、超伝導体、金
属は第１の実施形態に示したものと同じである。
振器の構成について、図１０を参照して説明する。図１
０の（ａ）は誘電体同軸共振器の貫通孔の一方の開口面
を示した正面図であり、（ｂ）は貫通孔の軸に平行な平
面で切った断面図である。図１０において、１は誘電体
ブロック、７は外導体、８は内導体、９は付加電極、１
１は貫通孔、７１，８１は超伝導体膜、７２，８２は金
属膜である。本実施形態に用いる誘電体、超伝導体、金
属は第１の実施形態に示したものと同じである。
【００６４】図１０に示す誘電体同軸共振器は、貫通孔
１１の開放面に内導体８に導通する付加電極９が形成さ
れており、超伝導体膜８１と金属膜８２は貫通孔１１の
内面全面に形成されている。他の構成は図８に示した誘
電体同軸共振器と同じである。ここで、付加電極９は超
伝導体で形成されている。このように付加電極９を形成
することにより、第７の実施形態の場合と同様に、共振
周波数の調整が容易に行え、温度依存性のない共振周波
数を有する誘電体同軸共振器を容易に構成することがで
きる。
１１の開放面に内導体８に導通する付加電極９が形成さ
れており、超伝導体膜８１と金属膜８２は貫通孔１１の
内面全面に形成されている。他の構成は図８に示した誘
電体同軸共振器と同じである。ここで、付加電極９は超
伝導体で形成されている。このように付加電極９を形成
することにより、第７の実施形態の場合と同様に、共振
周波数の調整が容易に行え、温度依存性のない共振周波
数を有する誘電体同軸共振器を容易に構成することがで
きる。
【００６５】次に、第９の実施形態に係るマイクロスト
リップ共振器の構成について、図１１を参照して説明す
る。図１１の（ａ）はマイクロストリップ共振器の上面
図であり、（ｂ）はその側面図であり、（ｃ）はその正
面図である。図１１において、１は誘電体基板、２は共
振電極、３は接地電極、２１，３１は超伝導体膜、２
２，３２は金属膜、９は付加電極である。本実施形態に
用いる誘電体、超伝導体、金属は第１の実施形態に示し
たものと同じである。
リップ共振器の構成について、図１１を参照して説明す
る。図１１の（ａ）はマイクロストリップ共振器の上面
図であり、（ｂ）はその側面図であり、（ｃ）はその正
面図である。図１１において、１は誘電体基板、２は共
振電極、３は接地電極、２１，３１は超伝導体膜、２
２，３２は金属膜、９は付加電極である。本実施形態に
用いる誘電体、超伝導体、金属は第１の実施形態に示し
たものと同じである。
【００６６】誘電体基板１の一方の主面には、超伝導体
膜２１と金属膜２２とが誘電体基板１の表面から順に積
層形成された共振電極２が形成されている。誘電体基板
１の他方の主面には、超伝導体膜３１と金属膜３２とが
積層形成された接地電極３が全面に形成されている。
膜２１と金属膜２２とが誘電体基板１の表面から順に積
層形成された共振電極２が形成されている。誘電体基板
１の他方の主面には、超伝導体膜３１と金属膜３２とが
積層形成された接地電極３が全面に形成されている。
【００６７】このように、共振電極２の長辺の長さを使
用周波数における１／２波長の整数倍とすることで、共
振電極２の長辺方向の両端を開放端とする共振器を構成
している。
用周波数における１／２波長の整数倍とすることで、共
振電極２の長辺方向の両端を開放端とする共振器を構成
している。
【００６８】また、共振電極２の一方の開放端には、超
伝導体からなる付加電極９が所定の形状で形成されてい
る。付加電極９は共振電極２の超伝導体膜２１と一体化
しており、電極形成時に同時に形成される。
伝導体からなる付加電極９が所定の形状で形成されてい
る。付加電極９は共振電極２の超伝導体膜２１と一体化
しており、電極形成時に同時に形成される。
【００６９】付加電極９を形成することにより、共振電
極２における超伝導体膜２１の面積を金属膜２２よりも
広くすることができるため、前述の各実施形態と同様
に、温度依存性のない共振周波数を得ることができる。
極２における超伝導体膜２１の面積を金属膜２２よりも
広くすることができるため、前述の各実施形態と同様
に、温度依存性のない共振周波数を得ることができる。
【００７０】なお、本実施形態では、一方の開放端にの
み付加電極を形成したが、両方の開放端に付加電極を形
成してもよい。また、本実施形態では、共振電極の両側
面に付加電極を接続する形状で形成しているが、一方の
側面にのみ接続する形状であってもよい。
み付加電極を形成したが、両方の開放端に付加電極を形
成してもよい。また、本実施形態では、共振電極の両側
面に付加電極を接続する形状で形成しているが、一方の
側面にのみ接続する形状であってもよい。
【００７１】また、共振電極の一方の端部をスルーホー
ル等で接地電極に導通して短絡端とし、共振電極の長辺
の長さを使用周波数における１／４波長の奇数倍とした
マイクロストリップ共振器の開放端に、同様の付加電極
を形成してもよい。
ル等で接地電極に導通して短絡端とし、共振電極の長辺
の長さを使用周波数における１／４波長の奇数倍とした
マイクロストリップ共振器の開放端に、同様の付加電極
を形成してもよい。
【００７２】次に、第１０の実施形態に係るマイクロス
トリップ共振器の構成について、図１２を参照して説明
する。図１２の（ａ）はマイクロストリップ共振器の上
面図であり、（ｂ）はその側面図であり、（ｃ）はその
正面図である。図１２において、１は誘電体基板、２は
共振電極、３は接地電極、２１，３１は超伝導体膜、２
２，３２は金属膜、９は付加電極、１０は接続電極であ
る。本実施形態に用いる誘電体、超伝導体、金属は第１
の実施形態に示したものと同じである。
トリップ共振器の構成について、図１２を参照して説明
する。図１２の（ａ）はマイクロストリップ共振器の上
面図であり、（ｂ）はその側面図であり、（ｃ）はその
正面図である。図１２において、１は誘電体基板、２は
共振電極、３は接地電極、２１，３１は超伝導体膜、２
２，３２は金属膜、９は付加電極、１０は接続電極であ
る。本実施形態に用いる誘電体、超伝導体、金属は第１
の実施形態に示したものと同じである。
【００７３】図１２に示すマイクロストリップ共振器
は、共振電極２の一方の開放端に、超伝導体からなる接
続電極１０を介して、超伝導体と金属とを積層してなる
付加電極９を形成したものであり、他の構成は図１１に
示した共振器と同じである。付加電極９の超伝導体およ
び接続電極１０は共振電極２の超伝導体膜２１と一体化
しており、電極形成時に同時に形成される。同様に、付
加電極９の金属膜は共振電極２の金属膜２２と同時に形
成される。
は、共振電極２の一方の開放端に、超伝導体からなる接
続電極１０を介して、超伝導体と金属とを積層してなる
付加電極９を形成したものであり、他の構成は図１１に
示した共振器と同じである。付加電極９の超伝導体およ
び接続電極１０は共振電極２の超伝導体膜２１と一体化
しており、電極形成時に同時に形成される。同様に、付
加電極９の金属膜は共振電極２の金属膜２２と同時に形
成される。
【００７４】このような構成とすることにより、第９の
実施形態と同様の効果を得られるとともに、付加電極を
金属膜と超伝導体膜との複合電極で形成することによ
り、面積比の調整が更に詳細にでき、低温動作時と高温
動作時とでの共振周波数の設定を容易且つ高精度に行え
る。これにより、更に高精度に温度依存性のない共振周
波数を得ることができる。なお、付加電極９には電流が
ほとんど流れず、導体損失がほとんど発生しないので、
付加電極９は積層電極以外に超伝導体膜や金属膜であっ
てもよい。
実施形態と同様の効果を得られるとともに、付加電極を
金属膜と超伝導体膜との複合電極で形成することによ
り、面積比の調整が更に詳細にでき、低温動作時と高温
動作時とでの共振周波数の設定を容易且つ高精度に行え
る。これにより、更に高精度に温度依存性のない共振周
波数を得ることができる。なお、付加電極９には電流が
ほとんど流れず、導体損失がほとんど発生しないので、
付加電極９は積層電極以外に超伝導体膜や金属膜であっ
てもよい。
【００７５】なお、本実施形態についても、第９の実施
形態と同様に付加電極および接続電極の形成位置を変え
ることができ、１／４波長共振器に適用してもよい。
形態と同様に付加電極および接続電極の形成位置を変え
ることができ、１／４波長共振器に適用してもよい。
【００７６】次に、第１１の実施形態に係るマイクロス
トリップフィルタの構成について、図１３を参照して説
明する。図１３はマイクロストリップフィルタの外観斜
視図である。図１３において、１は誘電体基板、２ａ〜
２ｄは共振電極、３は接地電極、２１，３１は超伝導体
膜、２２，３２は金属膜、１０１ａ，１０１ｂは入出力
電極である。本実施形態に用いる誘電体、超伝導体、金
属は第１の実施形態に示したものと同じである。
トリップフィルタの構成について、図１３を参照して説
明する。図１３はマイクロストリップフィルタの外観斜
視図である。図１３において、１は誘電体基板、２ａ〜
２ｄは共振電極、３は接地電極、２１，３１は超伝導体
膜、２２，３２は金属膜、１０１ａ，１０１ｂは入出力
電極である。本実施形態に用いる誘電体、超伝導体、金
属は第１の実施形態に示したものと同じである。
【００７７】誘電体基板１の一方の主面には、超伝導体
膜２１と金属膜２２とを積層形成してなる共振電極２ａ
〜２ｄがそれぞれ所定の間隔を置いて形成されている。
これらの共振電極２ａ〜２ｄの長辺方向の長さは使用周
波数における略１／２波長であり、金属膜２２は超伝導
体膜２１よりも短く形成されている。誘電体基板１の他
方の主面には、超伝導体膜３１と金属膜３２とを積層形
成してなる接地電極３が全面に形成されている。これに
より、誘電体基板１と接地電極３と各共振電極２ａ〜２
ｄとでそれぞれマイクロストリップ共振器を構成してい
る。
膜２１と金属膜２２とを積層形成してなる共振電極２ａ
〜２ｄがそれぞれ所定の間隔を置いて形成されている。
これらの共振電極２ａ〜２ｄの長辺方向の長さは使用周
波数における略１／２波長であり、金属膜２２は超伝導
体膜２１よりも短く形成されている。誘電体基板１の他
方の主面には、超伝導体膜３１と金属膜３２とを積層形
成してなる接地電極３が全面に形成されている。これに
より、誘電体基板１と接地電極３と各共振電極２ａ〜２
ｄとでそれぞれマイクロストリップ共振器を構成してい
る。
【００７８】また、共振電極２ａと共振電極２ｄのぞれ
ぞれの近傍には、超伝導体膜からなる入出力電極１０１
ａ，１０１ｂが形成されており、それぞれ、共振電極２
ａ，２ｄからなる共振器に結合している。
ぞれの近傍には、超伝導体膜からなる入出力電極１０１
ａ，１０１ｂが形成されており、それぞれ、共振電極２
ａ，２ｄからなる共振器に結合している。
【００７９】このような構成とすることにより、共振電
極２ａ〜２ｄのそれぞれからなる四段の共振器と入出力
電極とからなるマイクロストリップフィルタを構成する
ことができる。このフィルタに用いる共振器は前述のよ
うに共振周波数に温度依存性がないため、フィルタの減
衰特性も温度依存性をなくすことができる。このよう
に、広温度範囲で優れた減衰特性を有するマイクロスト
リップフィルタを構成することができる。
極２ａ〜２ｄのそれぞれからなる四段の共振器と入出力
電極とからなるマイクロストリップフィルタを構成する
ことができる。このフィルタに用いる共振器は前述のよ
うに共振周波数に温度依存性がないため、フィルタの減
衰特性も温度依存性をなくすことができる。このよう
に、広温度範囲で優れた減衰特性を有するマイクロスト
リップフィルタを構成することができる。
【００８０】なお、本実施形態では、共振電極の構成を
第１の実施形態に示したものと同様としたが、第２、第
９、第１０の実施形態に示した共振電極および付加電極
を用いて構成してもよい。
第１の実施形態に示したものと同様としたが、第２、第
９、第１０の実施形態に示した共振電極および付加電極
を用いて構成してもよい。
【００８１】また、本実施形態では、入出力電極に超伝
導体膜を用いたが、金属膜や、金属膜と超伝導体膜を積
層した積層電極や、金属と超伝導体を混合した複合電極
膜を用いてもよい。
導体膜を用いたが、金属膜や、金属膜と超伝導体膜を積
層した積層電極や、金属と超伝導体を混合した複合電極
膜を用いてもよい。
【００８２】また、本実施形態では、二つの入出力電極
を備えたフィルタを示したが、二つの入出力電極と一つ
の共用電極を備えたマイクロストリップデュプレクサを
構成することもできる。
を備えたフィルタを示したが、二つの入出力電極と一つ
の共用電極を備えたマイクロストリップデュプレクサを
構成することもできる。
【００８３】次に、第１２の実施形態に係る誘電体同軸
フィルタの構成について、図１４を参照して説明する。
図１４は誘電体同軸フィルタの外観斜視図である。図１
４において、１は誘電体ブロック、７は外導体、８ａ〜
８ｆは内導体、１１ａ〜１１ｆは貫通孔、１２は結合
孔、１０２ａ，１０２ｂは入出力電極である。本実施形
態に用いる誘電体、超伝導体、金属は第１の実施形態に
示したものと同じである。
フィルタの構成について、図１４を参照して説明する。
図１４は誘電体同軸フィルタの外観斜視図である。図１
４において、１は誘電体ブロック、７は外導体、８ａ〜
８ｆは内導体、１１ａ〜１１ｆは貫通孔、１２は結合
孔、１０２ａ，１０２ｂは入出力電極である。本実施形
態に用いる誘電体、超伝導体、金属は第１の実施形態に
示したものと同じである。
【００８４】誘電体ブロック１の内部に、或一面からこ
れに対向する一面にかけて、複数の貫通孔１１ａ〜１１
ｆを設けており、これら貫通孔１１ａ〜１１ｆのそれぞ
れの内面には、内導体８ａ〜８ｆが形成されている。内
導体８ａ〜８ｆは貫通孔１１ａ〜１１ｆの内面に超伝導
体膜と金属膜とを順に積層した積層電極で形成されてい
る。ここで、超伝導体膜は貫通孔１１ａ〜１１ｆの両開
口面間の内面全体に形成されているが、金属膜は両開口
面から所定の深さだけ内側の位置の間の内面にのみ形成
されている。また、貫通孔１１ａ〜１１ｆの軸長（誘電
体ブロックの長さ）は使用周波数における略１／２波長
の長さで形成されている。
れに対向する一面にかけて、複数の貫通孔１１ａ〜１１
ｆを設けており、これら貫通孔１１ａ〜１１ｆのそれぞ
れの内面には、内導体８ａ〜８ｆが形成されている。内
導体８ａ〜８ｆは貫通孔１１ａ〜１１ｆの内面に超伝導
体膜と金属膜とを順に積層した積層電極で形成されてい
る。ここで、超伝導体膜は貫通孔１１ａ〜１１ｆの両開
口面間の内面全体に形成されているが、金属膜は両開口
面から所定の深さだけ内側の位置の間の内面にのみ形成
されている。また、貫通孔１１ａ〜１１ｆの軸長（誘電
体ブロックの長さ）は使用周波数における略１／２波長
の長さで形成されている。
【００８５】誘電体ブロック１の外面には、貫通孔１１
ａ〜１１ｆの開口面を除く四面にかけて略全面に外導体
７が形成されている。この外導体７は誘電体ブロック１
の外面に超伝導体と金属とを順に積層した積層電極で形
成されている。また、誘電体ブロック１の貫通孔１１ａ
〜１１ｆの一方の開口面には、それぞれ隣り合う貫通孔
間に所定の深さの結合孔１２が形成されている。
ａ〜１１ｆの開口面を除く四面にかけて略全面に外導体
７が形成されている。この外導体７は誘電体ブロック１
の外面に超伝導体と金属とを順に積層した積層電極で形
成されている。また、誘電体ブロック１の貫通孔１１ａ
〜１１ｆの一方の開口面には、それぞれ隣り合う貫通孔
間に所定の深さの結合孔１２が形成されている。
【００８６】このように、各内導体８ａ〜８ｆの開口端
は開放端となるので、各内導体８ａ〜８ｆと誘電体ブロ
ック１と外導体７とで、それぞれ１／２波長共振器が構
成されており、それぞれの共振器は結合孔１２により結
合し、六段の共振器が構成されている。
は開放端となるので、各内導体８ａ〜８ｆと誘電体ブロ
ック１と外導体７とで、それぞれ１／２波長共振器が構
成されており、それぞれの共振器は結合孔１２により結
合し、六段の共振器が構成されている。
【００８７】この誘電体ブロック１の外面に、それぞれ
内導体８ａ，８ｆからなる共振器に結合する入出力電極
１０２ａ，１０２ｂが形成されており、誘電体ブロック
全体で一体型の誘電体同軸フィルタが構成されている。
ここで、入出力電極１０２ａ，１０２ｂは外導体７と同
じ構造である。
内導体８ａ，８ｆからなる共振器に結合する入出力電極
１０２ａ，１０２ｂが形成されており、誘電体ブロック
全体で一体型の誘電体同軸フィルタが構成されている。
ここで、入出力電極１０２ａ，１０２ｂは外導体７と同
じ構造である。
【００８８】このような構成とすることにより、温度依
存性のない共振器でフィルタを構成できるため、温度依
存性のない優れた通過特性を有する誘電体同軸フィルタ
を構成することができる。
存性のない共振器でフィルタを構成できるため、温度依
存性のない優れた通過特性を有する誘電体同軸フィルタ
を構成することができる。
【００８９】なお、本実施形態では、１／２波長共振器
を用いた例を示しているが、一方の開口端が短絡端であ
る１／４波長共振器を用いてもよく、開放端に付加電極
を形成した構造の共振器を用いてもよい。
を用いた例を示しているが、一方の開口端が短絡端であ
る１／４波長共振器を用いてもよく、開放端に付加電極
を形成した構造の共振器を用いてもよい。
【００９０】また、複数の入出力電極と共用電極とを誘
電体ブロックの外面に形成した、デュプレクサや、トリ
プレクサ等の複合フィルタ装置についても、同様の電極
構成を適用することができ、同様の効果を得ることがで
きる。
電体ブロックの外面に形成した、デュプレクサや、トリ
プレクサ等の複合フィルタ装置についても、同様の電極
構成を適用することができ、同様の効果を得ることがで
きる。
【００９１】次に、第１３の実施形態に係る低温受信装
置について、図１５を参照して説明する。図１５は低温
受信装置の概要図である。図１５において、９０はフィ
ルタ、９１はＬＮＡ（低雑音増幅器）、９２は断熱高周
波ケーブル、９３は冷却装置、９４は冷却ステージ、９
５は真空断熱ケース、９６ａ，９６ｂはハーメチックコ
ネクタである。
置について、図１５を参照して説明する。図１５は低温
受信装置の概要図である。図１５において、９０はフィ
ルタ、９１はＬＮＡ（低雑音増幅器）、９２は断熱高周
波ケーブル、９３は冷却装置、９４は冷却ステージ、９
５は真空断熱ケース、９６ａ，９６ｂはハーメチックコ
ネクタである。
【００９２】フィルタ９０とＬＮＡ９１とを、互いに断
熱高周波ケーブル９２により接続した状態で、冷却ステ
ージ９４上に設置している。冷却装置９３は冷却ステー
ジ９４に接続し、冷却ステージ９４を所定の温度に冷却
する。これら、フィルタ９０、ＬＮＡ９１、冷却ステー
ジ９４を、真空断熱ケース９５内に設置し、フィルタ９
０、ＬＮＡ９１を常時、一定の低温に制御している。
熱高周波ケーブル９２により接続した状態で、冷却ステ
ージ９４上に設置している。冷却装置９３は冷却ステー
ジ９４に接続し、冷却ステージ９４を所定の温度に冷却
する。これら、フィルタ９０、ＬＮＡ９１、冷却ステー
ジ９４を、真空断熱ケース９５内に設置し、フィルタ９
０、ＬＮＡ９１を常時、一定の低温に制御している。
【００９３】また、フィルタ９０はハーメチックコネク
タ９６ａに、ＬＮＡ９１はハーメチックコネクタ９６ｂ
に、それぞれ断熱高周波ケーブル９２で接続し、これら
ハーメチックコネクタ９６ａ，９６ｂを介して、外部回
路に接続している。
タ９６ａに、ＬＮＡ９１はハーメチックコネクタ９６ｂ
に、それぞれ断熱高周波ケーブル９２で接続し、これら
ハーメチックコネクタ９６ａ，９６ｂを介して、外部回
路に接続している。
【００９４】ハーメチックコネクタ９６ａを介して外部
回路から受信した信号は、断熱高周波ケーブル９２を介
し、フィルタ９０に伝送される。フィルタ９０では、必
要な周波数帯の信号のみを通過し、断熱高周波ケーブル
９２を介し、ＬＮＡに伝送する。ＬＡＮでは、伝送され
た信号を増幅し、断熱高周波ケーブル９２とハーメチッ
クコネクタ９６ｂを介して、次段の外部回路に出力す
る。
回路から受信した信号は、断熱高周波ケーブル９２を介
し、フィルタ９０に伝送される。フィルタ９０では、必
要な周波数帯の信号のみを通過し、断熱高周波ケーブル
９２を介し、ＬＮＡに伝送する。ＬＡＮでは、伝送され
た信号を増幅し、断熱高周波ケーブル９２とハーメチッ
クコネクタ９６ｂを介して、次段の外部回路に出力す
る。
【００９５】冷却装置９３により、全体を超伝導体の臨
界温度より低くすることにより、フィルタの主たる電極
が超伝導体膜になるため、導体損失を低減することがで
き、優れた通信特性を備える受信装置を構成することが
できる。
界温度より低くすることにより、フィルタの主たる電極
が超伝導体膜になるため、導体損失を低減することがで
き、優れた通信特性を備える受信装置を構成することが
できる。
【００９６】図１５に示したフィルタ９０には、前述の
実施形態に示したフィルタを用いることができる。何ら
かの原因で、冷却装置９３が機能しなくなると、全体の
温度が上昇する。電極の温度が臨界温度以上となると、
前記金属膜が主たる電極として作用するため、損失が増
加するものの、超伝導体膜だけの電極を設けた場合に比
べて、損失増加は低く抑えられる。しかも、超伝導体膜
を金属膜よりも広い面積で形成しているので、フィルタ
の周波数特性が略一定に保たれる。
実施形態に示したフィルタを用いることができる。何ら
かの原因で、冷却装置９３が機能しなくなると、全体の
温度が上昇する。電極の温度が臨界温度以上となると、
前記金属膜が主たる電極として作用するため、損失が増
加するものの、超伝導体膜だけの電極を設けた場合に比
べて、損失増加は低く抑えられる。しかも、超伝導体膜
を金属膜よりも広い面積で形成しているので、フィルタ
の周波数特性が略一定に保たれる。
【００９７】なお、低温送信装置についても、フィルタ
と増幅器の組合せで構成されているので、前述の低温受
信装置と同様の構造で構成することができる。送信機能
と受信機能の両方を含む送受信装置についても同様であ
る。
と増幅器の組合せで構成されているので、前述の低温受
信装置と同様の構造で構成することができる。送信機能
と受信機能の両方を含む送受信装置についても同様であ
る。
【００９８】なお、本実施形態では、フィルタの出力部
に増幅器を接続したものを示したが、逆に、フィルタの
入力部に増幅器を接続したものにも同様に適用できる。
に増幅器を接続したものを示したが、逆に、フィルタの
入力部に増幅器を接続したものにも同様に適用できる。
【００９９】次に、第１４の実施形態に係る通信装置に
ついて、図１６を参照して説明する。図１６は通信装置
のブロック図である。図１６において、ＡＮＴは送受信
アンテナ、ＤＰＸはデュプレクサ、ＢＰＦａ、ＢＰＦｂ
はそれぞれ帯域通過フィルタ、ＡＭＰａ、ＡＭＰｂはそ
れぞれ増幅回路、ＭＩＸａ、ＭＩＸｂはそれぞれミキ
サ、ＯＳＣはオシレータ、ＳＹＮはシンセサイザ、ＩＦ
は中間周波信号である。ＭＩＸａはＳＹＮから出力され
る周波数信号をＩＦ信号で変調し、ＢＰＦａで送信周波
数の帯域のみを通過させ、ＡＭＰａはこれを電力増幅
し、ＤＰＸを介しＡＮＴより送信する。ＡＭＰｂはＤＰ
Ｘから出力される信号を電力増幅し、ＢＰＦｂで受信周
波数帯域のみを通過させる。ＭＩＸｂはＳＹＮより出力
される周波数信号とＢＰＦｂから出力される受信信号と
をミキシングして中間周波信号ＩＦを出力する。
ついて、図１６を参照して説明する。図１６は通信装置
のブロック図である。図１６において、ＡＮＴは送受信
アンテナ、ＤＰＸはデュプレクサ、ＢＰＦａ、ＢＰＦｂ
はそれぞれ帯域通過フィルタ、ＡＭＰａ、ＡＭＰｂはそ
れぞれ増幅回路、ＭＩＸａ、ＭＩＸｂはそれぞれミキ
サ、ＯＳＣはオシレータ、ＳＹＮはシンセサイザ、ＩＦ
は中間周波信号である。ＭＩＸａはＳＹＮから出力され
る周波数信号をＩＦ信号で変調し、ＢＰＦａで送信周波
数の帯域のみを通過させ、ＡＭＰａはこれを電力増幅
し、ＤＰＸを介しＡＮＴより送信する。ＡＭＰｂはＤＰ
Ｘから出力される信号を電力増幅し、ＢＰＦｂで受信周
波数帯域のみを通過させる。ＭＩＸｂはＳＹＮより出力
される周波数信号とＢＰＦｂから出力される受信信号と
をミキシングして中間周波信号ＩＦを出力する。
【０１００】図１６に示したデュプレクサＤＰＸには、
前述の実施形態に示した構造のデュプレクサ、およびフ
ィルタを用いることができる。また、フィルタＢＰＦ
ａ，ＢＰＦｂにも、前述の実施形態に示した構造のフィ
ルタを用いることができる。また、ＢＰＦａ＋ＡＭＰ
ａ、およびＡＭＰｂ＋ＢＰＦｂの組合せには、前述の実
施形態に示した構造の低温送信装置および低温受信装置
を用いることができる。このようにして、優れた通信特
性を有する通信装置を構成することができる。
前述の実施形態に示した構造のデュプレクサ、およびフ
ィルタを用いることができる。また、フィルタＢＰＦ
ａ，ＢＰＦｂにも、前述の実施形態に示した構造のフィ
ルタを用いることができる。また、ＢＰＦａ＋ＡＭＰ
ａ、およびＡＭＰｂ＋ＢＰＦｂの組合せには、前述の実
施形態に示した構造の低温送信装置および低温受信装置
を用いることができる。このようにして、優れた通信特
性を有する通信装置を構成することができる。
【０１０１】
【発明の効果】この発明によれば、電極を超伝導体膜と
金属膜とを積層した積層電極で構成し、超伝導体膜が主
たる導体部として作用する、臨界温度より低い低温動作
時での共振周波数と、金属膜が主たる導体部として作用
する、臨界温度以上の高温動作時での共振周波数とが略
等しくなるように、前記超伝導体膜と前記金属膜のそれ
ぞれの形成位置、形状または寸法を定めたことにより、
超伝導体膜が超伝導状態から非超伝導状態へ遷移するよ
うな広い温度範囲で略一定の共振周波数特性を示す共振
器を構成することができる。
金属膜とを積層した積層電極で構成し、超伝導体膜が主
たる導体部として作用する、臨界温度より低い低温動作
時での共振周波数と、金属膜が主たる導体部として作用
する、臨界温度以上の高温動作時での共振周波数とが略
等しくなるように、前記超伝導体膜と前記金属膜のそれ
ぞれの形成位置、形状または寸法を定めたことにより、
超伝導体膜が超伝導状態から非超伝導状態へ遷移するよ
うな広い温度範囲で略一定の共振周波数特性を示す共振
器を構成することができる。
【０１０２】また、この発明によれば、積層電極におけ
る超伝導体膜よりも金属膜を狭い面積で形成することに
より、広い温度範囲で略一定の共振周波数特性を示す共
振器を構成することができるとともに、電極の形成が容
易となる。
る超伝導体膜よりも金属膜を狭い面積で形成することに
より、広い温度範囲で略一定の共振周波数特性を示す共
振器を構成することができるとともに、電極の形成が容
易となる。
【０１０３】また、この発明によれば、電極を、超伝導
体と金属との混合による複合電極と、超伝導体膜とから
構成し、前記複合電極の超伝導体および前記超伝導体膜
が主たる導体部として作用する、臨界温度より低い低温
動作時での共振周波数と、前記複合電極の金属が主たる
導体部として作用する、臨界温度以上の高温動作時での
共振周波数とが略等しくなるように、前記複合電極と前
記超伝導体膜のそれぞれの形成位置、形状または寸法を
定めたことにより、温度に依存せず略一定の共振周波数
を得られる共振器を構成することができる。また、積層
電極を用いないため、容易な構造の共振器を形成するこ
とができる。
体と金属との混合による複合電極と、超伝導体膜とから
構成し、前記複合電極の超伝導体および前記超伝導体膜
が主たる導体部として作用する、臨界温度より低い低温
動作時での共振周波数と、前記複合電極の金属が主たる
導体部として作用する、臨界温度以上の高温動作時での
共振周波数とが略等しくなるように、前記複合電極と前
記超伝導体膜のそれぞれの形成位置、形状または寸法を
定めたことにより、温度に依存せず略一定の共振周波数
を得られる共振器を構成することができる。また、積層
電極を用いないため、容易な構造の共振器を形成するこ
とができる。
【０１０４】また、この発明によれば、超伝導体膜で共
振器の開放端近傍に付加容量を与える電極を形成するこ
とにより、超伝導体膜の臨界温度より低い低温動作時に
おける共振周波数を、金属膜が主たる導体部として作用
する高温動作時での共振周波数に容易に合わせることが
でき、その調整も可能となる。
振器の開放端近傍に付加容量を与える電極を形成するこ
とにより、超伝導体膜の臨界温度より低い低温動作時に
おける共振周波数を、金属膜が主たる導体部として作用
する高温動作時での共振周波数に容易に合わせることが
でき、その調整も可能となる。
【０１０５】また、この発明によれば、積層電極または
複合電極で付加容量を与える電極を形成し、超伝導体膜
で付加容量を与える電極と共振器の開放端とを接続する
電極を形成することにより、低温動作時における共振周
波数と、高温動作時での共振周波数とを更に容易且つ高
精度に合わせることができる。
複合電極で付加容量を与える電極を形成し、超伝導体膜
で付加容量を与える電極と共振器の開放端とを接続する
電極を形成することにより、低温動作時における共振周
波数と、高温動作時での共振周波数とを更に容易且つ高
精度に合わせることができる。
【０１０６】また、この発明によれば、誘電体の誘電率
を負の温度係数を有するものとすることにより、超伝導
体膜の表面リアクタンスの温度特性が、誘電体の誘電率
の温度特性により打ち消されて、共振器の共振周波数の
温度依存性が更に抑えられる。
を負の温度係数を有するものとすることにより、超伝導
体膜の表面リアクタンスの温度特性が、誘電体の誘電率
の温度特性により打ち消されて、共振器の共振周波数の
温度依存性が更に抑えられる。
【０１０７】また、この発明によれば、前記共振器を複
数組配置するとともに、所定の共振器に結合する入出力
手段を設けてフィルタを構成することにより、広い温度
範囲で減衰特性を一定にすることができる。
数組配置するとともに、所定の共振器に結合する入出力
手段を設けてフィルタを構成することにより、広い温度
範囲で減衰特性を一定にすることができる。
【０１０８】また、この発明によれば、前記共振器を複
数組配置するとともに、所定の共振器に結合する入出力
手段を設けてデュプレクサを構成することにより、広い
温度範囲で減衰特性を一定にすることができる。
数組配置するとともに、所定の共振器に結合する入出力
手段を設けてデュプレクサを構成することにより、広い
温度範囲で減衰特性を一定にすることができる。
【０１０９】また、この発明によれば、前記フィルタま
たはデュプレクサを複数組備えて複合フィルタ装置を構
成することにより、広い温度範囲で減衰特性を略一定に
することができる。
たはデュプレクサを複数組備えて複合フィルタ装置を構
成することにより、広い温度範囲で減衰特性を略一定に
することができる。
【０１１０】また、この発明によれば、前記フィルタ、
デュプレクサ、または複合フィルタ装置と、前記フィル
タ、デュプレクサ、複合フィルタ装置の入力部または出
力部に接続する増幅器とを冷凍機に備えることで、安定
した伝送特性を有する送受信装置を構成することができ
る。
デュプレクサ、または複合フィルタ装置と、前記フィル
タ、デュプレクサ、複合フィルタ装置の入力部または出
力部に接続する増幅器とを冷凍機に備えることで、安定
した伝送特性を有する送受信装置を構成することができ
る。
【０１１１】また、この発明によれば、前記フィルタ、
デュプレクサ、複合フィルタ装置、または送受信装置を
備えることで、安定した通信特性を有する通信装置を構
成することができる。
デュプレクサ、複合フィルタ装置、または送受信装置を
備えることで、安定した通信特性を有する通信装置を構
成することができる。
【図１】第１の実施形態に係るマイクロストリップ共振
器の上面図、および断面図
器の上面図、および断面図
【図２】第１の実施形態に係る共振器の共振周波数の温
度特性図
度特性図
【図３】第２の実施形態に係る共振器に用いる誘電体の
誘電率の温度特性図
誘電率の温度特性図
【図４】第２の実施形態に係る共振器の共振周波数の温
度特性図
度特性図
【図５】第３の実施形態に係るマイクロストリップ共振
器の上面図、および断面図
器の上面図、および断面図
【図６】第４の実施形態に係る開放円形ＴＭモード共振
器の上面図および側面断面図
器の上面図および側面断面図
【図７】第５の実施形態に係る誘電体同軸共振器の断面
図
図
【図８】第６の実施形態に係る誘電体同軸共振器の断面
図
図
【図９】第７の実施形態に係る誘電体同軸共振器の正面
図および断面図
図および断面図
【図１０】第８の実施形態に係る誘電体同軸共振器の正
面図および断面図
面図および断面図
【図１１】第９の実施形態に係るマイクロストリップ共
振器の上面図、側面図および正面図
振器の上面図、側面図および正面図
【図１２】第１０の実施形態に係るマイクロストリップ
共振器の上面図、側面図および正面図
共振器の上面図、側面図および正面図
【図１３】第１１の実施形態に係るマイクロストリップ
フィルタの外観斜視図
フィルタの外観斜視図
【図１４】第１２の実施形態に係る誘電体同軸フィルタ
の外観斜視図
の外観斜視図
【図１５】第１３の実施形態に係る低温受信装置の概要
図
図
【図１６】第１４の実施形態に係る通信装置のブロック
図
図
【図１７】従来のマイクロストリップ共振器の上面図、
および断面図
および断面図
【図１８】従来の共振器の共振周波数の温度特性図
１−誘電体基板、誘電体ブロック
２，２ａ〜２ｄ−共振電極
２３，３３−複合電極膜
３−接地電極
４−上面電極
５−下面電極
７−外導体
８，８ａ〜８ｆ−内導体
９−付加電極
１０−接続電極
１１，１１ａ〜１１ｆ−貫通孔
１２−結合孔
２１，３１，４１，５１，７１，８１−超伝導体膜
２２，３２，４２，５２，７２，８２−金属膜
１０１ａ，１０１ｂ，１０２ａ，１０２ｂ−入出力電極
９０−フィルタ
９１−ＬＮＡ
９２−断熱高周波ケーブル
９３−冷却装置
９４−冷却ステージ
９５−真空断熱ケース
９６ａ，９６ｂ−ハーメチックコネクタ
Claims (11)
- 【請求項１】 誘電体と該誘電体に形成した電極とから
なり、該電極の形成位置、形状、寸法によって共振周波
数が定まる共振器において、 前記電極が超伝導体膜と金属膜とを積層した積層電極で
あり、 前記超伝導体膜が主たる導体部として作用する、臨界温
度より低い低温動作時での共振周波数と、前記金属膜が
主たる導体部として作用する、臨界温度以上の高温動作
時での共振周波数とが略等しくなるように、前記超伝導
体膜と前記金属膜のそれぞれの形成位置、形状または寸
法を定めたことを特徴とする共振器。 - 【請求項２】 前記金属膜の形成面積を前記超伝導体膜
の形成面積よりも狭くしてなる請求項１に記載の共振
器。 - 【請求項３】 誘電体と該誘電体に形成した電極とから
なり、該電極の形成位置、形状、寸法によって共振周波
数が定まる共振器において、 前記電極が、超伝導体と金属との混合による複合電極
と、超伝導体膜とからなり、 前記複合電極の超伝導体および前記超伝導体膜が主たる
導体部として作用する、臨界温度より低い低温動作時で
の共振周波数と、前記複合電極の金属が主たる導体部と
して作用する、臨界温度以上の高温動作時での共振周波
数とが略等しくなるように、前記複合電極と前記超伝導
体膜のそれぞれの形成位置、形状または寸法を定めたこ
とを特徴とする共振器。 - 【請求項４】 前記超伝導体膜で前記共振器の開放端近
傍に付加容量を与える電極を形成してなる請求項１、２
または３に記載の共振器。 - 【請求項５】 前記金属膜、前記超伝導体膜、または超
伝導体と金属とを混合した複合電極膜により付加容量を
与える電極を形成し、該付加容量を与える電極と前記共
振器の開放端近傍とを接続する接続電極を超伝導体膜で
形成してなる請求項１〜３のいずれかに記載の共振器。 - 【請求項６】 前記誘電体の誘電率が負の温度係数を有
する請求項１〜５のいずれかに記載の共振器。 - 【請求項７】 請求項１〜６のいずれかに記載の共振器
を複数組備えるとともに、所定の共振器に結合する複数
の入出力手段を設けてなるフィルタ。 - 【請求項８】 請求項１〜６のいずれかに記載の共振器
を複数組備えるとともに、所定の共振器に結合する複数
の入出力手段を設けてなるデュプレクサ。 - 【請求項９】 請求項７に記載のフィルタ、または請求
項８に記載のデュプレクサを複数組備えた複合フィルタ
装置。 - 【請求項１０】 請求項７に記載のフィルタ、請求項８
に記載のデュプレクサ、または請求項９に記載の複合フ
ィルタ装置と、該フィルタ、デュプレクサ、または複合
フィルタ装置の入力部または出力部に接続した増幅器
と、これらを前記臨界温度より低く冷却する冷凍機とを
備えた送受信装置。 - 【請求項１１】 請求項７に記載のフィルタ、請求項８
に記載のデュプレクサ、請求項９に記載の複合フィルタ
装置、または請求項１０に記載の送受信装置を備えた通
信装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002113963A JP2003309406A (ja) | 2002-04-16 | 2002-04-16 | 共振器、フィルタ、複合フィルタ装置、送受信装置、および通信装置 |
| US10/414,018 US6888425B2 (en) | 2002-04-16 | 2003-04-16 | Resonator, filter, composite filter, transmitting and receiving apparatus, and communication apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002113963A JP2003309406A (ja) | 2002-04-16 | 2002-04-16 | 共振器、フィルタ、複合フィルタ装置、送受信装置、および通信装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003309406A true JP2003309406A (ja) | 2003-10-31 |
Family
ID=29395974
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002113963A Pending JP2003309406A (ja) | 2002-04-16 | 2002-04-16 | 共振器、フィルタ、複合フィルタ装置、送受信装置、および通信装置 |
Country Status (2)
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| JP (1) | JP2003309406A (ja) |
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| JP2005130158A (ja) * | 2003-10-23 | 2005-05-19 | Hitachi Kokusai Electric Inc | 極低温低雑音増幅装置 |
| TWI312588B (en) * | 2006-02-24 | 2009-07-21 | Hon Hai Prec Ind Co Ltd | Dual channel band-pass filter |
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| JP4772574B2 (ja) * | 2006-04-14 | 2011-09-14 | 株式会社東芝 | 増幅器および無線通信回路 |
| US8723722B2 (en) * | 2008-08-28 | 2014-05-13 | Alliant Techsystems Inc. | Composites for antennas and other applications |
| JP5632924B2 (ja) * | 2009-11-03 | 2014-11-26 | ザ セクレタリー，デパートメント オブ アトミック エナジー，ガヴァメント，オブ インディア | レーザ溶接によって結合されたニオブ部品を備えるニオブベース超伝導無線周波（ｓｃｒｆ）キャビティおよびその製造方法並びに製造装置 |
| US8812068B1 (en) * | 2011-10-20 | 2014-08-19 | Jefferson Science Associates, LLC. | Method of nitriding niobium to form a superconducting surface |
| US11879789B2 (en) * | 2019-07-02 | 2024-01-23 | International Business Machines Corporation | On-chip thermometer for superconducting quantum computing devices |
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| JP3484237B2 (ja) * | 1994-09-28 | 2004-01-06 | 日本碍子株式会社 | 弾性表面波デバイス |
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| EP1154511A3 (en) * | 2000-05-11 | 2003-05-07 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Adjusting method for electrical characteristics of microstrip line filter, duplexer, communication device, and microstrip line type resonator |
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-
2002
- 2002-04-16 JP JP2002113963A patent/JP2003309406A/ja active Pending
-
2003
- 2003-04-16 US US10/414,018 patent/US6888425B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
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