JP2780462B2 - 周波数可変共振器 - Google Patents
周波数可変共振器Info
- Publication number
- JP2780462B2 JP2780462B2 JP2215207A JP21520790A JP2780462B2 JP 2780462 B2 JP2780462 B2 JP 2780462B2 JP 2215207 A JP2215207 A JP 2215207A JP 21520790 A JP21520790 A JP 21520790A JP 2780462 B2 JP2780462 B2 JP 2780462B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ring
- resonator
- phi
- superconducting
- josephson junction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は，高周波測定器等で利用されるマイクロスト
リップ型共振器に関し，さらに詳しくは共振周波数を変
えることが可能な共振器に関する。
リップ型共振器に関し，さらに詳しくは共振周波数を変
えることが可能な共振器に関する。
＜従来の技術＞ 第３図（ａ），（ｂ），（ｃ）は従来より使用されて
いるマイクロストリップライン型の構成を示すもので，
（ａ）は線形共振器，（ｂ）図はＵ型共振器，（ｃ）は
円板共振器である。これらの共振器はストリップライン
10の近傍に各種の形状の共振体11a,11b,11cを配置する
ことにより共振周波数を得ているが，共振波長は形状に
よって決まる固定共振器である。
いるマイクロストリップライン型の構成を示すもので，
（ａ）は線形共振器，（ｂ）図はＵ型共振器，（ｃ）は
円板共振器である。これらの共振器はストリップライン
10の近傍に各種の形状の共振体11a,11b,11cを配置する
ことにより共振周波数を得ているが，共振波長は形状に
よって決まる固定共振器である。
第４図はストリップライン10の一端に可変コンデンサ
11を接続し，その容量を変化させることにより共振周波
数を可変としている。また，バラクタダイオードを用い
ることにより800MHz〜1GHz程度の周波数を可変としたも
のが知られている。
11を接続し，その容量を変化させることにより共振周波
数を可変としている。また，バラクタダイオードを用い
ることにより800MHz〜1GHz程度の周波数を可変としたも
のが知られている。
＜発明が解決しようとする課題＞ しかしながら，上記従来技術においては第３図に示す
ものは共振周波数が固定されたものであり，第４図に示
すものにおいてはＱ値の高い共振周波数を得ることが難
しいという問題があった。なお,Q値の高い共振器を得る
ために超伝導部材を用いるという報告もあるが、例えば
金属系の超伝導膜の場合,10K（絶対温度）以下の環境下
てその共振周波数を変化させるのは難しいという問題が
あった。
ものは共振周波数が固定されたものであり，第４図に示
すものにおいてはＱ値の高い共振周波数を得ることが難
しいという問題があった。なお,Q値の高い共振器を得る
ために超伝導部材を用いるという報告もあるが、例えば
金属系の超伝導膜の場合,10K（絶対温度）以下の環境下
てその共振周波数を変化させるのは難しいという問題が
あった。
本発明は上記従来技術の問題を解決するために成され
たもので，高いＱの共振周波数を得るとともに10KHz以
下でも周波数を変化させることが可能な共振器を提供す
ることを目的とする。
たもので，高いＱの共振周波数を得るとともに10KHz以
下でも周波数を変化させることが可能な共振器を提供す
ることを目的とする。
＜課題を解決するための手段＞ 上記従来技術の問題を解決する為の本発明の構成は，
基板上に形成された超伝導グランドプレーンと，この超
伝導グランドプレーン上に形成された誘電体膜と，この
誘電体膜上に形成されたジョセフソン接合を有する超伝
導薄膜からなるリング及びこのリングの近傍に設けられ
たストリップラインと，前記リングの上方に所定の距離
を隔てて磁界発生手段を設けたことを特徴とするもので
ある。
基板上に形成された超伝導グランドプレーンと，この超
伝導グランドプレーン上に形成された誘電体膜と，この
誘電体膜上に形成されたジョセフソン接合を有する超伝
導薄膜からなるリング及びこのリングの近傍に設けられ
たストリップラインと，前記リングの上方に所定の距離
を隔てて磁界発生手段を設けたことを特徴とするもので
ある。
＜作用＞ リング内にジョセフソン接合の等価インダクタンスが
構成されているので，この等価インダクタンスを外部磁
界により変化させれば共振周波数が変化する。そしてコ
イルによる磁界は温度に依存しない。
構成されているので，この等価インダクタンスを外部磁
界により変化させれば共振周波数が変化する。そしてコ
イルによる磁界は温度に依存しない。
＜実施例＞ 以下，図面に従い本発明を説明する。第１図は本発明
の一実施例を示すもので，（ａ）は平面図，（ｂ）は
（ａ）図のＡ−Ａ断面図である。これらの図において,1
は例えばMgOやLaAl2O3等の誘電率の低い基板であり,2は
超伝導部材からなるグランドプレーン（Ｇ・Ｐ）,3はＧ
・Ｐ上に形成されたSiO2やAl2O3等からなる誘電体膜で
ある。４は超伝導部材からなる入出力用のストリップラ
イン,5は超伝導部材からなるリングであり，このリング
の途中にはジョセフソン接合６が形成されている。７は
リングの上方に所定の距離を隔てて配置された磁界発生
手段（コイル）である。
の一実施例を示すもので，（ａ）は平面図，（ｂ）は
（ａ）図のＡ−Ａ断面図である。これらの図において,1
は例えばMgOやLaAl2O3等の誘電率の低い基板であり,2は
超伝導部材からなるグランドプレーン（Ｇ・Ｐ）,3はＧ
・Ｐ上に形成されたSiO2やAl2O3等からなる誘電体膜で
ある。４は超伝導部材からなる入出力用のストリップラ
イン,5は超伝導部材からなるリングであり，このリング
の途中にはジョセフソン接合６が形成されている。７は
リングの上方に所定の距離を隔てて配置された磁界発生
手段（コイル）である。
上記構成において，リング５の半径をａとしジョセフ
ソン接合６がない場合のインダクタンスをL0,リングの
静電容量をC,ストリップライン４での電磁波の位相速度
をVpとすると，この場合の共振周波数f0とVpの関係は次
式により表わすことができる。
ソン接合６がない場合のインダクタンスをL0,リングの
静電容量をC,ストリップライン４での電磁波の位相速度
をVpとすると，この場合の共振周波数f0とVpの関係は次
式により表わすことができる。
f0＝Vp/λ＝｛Vp/（２πａ）｝・ｎ … λ；共振周波数の波長（ｎ＝1,2,3,…） 次にリングにジョセフソン接合を設け，ジョセフソン接
合の臨界電流をIc,接合部を流れる電流及び電圧をそれ
ぞれI,Vとすると，ジョセフソン効果より， と表わすことができる。
合の臨界電流をIc,接合部を流れる電流及び電圧をそれ
ぞれI,Vとすると，ジョセフソン効果より， と表わすことができる。
式を時間微分すると ∂I/∂ｔ＝Ic cosθ（∂θ／∂ｔ） … となるから，式より Ｖ＝（h/2e）（1/Ic cosθ）・（∂I/∂ｔ） ＝Lj（∂I/∂ｔ） … Lj （h/2e）（1/Ic cosθ） … となる。従ってジョセフソン接合はLJなるインダクタン
スを等価的に担うことになる。
スを等価的に担うことになる。
次にジョセフソン接合を含む超伝導リングは一般にrf
−SQUIDと呼ばれているが，このリング内の磁束の量子
化条件よりリング内の磁束をΦｉとすると， θ＝２π（Φi/Φ０＋κ） … κ＝0,1,2… Φ０＝h/2e;磁束量子 で表わすことができる。
−SQUIDと呼ばれているが，このリング内の磁束の量子
化条件よりリング内の磁束をΦｉとすると， θ＝２π（Φi/Φ０＋κ） … κ＝0,1,2… Φ０＝h/2e;磁束量子 で表わすことができる。
Φｉと外部磁束ΦＸの関係は ΦＸ＝Φｉ＋LIc sin（２πΦi/Φ０） … L;リングのインダクタンス で与えられ，α＝２πLIc/Φ０をパラメータにΦＸとΦ
ｉの関係を示すと第２図の様になる。
ｉの関係を示すと第２図の様になる。
図においてα１ではΦｉはΦＸに対して１価，α＞
１では多価となる。従ってα１となる様にリングのイ
ンダクタンスL,臨界電流Icを選べばθはΦＸに対して一
義的に決まり，この結果式よりΦＸによりLJを一義的
に変化させることができる。
１では多価となる。従ってα１となる様にリングのイ
ンダクタンスL,臨界電流Icを選べばθはΦＸに対して一
義的に決まり，この結果式よりΦＸによりLJを一義的
に変化させることができる。
いま，共振器のインダクタンスをLtとするとこのイン
ダクタンスは Lt（ΦＸ）＝L0＋LJ（ΦＸ） と表わすことができる。
ダクタンスは Lt（ΦＸ）＝L0＋LJ（ΦＸ） と表わすことができる。
従って，′式においてΦＸによりVpを変化させる
ことによりf0を変化させることが可能となる。
ことによりf0を変化させることが可能となる。
＜発明の効果＞ 以上実施例とともに具体的に説明した様に本発明によ
れば，外部磁界により変化するジョセフソン接合の等価
インダクタンスをリング型共振器内に構成したため，リ
ングのインダクタンスを磁界により変化させることによ
り周波数可変共振器を実現することができ，かつ，リン
グを超伝導部材としたため損失が非常に小さいので本質
的にＱ値の高いものとなる。
れば，外部磁界により変化するジョセフソン接合の等価
インダクタンスをリング型共振器内に構成したため，リ
ングのインダクタンスを磁界により変化させることによ
り周波数可変共振器を実現することができ，かつ，リン
グを超伝導部材としたため損失が非常に小さいので本質
的にＱ値の高いものとなる。
第１図は本発明の一実施例を示す平面図（ａ）及び
（ａ）図のＡ−Ａ断面図（ｂ），第２図は磁束量子Φ0,
リング内の磁束Φｉ及び外部磁束ΦＸの関係を示す図，
第３図，第４図は従来装置の構成図である。 １……基板,2……超伝導グランドプレーン,3……誘電体
膜,4……ストリップライン,5……リング,6……ジョセフ
ソン接合,7……磁界発生手段（コイル）。
（ａ）図のＡ−Ａ断面図（ｂ），第２図は磁束量子Φ0,
リング内の磁束Φｉ及び外部磁束ΦＸの関係を示す図，
第３図，第４図は従来装置の構成図である。 １……基板,2……超伝導グランドプレーン,3……誘電体
膜,4……ストリップライン,5……リング,6……ジョセフ
ソン接合,7……磁界発生手段（コイル）。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−190001（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−32203（ＪＰ，Ｕ) 浜崎，等，「ジョセフソン接合素子と マイクロ波回路とのインピーダンス整合 特性」，九大工学集報，第54巻，第６ 号，ＰＰ．683−687 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01P 7/08 H01P 1/203 ＷＰＩ ＪＯＩＳ
Claims (1)
- 【請求項１】基板上に形成された超伝導グランドプレー
ンと，この超伝導グランドプレーン上に形成された誘電
体膜と，この誘電体膜上に形成されたジョセフソン接合
を有する超伝導薄膜からなるリング及びこのリングの近
傍に設けられたストリップラインと，前記リングの上方
に所定の距離を隔てて磁界発生手段を設けたことを特徴
とする周波数可変共振器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2215207A JP2780462B2 (ja) | 1990-08-15 | 1990-08-15 | 周波数可変共振器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2215207A JP2780462B2 (ja) | 1990-08-15 | 1990-08-15 | 周波数可変共振器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0497602A JPH0497602A (ja) | 1992-03-30 |
| JP2780462B2 true JP2780462B2 (ja) | 1998-07-30 |
Family
ID=16668470
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2215207A Expired - Lifetime JP2780462B2 (ja) | 1990-08-15 | 1990-08-15 | 周波数可変共振器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2780462B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5484765A (en) * | 1994-02-04 | 1996-01-16 | Massachusetts Institute Of Technology | Ferrite/superconductor microwave device |
| EP1026773A1 (en) | 1994-06-17 | 2000-08-09 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | High-frequency circuit element |
| DE19508917A1 (de) * | 1995-03-11 | 1996-09-12 | Bosch Gmbh Robert | Planarer supraleitender Resonator |
| JP3823861B2 (ja) * | 2002-03-26 | 2006-09-20 | 松下電器産業株式会社 | バンドパスフィルタとこれを用いた高周波装置 |
| US7253701B2 (en) * | 2004-11-30 | 2007-08-07 | Northrop Grumman Corporation | Multiplexed amplifier |
| CN102563179B (zh) * | 2012-01-09 | 2013-04-24 | 江南大学 | 无静耗电磁阀 |
-
1990
- 1990-08-15 JP JP2215207A patent/JP2780462B2/ja not_active Expired - Lifetime
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 浜崎，等，「ジョセフソン接合素子とマイクロ波回路とのインピーダンス整合特性」，九大工学集報，第５４巻，第６号，ＰＰ．６８３−６８７ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0497602A (ja) | 1992-03-30 |
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