JP4767910B2 - 超電導フィルタ - Google Patents
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Description
(1)給電部を有する誘電体材料からなる誘電体基板と、前記誘電体基板内に配置されたバルク状超電導体と、前記誘電体基板の前記給電部以外の上下面及び側面を被覆してなる金属からなるグランド面と、誘電体材料からなる誘電体ロッド状部材と、前記バルク状超電導体と前記誘電体ロッド状部材との間の相対的位置を変化させる位置調整機構とを有することを特徴とする超電導フィルタ。
(2)前記バルク状超電導体が、リング形状であることを特徴とする(1)に記載の超電導フィルタ。
(3)前記誘電体ロッド状部材は、前記リング形状のバルク状超電導体のリング内に挿入可能な形状であることを特徴とする(2)に記載の超電導フィルタ。
(4)前記バルク状超電導体が、円板形状であることを特徴とする(1)に記載の超電導フィルタ。
(5)前記バルク状超電導体及び前記誘電体ロッド状部材の対が複数あり、前記対と同数の複数個の前記位置調整機構が独立に相対的位置を変化させることを特徴とする(1)〜(4)のいずれかに記載の超電導フィルタ。
(6)前記バルク状超電導体の厚さが、0.01〜10mmであることを特徴とする(1)〜(5)のいずれかに記載の超電導フィルタ。
(7)前記バルク状超電導体が、単結晶状のREBa2Cu3Ox相(REはY又は希土類元素から選ばれる1種又は2種以上)中にRE2BaCuO5相が微細分散した酸化物超電導体であることを特徴とする(1)〜(6)のいずれかに記載の超電導フィルタ。
図1は、本発明における超電導フィルタの構造の一例を示す断面図である。図1では、超電導バルク体から切り出された3個のリング形状の超電導体1が誘電体基板2内に配置されている。超電導体1の上方にも誘電体基板2が存在することで、超電導バルク体1の表面からの電力放射を抑制している。
溶融法で作製した直径46mm、厚さ15mmで、25mol%の211相が123相中に微細分散したDy−Ba−Cu−O系単結晶状酸化物超電導バルク体から外径8.2mm、内径5.0mm、厚さ0.5mmのリング形状の超電導体を切り出し、450℃で100時間酸素気流中において熱処理を実施した。誘電体ロッドは、比誘電率39のセラミックス(京セラ製誘電体セラミックスSG390)で直径4.8mm、高さ4.4mmの円柱形状とし、リング形状の超電導体1内に入る大きさにした。3個のリング形状の超電導体1を図1のように、アルミナ製の誘電体基板2内に配置し、両端に給電線を取り付け、全体を銅製のパッケージに収納した。
超電導体をリング形状にすることによる小型化の効果を調べるために、3次元電磁界シミュレータMW−STUDIO(AET社製)を用いて、共振周波数5GHz、誘電体基板2の厚さ5.9mm、誘電体基板2の誘電率9.9で、有限積分法及び完全境界近似の条件において、ディスク形状及びリング形状の共振器サイズについて検討した。その結果を図5に示す。
誘電体ロッドのチューニング特性の効果を調べるために、リング形状の超電導体を用いた単一共振器において、誘電体ロッドを上下方向に移動させて共振周波数の変化について調べた。モデルの周波数特性の解析には、3次元電磁界シミュレータMW−STUDIO(AET社製)を用いた。リング形状の超電導体1のサイズは、外径8.2mm、内径4.8mm、厚さ1.0mmであった。誘電体基板2はアルミナ基板で、その誘電率は8.1であった。また、誘電体ロッド4のサイズは超電導体1の内径と同径で、その誘電率は39であった。給電線の先端と共振器との距離は、疎結合となる条件で計算を行った。その結果を図8(b)に示す。実線は電力の通過特性を示し、点線は反射特性を示している。図8(a)に示すように、誘電体ロッド4を3mm下方に移動させ、リング形状の超電導体1の内径内に入れることにより、共振周波数は560MHzシフトした。以上により、本実施例においては500MHz以上のチューニング特性が得られることが確認できた。
誘電体ロッドのトリミング特性の効果を調べるために、リング形状の超電導体を用いて、中心周波数が5GHz、帯域幅100MHzの3段フィルタを設計・作製した。リング形状の超電導体1のサイズは、外径8.2mm、内径5.0mm、厚さ0.5mmであり、誘電体基板2はアルミナ基板で、その誘電率は8.1であった。また、誘電体ロッド4のサイズは4.8mmで、その誘電率は39であった。
2 誘電体基板
3 SMAコネクタ
4 誘電体ロッド
5 ロッド上下用トリマー
Claims (7)
- 給電部を有する誘電体材料からなる誘電体基板と、前記誘電体基板内に配置されたバルク状超電導体と、前記誘電体基板の前記給電部以外の上下面及び側面を被覆してなる金属からなるグランド面と、誘電体材料からなる誘電体ロッド状部材と、前記バルク状超電導体と前記誘電体ロッド状部材との間の相対的位置を変化させる位置調整機構とを有することを特徴とする超電導フィルタ。
- 前記バルク状超電導体が、リング形状であることを特徴とする請求項1に記載の超電導フィルタ。
- 前記誘電体ロッド状部材は、前記リング形状のバルク状超電導体のリング内に挿入可能な形状であることを特徴とする請求項2に記載の超電導フィルタ。
- 前記バルク状超電導体が、円板形状であることを特徴とする請求項1に記載の超電導フィルタ。
- 前記バルク状超電導体及び前記誘電体ロッド状部材の対が複数あり、前記対と同数の複数個の前記位置調整機構が独立に相対的位置を変化させることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の超電導フィルタ。
- 前記バルク状超電導体の厚さが、0.01〜10mmであることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の超電導フィルタ。
- 前記バルク状超電導体が、単結晶状のREBa2Cu3Ox相(REはY又は希土類元素から選ばれる1種又は2種以上)中にRE2BaCuO5相が微細分散した酸化物超電導体であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の超電導フィルタ。
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