JP5120203B2 - 超伝導フィルタ - Google Patents

Description

本発明は、共振器パターンを冷却して超伝導状態にして使用することが可能な超伝導フィルタに関する。

近年の無線通信需要の急速な伸びに伴い、高速で大容量の伝送技術が不可欠になってきている。フィルタの小型化及び高性能化を図るために、高温超電導体を配線材料に用いたマイクロストリップライン型の超伝導フィルタの実用化への期待が高まっている。超伝導体は、通常の電気的良導体に比べて、マイクロ波等の高周波領域においても表面電気抵抗が非常に小さい。このため、誘電体基板上に複数の共振器パターンを並べたマイクロストリップライン型のフィルタにおいて、伝送損失の増大を抑制することができる。共振器パターンの数が多いほど、周波数遮断特性が向上し、周波数資源を有効に活用することができる。

共振器パターンには、ヘアピン型、ディスク型、リング型等の種々のパターンが用いられる。ディスク型及びリング型は、ヘアピン型に比べて電流の局在化を抑制できるため、耐電力性に優れる。ただし、これらのパターンを多段に配置すると、ヘアピン型に比べてフィルタ面積が大きくなってしまう。

ディスク型の共振器パターンの一部に切り込み等を入れて、デュアルモードで共振させることにより、１段あたりの周波数遮断特性を向上させることができる。

第１の誘電体基板の表面に形成された共振器パターンの上に、さらに第２の誘電体基板を重ねて配置することにより、電流集中を緩和することができる。第２の誘電体基板の上に、応力分散部材及び加圧板が配置される。加圧板を介して加圧することにより、第２の誘電体基板と共振器パターンとの接触を均一にすることができる。

特開２００６−１０１１８７号公報 特開２００６−３５２４５９号公報

超伝導フィルタの動作時には、超伝導体で形成された共振器パターンを、その臨界温度以下まで冷却して超伝導状態にする。共振器パターンが形成された誘電体基板は、金属のパッケージ内に収容される。共振器パターンを効率的に冷却するために、誘電体基板は、ばね等によってパッケージに押し付けられている。

パッケージを冷却すると、パッケージ、及び誘電体基板が収縮する。パッケージの材料及び誘電体基板の材料の収縮率の違いによって、誘電体基板にせん断応力が印加され、誘電体基板にクラックが発生する場合がある。

ディスクパターンをデュアルモードで共振させる場合には、通常、入力ポートと出力ポートとが、相互に９０°の中心角をなす位置に配置される。例えば、１段目の共振器パターンにおいて、入力ポートから時計回りに９０°回転した位置に出力ポートを配置し、２段目及び３段目の共振器パターンにおいて、入力ポートから反時計回りに９０°回転した位置に出力ポートを配置すると、４段目の共振器パターンが１段目の共振器パターンと隣り合う位置に配置されることになる。

１段目の共振器パターンと４段目の共振器パターンとの電磁気的結合を抑制するために、両者の間の誘電基板にスリットを設け、このスリット内に、グランド電極と同電位にされた導電部材が挿入される。このように、誘電体基板にスリット等を設けると、冷却時にクラックが発生しやすくなる。

上記課題を解決する超伝導フィルタは、
誘電体基板の表面に、超伝導材料で共振器パターンが形成された超伝導フィルタ基板と、
前記超伝導フィルタ基板を収容するパッケージと、
前記パッケージの内面と、前記超伝導フィルタ基板との間に配置され、該パッケージと該超伝導フィルタ基板とを熱的に結合させる中間基板と
を有し、前記パッケージ、中間基板、及び誘電体基板の材料は、室温から前記共振器パターンの臨界温度まで冷却したとき、前記中間基板の収縮率と前記誘電体基板の収縮率との差が、前記誘電体基板の収縮率と前記パッケージの収縮率との差よりも小さくなるように選択されている。

上記課題を解決する他の超伝導フィルタは、
誘電体基板の表面に、超伝導材料で共振器パターンが形成された超伝導フィルタ基板と、
前記超伝導フィルタ基板を収容するパッケージと、
前記パッケージの内面と、前記超伝導フィルタ基板との間に配置され、該パッケージと該超伝導フィルタ基板とを熱的に結合させ、前記パッケージよりも柔らかい材料で形成され、界面ですべりを生じることが可能なように上下に重ねられた少なくとも２枚の柔軟シートと
を有する。

中間基板、または少なくとも２枚の柔軟シートが、超伝導フィルタ基板とパッケージとの間に挿入されることにより、パッケージの収縮に起因して超伝導フィルタ基板に印加される応力が軽減される。これにより、冷却時における超伝導フィルタ基板へのクラックの発生が抑制される。

図面を参照しながら、実施例１〜実施例４について説明する。

図１に、実施例１による超伝導フィルタのパッケージ及び超伝導フィルタ基板の平面図を示す。パッケージ１０内に超伝導フィルタ基板２０が収容されている。パッケージ１０は、長方形の底面と、底面の各辺に連続する側面とを含む。超伝導フィルタ基板２０の外形は、ほぼ長方形であり、パッケージ１０の底面上に配置される。

超伝導フィルタ基板２０は、誘電体基板２１、１段目〜４段目共振器パターン２２Ａ〜２２Ｄ、入力フィーダ２５、及び出力フィーダ２６を含む。１段目〜４段目共振器パターン２２Ａ〜２２Ｄ、入力フィーダ２５、及び出力フィーダ２６は、誘電体基板２１の表面に形成された超伝導体からなるパターンで構成される。共振器パターン２２Ａ〜２２Ｄの各々は、円形の外周の一箇所に切り欠きが設けられた平面形状を有する。１段目〜４段目共振器パターン２２Ａ〜２２Ｄの中心は、長方形の４つの頂点に対応する位置に配置されている。

図１において、左向きの方位を０°とし、時計回りの向きを正の方位角と定義する。２段目共振器パターン２２Ｂは、１段目共振器パターン２２Ａから見て９０°の方位に、所定の間隔を隔てて配置される。３段目共振器パターン２２Ｃは、２段目共振器パターン２２Ｂから見て１８０°の方位に、所定の間隔を隔てて配置される。４段目共振器パターン２２Ｄは、３段目共振器パターン２２Ｃから見て２７０°の方位に、所定の間隔を隔てて配置される。各共振器パターン２２Ａ〜２２Ｄの切り欠きは、各共振器パターン２２Ａ〜２２Ｄの中心から見て方位１３５°の位置に設けられている。

入力フィーダ２５は、第１段目共振器パターン２２Ａに、方位０°の位置で結合する。出力フィーダ２６は、４段目共振器パターン２２Ｄに、方位１８０°の位置で結合する。入力フィーダ２５及び出力フィーダ２６の、共振器パターン側の先端は、共振器パターン２２Ａ、２２Ｄの外周に沿った三日月形状をなす。

１段目共振器パターン２２Ａと２段目共振器パターン２２Ｂ、２段目共振器パターン２２Ｂと３段目共振器パターン２２Ｃ、３段目共振器パターン２２Ｃと４段目共振器パターン２２Ｄとが、それぞれ電磁気的に結合する。

１段目共振器パターン２２Ａと４段目共振器パターン２２Ｄとの間に、誘電体基板１０の表側の表面から裏側の表面まで貫通するスリット２３が設けられている。スリット２３は、１段目共振器パターン２２Ａの中心、及び４段目共振器パターン２２Ｄの中心を通過する仮想直線と直交する方向に細長い平面形状を有する。スリット２３内には、グランド電極に接続された導電性の隔壁が挿入される（図２Ａを参照して後述）。このため、１段目共振器パターン２２Ａと４段目共振器パターン２２Ｄとの間の電磁気的結合は、相互に隣接する他の共振器パターン２２Ａ〜２２Ｄの結合に比べて弱い。

このため、高周波信号は、１段目共振器パターン２２Ａから、２段目及び３段目共振器パターン２２Ｂ、２２Ｃを経由して、４段目共振器パターン２２Ｄまで伝達される。スリット２３は、１段目共振器パターン２２Ａから４段目共振器パターン２２Ｄに電気信号が直接伝達されることを抑制し、２段目共振器パターン２２Ｂ及び３段目共振器パターン２２Ｃに迂回させる機能を持つ。すなわち、２段目共振器パターン２２Ｂ及び３段目共振器パターン２２Ｃは、迂回路を構成していると考えることができる。

パッケージ１０に、入力コネクタ３１及び出力コネクタ３２が取り付けられている。入力コネクタ３１及び出力コネクタ３２の各々は同軸コネクタである。入力コネクタ３１の内部導体が入力フィーダ２５に接続され、出力コネクタ３２の内部導体が出力フィーダ２６に接続される。

誘電体基板２１は、その四隅に対応する位置において、押さえばね４０によりパッケージ１０の底面に押し付けられている。

図２Ａ及び図２Ｂに、それぞれ図１の一点鎖線２Ａ−２Ａ、及び２Ｂ−２Ｂにおける断面図を示す。パッケージ１０の底面の上に、超伝導フィルタ基板２０が載置されている。パッケージ１０には、表面にＮｉ及びＡｕがめっきされた無酸素銅が用いられる。超伝導フィルタ基板２０は、誘電体基板２１を含む。誘電体基板２１はＭｇＯで形成され、その厚さは０．５ｍｍである。なお、ＭｇＯに代えて、単結晶ＬａＡｌＯ_３、サファイア、ＣｅＯ_２等の高誘電率、低損失の誘電体材料を用いてもよい。

誘電体基板２０の表側の表面に、共振器パターン２２Ａ、２２Ｄ、入力フィーダ２５、及び出力フィーダ２６等が形成されている。裏側の表面のほぼ全面に、グランド電極２７が形成されている。共振器パターン２２Ａ、２２Ｄ、入力フィーダ２５、出力フィーダ２６、及びグランド電極２７はＹＢａ_２Ｃｕ_３Ｏ_６＋ｘ（ＹＢＣＯ）で形成され、その厚さは１００〜５００ｎｍである。なお、ＹＢＣＯに代えて、その他の酸化物超伝導材料、例えばＲ−Ｂａ−Ｃｕ−Ｏ系（ＲはＮｂ、Ｙｍ、Ｓｍ、またはＨｏ）材料、Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系材料、Ｐｂ−Ｂｉ−Ｓｒ−Ｃａ−Ｃｕ−Ｏ系材料、ＣｕＢａ_ｐＣａ_ｑＣｕ_ｒＯ_ｘ系材料（１．５＜ｐ＜２．５、２．５＜ｑ＜３．５、３．５＜ｒ＜４．５）等を用いてもよい。

超伝導フィルタ基板２０とパッケージ１０の底面との間に、下側柔軟シート３４、中間基板３５、及び上側柔軟シート３６が、この順番に重ねて挿入されている。下側柔軟シート３４及び上側柔軟シート３６の各々は、Ｉｎで形成された厚さ０．１ｍｍのシートである。中間基板３５にはコバールが用いられ、その厚さは０．２ｍｍである。下側柔軟シート３４及び上側柔軟シート３６は、パッケージ１０、中間基板３５、及びグランド電極２７よりも柔らかい。

押さえばね４０が、超伝導フィルタ基板２０を、パッケージ１０の底面に押し付けている。押さえばね４０には、例えば板ばねが用いられる。押さえばね４０の固定端は、パッケージ１０にねじ止めされ、作用端が、誘電体基板２１の上面に接触する。

パッケージ１０の上方の開放部は、シールドカバー１２により塞がれている。シールドカバー１２は、無酸素銅で形成される。スリット２３内に、隔壁４２が挿入されている。隔壁４２の下方の縁は、上側柔軟シート３６に接触する。隔壁４２の上方の縁は、シールドカバー１２に設けられたスリットを通ってシールドカバー１２の外まで導出されている。シールドカバー１２に取り付けられたばね支持部材１５に支持された押さえばね１６が、隔壁４２をパッケージ１０に押し付けている。

以下、超伝導フィルタ基板２０の作製方法について説明する。例えば直径２インチの単結晶ＭｇＯ基板の表面に、パルスレーザ蒸着によりＹＢＣＯ膜を形成する。フォトリソグラフィ技術を用いて、このＹＢＣＯ膜をパターニングすることにより、共振器パターン２２Ａ〜２２Ｄ、入力フィーダ２５、及び出力フィーダ２６を形成する。５ＧＨｚの共振器として動作させる場合、共振器パターン２２Ａ〜２２Ｄの各々の直径は、約１１ｍｍである。

次に、ダイシングソーを用いてＭｇＯ基板を、４６ｍｍ×３６．５ｍｍの長方形状に切断する。入力フィーダ２５及び出力フィーダ２６の端部（共振器パターン２２Ａ、２２Ｄから遠い方の端部）に、Ｃｒ膜、Ｐｄ膜、及びＡｕ膜がこの順番に積層された電極を形成する。この電極は、蒸着及びリフトオフ法を用いて形成することができる。誘電体基板２１の裏側の表面に、パルスレーザ蒸着によりＹＢＣＯ膜を形成する。その表面に、Ａｇ膜を蒸着する。なお、これらの金属膜の形成には、蒸着に代えて、スパッタリング、厚膜印刷法等を採用することも可能である。

誘電体基板２１に、スリット２３を形成する。スリット２３の形成には、超音波加工法、レーザ加工法、サンドブラスト法等を用いることができる。

図３に示すように、超伝導フィルタ基板２０を収容したパッケージ１０は、真空断熱容器５０内のコールドプレート５１に固定される。動作時には、真空断熱容器５０内が０．１Ｐａまで真空排気され、コールドプレート５１が約７０Ｋまで冷却される。

下側柔軟シート３４及び上側柔軟シート３６は、それらに接する表面の凹凸に倣って変形することにより、隙間の発生を防止する。これにより、超伝導フィルタ基板２０を効率的に冷却することができる。また、下側柔軟シート３４、中間基板３５、及び上側柔軟シート３６は導電材料で形成されており、パッケージ１０とグランド電極２７とを電気的に接続する機能を持つ。

室温から、共振器パターン２２Ａ〜２２Ｄが超伝導状態になる臨界温度以下（例えば約７０Ｋ）まで冷却すると、パッケージ１０、シールドカバー１２、誘電体基板２１、及び中間基板３５等が収縮する。これらの材料の熱膨張係数が異なるため、収縮率も異なる。「収縮率」は、応力フリーのときの収縮前の材料の長さをＬ０、収縮後の材料の長さをＬ１としたとき、（Ｌ０−Ｌ１）／Ｌ０と定義される。

図７に、パッケージ１０に用いられるＣｕ及びＡｌ、中間基板３５に用いられるコバール、誘電体基板２１に用いられるＭｇＯ、柔軟シート３４、３６に用いられるＩｎの熱膨張係数を示す。

室温から臨界温度まで冷却したとき、パッケージ１０の収縮率が最も大きく、誘電体基板２０の収縮率が最も小さく、中間基板３５の収縮率が両者の間の大きさである。これらの収縮率の違いにより、誘電体基板２１に、面内に縮む向きのせん断応力が印加される。パッケージ１０と誘電体基板２１との間に、中間的な収縮率を持つ中間基板３５が挿入されているため、誘電体基板２１に印加される応力が緩和される。

下側柔軟シート３４及び上側柔軟シート３６に用いられているＩｎの０〜１００℃の範囲内の熱膨張係数は、パッケージ１０に用いられるＣｕの熱膨張係数よりも大きい。このため、上側柔軟シート３６と誘電体基板２１との熱膨張係数の差は、パッケージ１０と誘電体基板２１との熱膨張係数の差よりも大きくなる。ただし、Ｉｎは、パッケージ１０、中間基板３５、及び誘電体基板２１に比べて柔らかいため、下側柔軟シート３４及び上側柔軟シート３６は、周囲の部材の収縮に合わせて自分自身が容易に歪む。すなわち、柔軟シート３４、３６の現実の収縮率は、材料固有の収縮率に殆ど依存せず、周囲の材料の収縮率に整合する。ここで、「現実の収縮率」は、周囲の材料から応力を受けているときの収縮前の寸法に対する収縮量の比で定義される。このため、下側柔軟シート３４及び上側柔軟シート３６の材料固有の収縮率は、誘電体基板２１に印加される応力には大きな影響を及ぼさない。

図４Ａに、比較例によるフィルタの断面図を示す。この比較例によるフィルタにおいては、超伝導フィルタ基板２０とパッケージ１０との間に、Ｉｎからなる１枚の柔軟シート５０のみが配置され、上記実施例１の中間基板３５に相当する基板は配置されていない。

図４Ｂに、臨界温度まで冷却したときのフィルタの断面図を示す。誘電体基板２１に、スリット２３を起点としたクラックが発生し、誘電体基板２１の中央部が盛り上がる。これは、誘電体基板２１が、パッケージ１０の相対的に大きな収縮により、面内方向に縮む向きのせん断応力を受けたためである。実際に、複数の試料を作製して評価を行ったところ、ほぼすべての試料においてクラックの発生が認められた。

これに対し、中間基板３５を挿入した実施例１によるフィルタにおいては、クラックの発生は生じなかった。これは、中間基板３５が配置されていることにより、誘電体基板２１に印加されるせん断応力が軽減されるためである。このように、中間基板３５を挿入することにより、誘電体基板２１におけるクラックの発生を防止することができる。

クラックの発生を防止するために、中間基板３５には、室温から超伝導材料の臨界温度まで冷却したときの収縮率が、誘電体基板２１の収縮率に近い材料を用いることが好ましい。例えば、パッケージ１０の収縮率よりも小さく、かつ誘電体基板２１の収縮率以上の収縮率を持つ材料を用いることが好ましい。すなわち、パッケージ、中間基板、及び誘電体基板の材料は、室温から、共振器パターン２２Ａ〜２２Ｄの臨界温度まで冷却したとき、中間基板３５の収縮率と誘電体基板２１の収縮率との差が、誘電体基板２１の収縮率とパッケージ１０の収縮率との差よりも小さくなるように選択すればよい。この条件を満たせば、中間基板３５に、誘電体基板２１の収縮率よりも小さな材料を用いてもよい。

図５に、実施例２によるフィルタの断面図を示す。パッケージ１０と超伝導フィルタ基板２０との間に、２枚の柔軟シート５３及び５４が、重ねて配置されている。実施例１のフィルタに用いられていた中間基板３５は配置されない。その他の構成は、実施例１のフィルタの構成と同一である。柔軟シート５３、５４には、例えばＩｎが用いられる。

実施例２において、パッケージ１０が冷却されて収縮する際に、２枚の柔軟シート５３と５４との界面ですべりが生じ、誘電体基板２１を面内方向に縮めようとする向きの応力の伝達が抑制される。このため、誘電体基板２１にクラックが発生することを抑制できる。

図６Ａに、実施例３によるフィルタのパッケージ１０及び超伝導フィルタ基板２０の平面図を示す。実施例１では、４段の共振器パターン２２Ａ〜２２Ｄが縦列接続されていたが、実施例３では、８段の共振器パターン２２Ａ〜２２Ｈが縦列接続されている。１段目共振器パターン２２Ａを基準として、方位１８０°の方向に４段目共振器パターン２２Ｄ、５段目共振器パターン２２Ｅ、及び８段目共振器パターン２２Ｈがこの順番に配列している。１段目共振器パターン２２Ａ、４段目共振器パターン２２Ｄ、５段目共振器パターン２２Ｅ、及び８段目共振器パターン２２Ｈを、それぞれ基準として、方位９０°の方向に、２段目共振器パターン２２Ｂ、３段目共振器パターン２２Ｃ、６段目共振器パターン２２Ｆ、及び７段目共振器パターン２２Ｇが配置されている。

１段目共振器パターン２２Ａと４段目共振器パターン２２Ｄとの間、３段目共振器パターン２２Ｃと６段目共振器パターン２２Ｆとの間、及び５段目共振器パターン２２Ｅと８段目共振器パターン２２Ｈとの間に、それぞれスリット２３が設けられている。スリット２３内には、図２Ａに示した実施例１の場合と同様に、導電性の隔壁が挿入されている。このように、隣り合わせて配置されているが、電磁気的に結合させたくない２つの共振器パターンの間にスリット２３が配置される。

パッケージ１０と超伝導フィルタ基板２０との間には、図２Ａ及び図２Ｂに示した実施例１の場合と同様に、中間基板３５が配置されている。または、図５に示した実施例２の場合と同様に、少なくとも２枚の柔軟シート５３、５４が配置されている。誘電体基板２１に複数のスリット２３が形成されている場合でも、中間基板３５、または少なくとも２枚の柔軟シート５３、５４を配置することにより、冷却時に誘電体基板２１にクラックが発生することを防止できる。

図６Ｂに、実施例４によるフィルタのパッケージ１０及び超伝導フィルタ基板２０の平面図を示す。１段目〜８段目共振器パターン２２Ａ〜２２Ｈの配置は、図６Ａに示した実施例３における配置と同一である。

実施例４では、１段目共振器パターン２２Ａと２段目共振器パターン２２Ｂとの間に、接続線路パターン６０が配置されている。同様に、１つの共振器パターンと、その次段の共振器パターンとの間に、接続線路パターンが配置されている。これらの接続線路パターンは、共振器パターン２２Ａ〜２２Ｄ等と同様に、酸化物超伝導材料で形成される。

１段目共振器パターン２２Ａと２段目共振器パターン２２Ｂとを結合させる接続線路パターン６０の両側に、それぞれ接続線路パターンに直交する方向に延在するスリット６１が設けられている。方位１８０°の方向に延びるスリット６１は、１段目共振器パターン２２Ａと４段目共振器パターン２２Ｄとの間に配置されたスリット２３と直交する。他の接続線路パターンの両側にも、同様のスリットが設けられている。これらのスリット内には、導電性の隔壁が挿入される。

接続線路パターンの両側にスリットを配置し、その中に導電性の隔壁を挿入することにより、接続線路パターンに電気信号を集中させることができる。

パッケージ１０と超伝導フィルタ基板２０との間には、図２Ａ及び図２Ｂに示した実施例１の場合と同様に、中間基板３５が配置されている。または、図５に示した実施例２の場合と同様に、少なくとも２枚の柔軟シート５３、５４が配置されている。誘電体基板２１に、単純な直線状のスリットではなく、相互に交差するようなスリットが形成されている場合でも、中間基板３５、または少なくとも２枚の柔軟シート５３、５４を配置することにより、冷却時に誘電体基板２１にクラックが発生することを防止できる。

上記実施例１〜実施例４では、共振器パターンの片側にのみグランド電極が配置されたマイクロストリップライン構造が採用されている。図２Ａ及び図２Ｂに示した実施例１の中間基板３５を配置する構成、及び図５に示した実施例２の少なくとも２枚の柔軟シート５３、５４を配置する構成は、共振器パターンの両側にグランド電極を配置したストリップライン構造にも適用することが可能である。

以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれらに制限されるものではない。例えば、種々の変更、改良、組み合わせ等が可能なことは当業者に自明であろう。

以上の実施例１〜実施例４を含む実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。

（付記１）
誘電体基板の表面に、超伝導材料で共振器パターンが形成された超伝導フィルタ基板と、
前記超伝導フィルタ基板を収容するパッケージと、
前記パッケージの内面と、前記超伝導フィルタ基板との間に配置され、該パッケージと該超伝導フィルタ基板とを熱的に結合させる中間基板と
を有し、前記パッケージ、中間基板、及び誘電体基板の材料は、室温から前記共振器パターンの臨界温度まで冷却したとき、前記中間基板の収縮率と前記誘電体基板の収縮率との差が、前記誘電体基板の収縮率と前記パッケージの収縮率との差よりも小さくなるように選択されている超伝導フィルタ。

（付記２）
前記超伝導フィルタ基板は、誘電体基板の裏側の表面に形成されたグランド電極を有し、該グランド電極は、前記中間基板に電気的に接続される付記１に記載の超伝導フィルタ。

（付記３）
さらに、前記超伝導フィルタ基板及び中間基板を、前記パッケージの内面に押し付ける押付機構を有する付記１または２に記載の超伝導フィルタ。

（付記４）
前記超伝導フィルタ基板に、一方の表面から他方の表面まで貫通するスリットが形成されている付記１乃至３のいずれか１項に記載の超伝導フィルタ。

（付記５）
前記パッケージ及び前記中間基板が導電材料で形成され、前記中間基板が前記パッケージに電気的に接続されており、
さらに、前記スリットに挿入され、前記中間基板に電気的に接続された導電性の隔壁を有する付記４に記載の超伝導フィルタ。

（付記６）
前記共振器パターンは、前記スリットの一方の側に配置された第１のパターンと、他方の側に配置された第２のパターンと、前記スリットを迂回して前記第１のパターンから前記第２のパターンまで高周波信号を伝達させる迂回パターンとを含む付記４または５に記載の超伝導フィルタ。

（付記７）
さらに、前記中間基板と前記パッケージとの間、及び前記中間基板と前記超伝導フィルタ基板との間の少なくとも一方に挿入され、該中間基板よりも柔らかい材料で形成された柔軟シートを有する付記１乃至６のいずれか１項に記載の超伝導フィルタ。

（付記８）
誘電体基板の表面に、超伝導材料で共振器パターンが形成された超伝導フィルタ基板と、
前記超伝導フィルタ基板を収容するパッケージと、
前記パッケージの内面と、前記超伝導フィルタ基板との間に配置され、該パッケージと該超伝導フィルタ基板とを熱的に結合させ、前記パッケージよりも柔らかい材料で形成され、上下に重ねられた少なくとも２枚の柔軟シートと
を有する超伝導フィルタ。

（付記９）
前記超伝導フィルタ基板は、誘電体基板の裏側の表面に形成されたグランド電極を有し、前記柔軟シートは、該グランド電極よりも柔らかい材料で形成されている付記８に記載の超伝導フィルタ。

（付記１０）
さらに、前記超伝導フィルタ基板を、前記パッケージの内面に押し付ける押付機構を有する付記８または９に記載の超伝導フィルタ。

（付記１１）
前記超伝導フィルタ基板に、一方の表面から他方の表面まで貫通するスリットが形成されている付記８乃至１０のいずれか１項に記載の超伝導フィルタ。

（付記１２）
前記パッケージ及び前記柔軟シートが導電材料で形成され、前記柔軟シートが前記パッケージ材料に電気的に接続されており、
さらに、前記スリットに挿入され、前記柔軟シートに電気的に接続された導電性の隔壁を有する付記１１に記載の超伝導フィルタ。

（付記１３）
前記共振器パターンは、前記スリットの一方の側に配置された第１のパターンと、他方の側に配置された第２のパターンと、前記スリットを迂回して前記第１のパターンから前記第２のパターンまで高周波信号を伝達させる迂回パターンとを含む付記１１または１２に記載の超伝導フィルタ。

実施例１によるフィルタのパッケージと超伝導フィルタ基板の平面図である。 （２Ａ）及び（２Ｂ）は、それぞれ図１の一点鎖線２Ａ−２Ａ、２Ｂ−２Ｂにおける断面図である。 実施例１によるフィルタ、及び真空断熱容器の概略断面図である。 （４Ａ）は、参考例によるフィルタの断面図であり、（４Ｂ）は、参考例によるフィルタを臨界温度まで冷却したときの断面図である。 実施例２によるフィルタの断面図である。 （６Ａ）及び（６Ｂ）は、それぞれ実施例３及び実施例４によるフィルタのパッケージと超伝導フィルタ基板との平面図である。 実施例に用いられるフィルタ材料の熱膨張係数を示す図表である。

符号の説明

１０ パッケージ
１２ シールドカバー
１５ ばね支持部材
１６ 押さえばね
２０ 超伝導フィルタ基板
２１ 誘電体基板
２２Ａ〜２２Ｈ 共振器パターン
２３ スリット
２５ 入力フィーダ
２６ 出力フィーダ
２７ グランド電極
３１ 入力コネクタ
３２ 出力コネクタ
３４ 下側柔軟シート
３５ 中間基板
３６ 上側柔軟シート
４０ 押さえばね
４２ 隔壁
５０ 真空断熱容器
５１ コールドプレート
５３、５４ 柔軟シート
６０ 接続線路パターン
６１ スリット

Claims (10)

1. 誘電体基板の表面に、超伝導材料で共振器パターンが形成された超伝導フィルタ基板と、
   前記超伝導フィルタ基板を収容するパッケージと、
   前記パッケージの内面と、前記超伝導フィルタ基板との間に配置され、該パッケージと該超伝導フィルタ基板とを熱的に結合させる中間基板と
   を有し、前記パッケージ、中間基板、及び誘電体基板の材料は、室温から前記共振器パターンの臨界温度まで冷却したとき、前記中間基板の収縮率と前記誘電体基板の収縮率との差が、前記誘電体基板の収縮率と前記パッケージの収縮率との差よりも小さくなるように選択されている超伝導フィルタ。
2. 前記超伝導フィルタ基板は、誘電体基板の裏側の表面に形成されたグランド電極を有し、該グランド電極は、前記中間基板に電気的に接続される請求項１に記載の超伝導フィルタ。
3. さらに、前記超伝導フィルタ基板及び中間基板を、前記パッケージの内面に押し付ける押付機構を有する請求項１または２に記載の超伝導フィルタ。
4. 前記超伝導フィルタ基板に、一方の表面から他方の表面まで貫通するスリットが形成されている請求項１乃至３のいずれか１項に記載の超伝導フィルタ。
5. 前記パッケージ及び前記中間基板が導電材料で形成され、前記中間基板が前記パッケージに電気的に接続されており、
   さらに、前記スリットに挿入され、前記中間基板に電気的に接続された導電性の隔壁を有する請求項４に記載の超伝導フィルタ。
6. 前記共振器パターンは、前記スリットの一方の側に配置された第１のパターンと、他方の側に配置された第２のパターンと、前記スリットを迂回して前記第１のパターンから前記第２のパターンまで高周波信号を伝達させる迂回パターンとを含む請求項４または５に記載の超伝導フィルタ。
7. さらに、前記中間基板と前記パッケージとの間、及び前記中間基板と前記超伝導フィルタ基板との間の少なくとも一方に挿入され、該中間基板よりも柔らかい材料で形成された柔軟シートを有する請求項１乃至６のいずれか１項に記載の超伝導フィルタ。
8. 誘電体基板の表面に、超伝導材料で共振器パターンが形成された超伝導フィルタ基板と、
   前記超伝導フィルタ基板を収容するパッケージと、
   前記パッケージの内面と、前記超伝導フィルタ基板との間に配置され、該パッケージと該超伝導フィルタ基板とを熱的に結合させ、前記パッケージよりも柔らかい材料で形成され、界面ですべりを生じることが可能なように上下に重ねられた少なくとも２枚の柔軟シートと
   を有する超伝導フィルタ。
9. 前記超伝導フィルタ基板は、誘電体基板の裏側の表面に形成されたグランド電極を有し、前記柔軟シートは、該グランド電極よりも柔らかい材料で形成されている請求項８に記載の超伝導フィルタ。
10. さらに、前記超伝導フィルタ基板を、前記パッケージの内面に押し付ける押付機構を有する請求項８または９に記載の超伝導フィルタ。

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