JP5120278B2 - Superconducting tunable filter device, nonlinear strain measuring device, nonlinear strain measuring method - Google Patents
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Description
本発明は、超伝導チューナブルフィルタ装置、非線形歪測定装置、非線形歪測定方法に関する。 The present invention relates to a superconducting tunable filter device, a nonlinear distortion measuring device, and a nonlinear distortion measuring method.
近年、次世代移動通信システムや広帯域無線アクセスなど高速・大容量のデータ通信へ移行するにともない、周波数の有効利用が必要不可欠となっている。
特に、無線基地局の送信系において、隣接チャネルへの漏洩電力は電波法で厳しく制限されている。このため、非線形歪の小さい通信機器の要望が益々増大している。
ところで、高周波デバイスや高周波部品などのサンプル(被測定物)の非線形歪を測定する方法として、いわゆる2−tone法を用いることが考えられる。
In recent years, with the shift to high-speed and large-capacity data communication such as next-generation mobile communication systems and broadband wireless access, effective use of frequencies has become indispensable.
In particular, in the transmission system of a radio base station, leakage power to adjacent channels is severely limited by the Radio Law. For this reason, there is an increasing demand for communication devices with small nonlinear distortion.
By the way, it is conceivable to use a so-called 2-tone method as a method for measuring nonlinear distortion of a sample (measurement object) such as a high-frequency device or a high-frequency component.
例えば図10に示すように、異なる周波数f1,f2の2つの基本波信号を等レベルでサンプルに入力する。サンプルの非線形性によって周波数2f1−f2,2f2−f1の相互変調歪(IMD;Inter Modulation Distortion)信号が周波数f1,f2の基本波信号の両側に発生する。これらのIMD信号を、スペクトラムアナライザを用いて測定する。これにより、サンプルの非線形歪を測定する。
For example, as shown in FIG. 10, two fundamental wave signals having different frequencies f 1 and f 2 are input to the sample at equal levels. Intermodulation distortion (IMD) signals with
この場合、IMD信号よりも遥かに高いレベルの基本波信号がスペクトラムアナライザに入力されることになってしまう。そこで、周波数依存性がほとんど無い通常のアッテネータ(減衰器)を設けることになる。
しかしながら、アッテネータを設けると、基本波信号とともにIMD信号も減衰してしまうことになる。場合によっては、IMD信号はスペクトラムアナライザのノイズレベルになってしまい、IMD信号を高精度に測定することが困難である。特に、受動相互変調歪(PIM;Passive Inter Modulation)などの僅かな歪成分を高精度に測定するのは難しい。
In this case, a fundamental wave signal having a level much higher than that of the IMD signal is input to the spectrum analyzer. Therefore, a normal attenuator (attenuator) having almost no frequency dependence is provided.
However, when an attenuator is provided, the IMD signal is attenuated together with the fundamental wave signal. In some cases, the IMD signal becomes a noise level of the spectrum analyzer, and it is difficult to measure the IMD signal with high accuracy. In particular, it is difficult to measure a slight distortion component such as passive intermodulation distortion (PIM) with high accuracy.
そこで、キャンセル回路を設け、基本波信号を分岐し、分岐された信号の位相及び振幅を調整し、基本波信号と合成することで、基本波信号を抑圧することが考えられる。
なお、超伝導フィルタを用いる場合に、超伝導フィルタで発生する相互変調歪を補償すべく、超伝導フィルタで発生すると予想される相互変調歪の逆特性の歪信号を、超伝導フィルタから出力される信号に合成するようにした歪補償回路もある。
Therefore, it is conceivable to suppress the fundamental wave signal by providing a cancel circuit, branching the fundamental wave signal, adjusting the phase and amplitude of the branched signal, and synthesizing it with the fundamental wave signal.
When using a superconducting filter, in order to compensate for the intermodulation distortion generated in the superconducting filter, a distortion signal having a reverse characteristic of the intermodulation distortion expected to be generated in the superconducting filter is output from the superconducting filter. There is also a distortion compensation circuit that is combined with a signal to be synthesized.
しかしながら、上述のキャンセル回路を設けて基本波信号を抑圧するものでは、基本波信号を抑圧するための回路が複雑であり、特に、位相調整が難しい。このため、非線形歪を高精度に測定するのは困難である。
また、通信機器は、半導体パワーアンプやケーブルといった非線形歪レベルが異なる部品で構成されている。このため、より低歪化を図ったり、歪要因を分離したりするために、歪成分を高精度かつ高ダイナミックに測定できるようにすることが不可欠である。
However, in the case where the cancellation circuit is provided to suppress the fundamental wave signal, the circuit for suppressing the fundamental wave signal is complicated, and phase adjustment is particularly difficult. For this reason, it is difficult to measure nonlinear distortion with high accuracy.
Moreover, the communication equipment is composed of parts having different nonlinear distortion levels such as semiconductor power amplifiers and cables. For this reason, it is essential to be able to measure distortion components with high accuracy and high dynamics in order to further reduce distortion and to separate distortion factors.
また、最適な通信アクセスを得るために、複数のシステム、即ち、複数の周波数帯に対応する通信機器が望まれる。このため、歪成分を広い周波数領域において高精度に測定できるようにすることも重要である。
そこで、簡便な構成で、広い周波数領域において、高精度かつ高ダイナミックに非線形歪を測定できるようにしたい。
Further, in order to obtain optimum communication access, a plurality of systems, that is, communication devices corresponding to a plurality of frequency bands are desired. For this reason, it is also important to be able to measure distortion components with high accuracy in a wide frequency range.
Therefore, it is desirable to measure nonlinear distortion with high accuracy and high dynamicity in a wide frequency range with a simple configuration.
このため、本超伝導チューナブルフィルタ装置は、誘電体基板と、誘電体基板の表面に超伝導材料によって形成された共振器パターン及び入出力フィーダと、誘電体基板の裏面に超伝導材料によって形成され、2つのリジェクト帯域を有するフィルタ特性を形成するための開口部を有するグランド層とを備えるバンドリジェクション型の超伝導フィルタと、超伝導フィルタのフィルタ特性のリジェクト帯域幅をチューニングするためのロッドと、開口部の大きさが調整されるように超伝導フィルタに対するロッドの位置を調整するためのロッド用位置調整手段とを備えることを要件とする。 For this reason, this superconducting tunable filter device is formed of a dielectric substrate, a resonator pattern and input / output feeder formed of a superconducting material on the surface of the dielectric substrate, and a superconducting material on the back surface of the dielectric substrate. A band rejection superconducting filter comprising a ground layer having an opening for forming a filter characteristic having two reject bands, and a rod for tuning the reject bandwidth of the filter characteristic of the superconducting filter And a rod position adjusting means for adjusting the position of the rod with respect to the superconducting filter so that the size of the opening is adjusted .
本非線形歪測定装置は、異なる周波数の2つの基本信号をサンプルに入力し、サンプルの非線形性によって生じる相互変調歪信号を測定する非線形歪測定装置であって、サンプルから出力される基本信号及びサンプルの非線形性によって生じる相互変調歪信号のうち基本信号のみを減衰させる超伝導チューナブルフィルタ装置を備え、超伝導チューナブルフィルタ装置が、誘電体基板と、誘電体基板の表面に超伝導材料によって形成された共振器パターン及び入出力フィーダと、誘電体基板の裏面に超伝導材料によって形成され、2つのリジェクト帯域を有するフィルタ特性を形成するための開口部を有するグランド層とを備えるバンドリジェクション型の超伝導フィルタと、超伝導フィルタのフィルタ特性のリジェクト帯域幅をチューニングするためのロッドと、開口部の大きさが調整されるように超伝導フィルタに対するロッドの位置を調整するためのロッド用位置調整手段とを備えることを要件とする。 The nonlinear distortion measuring apparatus is a nonlinear distortion measuring apparatus that inputs two basic signals of different frequencies to a sample and measures an intermodulation distortion signal generated by the nonlinearity of the sample, the basic signal output from the sample and the sample A superconducting tunable filter device that attenuates only the fundamental signal among the intermodulation distortion signals caused by the nonlinearity of the substrate is formed by a superconducting material on the surface of the dielectric substrate and the dielectric substrate. Band-rejection type comprising: a resonator pattern and an input / output feeder, and a ground layer formed of a superconducting material on the back surface of the dielectric substrate and having an opening for forming a filter characteristic having two reject bands Tuning of the superconducting filter, the reject band width of the filter characteristic of the superconducting filter A rod for it may be a requirement that comprises a rod for position adjustment means for the size of the opening to adjust the position of the rod relative to the superconducting filter as adjusted.
本非線形歪測定方法は、異なる周波数の2つの基本信号をサンプルに入力し、誘電体基板と、誘電体基板の表面に超伝導材料によって形成された共振器パターン及び入出力フィーダと、誘電体基板の裏面に超伝導材料によって形成され、2つのリジェクト帯域を有するフィルタ特性を形成するための開口部を有するグランド層とを備えるバンドリジェクション型の超伝導フィルタと、超伝導フィルタのフィルタ特性のリジェクト帯域幅をチューニングするためのロッドと、開口部の大きさが調整されるように超伝導フィルタに対するロッドの位置を調整するためのロッド用位置調整手段とを備える超伝導チューナブルフィルタ装置によって、サンプルから出力される基本信号及びサンプルの非線形性によって生じる相互変調歪信号のうち基本信号のみを減衰させ、相互変調歪信号を測定する非線形歪測定方法であって、サンプルに応じて2つの基本信号の周波数を設定し、2つの基本信号の周波数に応じて、超伝導チューナブルフィルタ装置のフィルタ特性の中心周波数及びリジェクト帯域幅を調整することを要件とする。 In this nonlinear distortion measurement method, two basic signals of different frequencies are input to a sample, a dielectric substrate, a resonator pattern and input / output feeder formed of a superconducting material on the surface of the dielectric substrate, and a dielectric substrate A band-rejection type superconducting filter comprising a ground layer having an opening for forming a filter characteristic having two reject bands, and rejecting the filter characteristic of the superconducting filter. A superconducting tunable filter device comprising a rod for tuning the bandwidth and a rod position adjusting means for adjusting the position of the rod relative to the superconducting filter so that the size of the opening is adjusted. Among the fundamental signal output from the signal and the intermodulation distortion signal caused by the nonlinearity of the sample Only to attenuate the issue, a nonlinear distortion measuring method for measuring the intermodulation distortion signal, and sets the frequency of the two basic signal according to the sample, depending on the frequencies of the two basic signal, superconducting tunable It is a requirement to adjust the center frequency and reject bandwidth of the filter characteristics of the filter device.
したがって、本超伝導チューナブルフィルタ装置、非線形歪測定装置、非線形歪測定方法によれば、簡便な構成で、広い周波数領域において、高精度かつ高ダイナミックに非線形歪を測定できるという利点がある。 Therefore, according to the present superconducting tunable filter device, non-linear strain measuring device, and non-linear strain measuring method, there is an advantage that non-linear strain can be measured with high accuracy and high dynamic in a wide frequency range with a simple configuration.
以下、図面により、本実施形態にかかる超伝導チューナブルフィルタ装置、非線形歪測定装置、非線形歪測定方法について、図1〜図6を参照しながら説明する。
本実施形態にかかる非線形歪測定装置は、例えば移動通信システムにおける高度な電波の共同利用に向けた要素技術としての超伝導チューナブルフィルタ装置を備える非線形歪測定装置である。
Hereinafter, a superconducting tunable filter device, a nonlinear distortion measuring device, and a nonlinear distortion measuring method according to the present embodiment will be described with reference to FIGS.
The nonlinear distortion measuring apparatus according to the present embodiment is a nonlinear distortion measuring apparatus including a superconducting tunable filter device as an elemental technology for advanced shared use of radio waves in a mobile communication system, for example.
本非線形歪測定装置は、図6に示すように、異なる周波数f1,f2の2つの基本信号を、サンプル50に入力し、サンプル50の非線形性によって生じる相互変調歪信号(IMD信号;PIM信号;周波数2f1−f2,2f2−f1)を測定する非線形歪測定装置である。なお、サンプル50は、高周波デバイスや高周波部品などの被測定物である。
本非線形歪測定装置は、サンプル50から出力される基本信号及びサンプルの非線形性によって生じる相互変調歪信号のうち基本信号のみを減衰させる超伝導チューナブルフィルタ装置1を備える。つまり、本非線形歪測定装置は、従来の非線形歪測定装置において用いられていたアッテネータの代わりに超伝導チューナブルフィルタ装置1を備える。
As shown in FIG. 6, the present nonlinear distortion measuring apparatus inputs two basic signals having different frequencies f 1 and f 2 to a
This nonlinear distortion measuring apparatus includes a superconducting
このため、本実施形態の非線形歪測定方法では、異なる周波数の2つの基本信号をサンプル50に入力し、サンプル50から出力される基本信号及び相互変調歪信号のうち基本信号のみを超伝導チューナブルフィルタ装置1によって減衰させ、相互変調歪信号を測定することになる。
特に、本実施形態では、サンプル50に応じて第1信号源2及び第2信号源3から出力される2つの基本信号の周波数を設定し、2つの基本信号の周波数に応じて、超伝導チューナブルフィルタ装置1のチューニングを行なうことができるようになっている。
For this reason, in the nonlinear distortion measurement method of this embodiment, two basic signals having different frequencies are input to the
In particular, in the present embodiment, the frequencies of two basic signals output from the
ここでは、超伝導チューナブルフィルタ装置1のフィルタ特性の中心周波数及びリジェクト帯域幅を調整することによってチューニングを行なうようにしている。
ここで、超伝導チューナブルフィルタ装置1のフィルタ特性の中心周波数とは、フィルタ特性の2つのリジェクト帯域の中間位置における周波数である。つまり、フィルタ特性の中心周波数とは、2つのリジェクト帯域のピークの平均周波数である。また、超伝導チューナブルフィルタ装置1のフィルタ特性のリジェクト帯域幅とは、2つのリジェクト帯域の間隔(ピーク間距離)である。つまり、フィルタ特性のリジェクト帯域幅とは、2つのリジェクト帯域のピークの周波数差である。
Here, tuning is performed by adjusting the center frequency and reject bandwidth of the filter characteristics of the superconducting
Here, the center frequency of the filter characteristic of the superconducting
なお、フィルタ特性の2つのリジェクト帯域のピークの周波数は、2つの基本信号の周波数に合わせるのが好ましい。この場合、フィルタ特性の中心周波数は、2つの基本信号の中間位置における周波数(2つの基本信号の平均周波数)と同じになる。また、フィルタ特性のリジェクト帯域幅は、2つの基本信号の間隔(2つの基本信号の周波数差)と同じになる。 Note that the peak frequencies of the two reject bands of the filter characteristics are preferably matched to the frequencies of the two basic signals. In this case, the center frequency of the filter characteristic is the same as the frequency at the intermediate position between the two basic signals (the average frequency of the two basic signals). The reject bandwidth of the filter characteristic is the same as the interval between two basic signals (frequency difference between the two basic signals).
具体的には、本非線形歪測定装置は、図6に示すように、第1信号源2、第2信号源3、第1パワーアンプ4、第2パワーアンプ5、第1アイソレータ6、第2アイソレータ7、3dBカプラ(カプラ)8、第3アイソレータ9、超伝導チューナブルフィルタ装置1、スペクトラムアナライザ10を備える。そして、第3アイソレータ9と超伝導チューナブルフィルタ装置1との間にサンプル50が置かれるようになっている。
Specifically, as shown in FIG. 6, the nonlinear distortion measuring apparatus includes a
ここで、第1信号源2は、周波数f1の基本信号を出力する信号源である。
第2信号源3は、周波数f2の基本信号を出力する信号源である。
第1パワーアンプ4は、第1信号源2に接続されており、周波数f1の基本信号を増幅するパワーアンプである。
第2パワーアンプ5は、第2信号源3に接続されており、周波数f2の基本信号を増幅するパワーアンプである。
Here, the
The second signal source 3 is a signal source for outputting a basic signal of the frequency f 2.
The
The
第1アイソレータ6は、第1パワーアンプ4と3dBカプラ8との間に設けられている。
第2アイソレータ7は、第2パワーアンプ5と3dBカプラ8との間に設けられている。
第3アイソレータ9は、3dBカプラ8の後段、即ち、3dBカプラ8とサンプル50との間に設けられている。
The
The second isolator 7 is provided between the
The
超伝導チューナブルフィルタ装置1は、スペクトラムアナライザ10の前段、即ち、サンプル50とスペクトラムアナライザ10との間に設けられている。
本非線形歪測定装置は、上述のように構成されるため、第1信号源2及び第2信号源3から出力された、異なる周波数f1,f2の2つの基本信号は、第1パワーアンプ4及び第2パワーアンプ5でそれぞれ増幅され、3dBカプラ8によって結合され、等しいレベルでサンプル50に入力される。
The superconducting
Since this nonlinear distortion measuring apparatus is configured as described above, two basic signals of different frequencies f 1 and f 2 output from the
このようにして、異なる周波数f1,f2の2つの基本信号がサンプル50に入力されると、サンプル50は、その非線形性によって周波数2f1−f2,2f2−f1の相互変調歪信号を発生する。このため、異なる周波数f1,f2の2つの基本信号、及び、基本信号の両側に発生した2つの相互変調歪信号(周波数2f1−f2,2f2−f1)が、サンプル50から出力される。
In this way, when two basic signals having different frequencies f 1 and f 2 are input to the
サンプル50から出力された2つの基本信号及び2つの相互変調歪信号のうち2つの基本信号のみが超伝導チューナブルフィルタ装置1によって減衰される。
そして、2つの相互変調歪信号を、スペクトラムアナライザ10を用いて測定する。これにより、サンプル50の非線形歪を測定する。
以下、本実施形態にかかる超伝導チューナブルフィルタ装置について、図1を参照しながら説明する。
Of the two basic signals output from the
Then, two intermodulation distortion signals are measured using the
The superconducting tunable filter device according to this embodiment will be described below with reference to FIG.
本超伝導チューナブルフィルタ装置は、図1に示すように、バンドリジェクション型の超伝導フィルタ11と、チューナブル構造12とを備える。
ここでは、チューナブル構造12として、超伝導フィルタ11をチューニングするためのロッド13及びプレート14と、超伝導フィルタ11に対するロッド13の位置及び超伝導フィルタ11に対するプレート14の位置を調整するための位置調整手段15とを備える。
The superconducting tunable filter device includes a band
Here, as the
ここで、超伝導フィルタ11は、2つの基本信号(基本波信号)のみを急峻に減衰させることができるバンドリジェクション型(ノッチ型)フィルタである。
本実施形態では、超伝導フィルタ11は、図1〜図3に示すように、誘電体基板16と、誘電体基板16の表面に超伝導材料によって形成された共振器パターン17及び入出力フィーダ18と、誘電体基板16の裏面に超伝導材料によって形成され、開口部(スロット)19Aを有するグランド層19とを備える。なお、この超伝導フィルタ11を、フィルタ基板、ディスク共振器ともいう。
Here, the
In the present embodiment, as shown in FIGS. 1 to 3, the
ここでは、誘電体基板16として、MgO基板を用いている。
なお、誘電体基板16は、MgO基板(MgO単結晶基板)に限定されるものではなく、例えば、LaAlO3基板、サファイア基板などを用いても良い。
また、共振器パターン17、入出力フィーダ18及びグランド層19は、YBCO(Y−Ba−Cu−O)系超伝導材料を用いた薄膜(YBCO薄膜)によって形成されている。
Here, an MgO substrate is used as the
The
The
ここで、入出力フィーダ18は、信号を入出力するための入出力導線であり、図3(A)に示すように、直交する2本の直線状の導線からなる。一方の導線は誘電体基板16の一の端面(入力端面)まで延びており、他方の導線は誘電体基板16の一の端面に直交する他の端面(出力端面)まで延びている。
また、良好な耐電力性が得られ、超伝導フィルタ自身からの歪成分を極力小さくするために、共振器パターン17としてディスクパターン(ディスク構造;2次元回路パターン)を採用している。ディスクパターン17は、入出力フィーダ18によって導かれる信号が結合する位置に設けられる。但し、ディスクパターン17は、入出力フィーダ18に接しないように形成する。なお、共振器パターン17としてディスクパターンを有する超伝導フィルタ11を、ディスク型フィルタ(平面回路型フィルタ)という。
Here, the input /
Further, a disk pattern (disk structure; two-dimensional circuit pattern) is employed as the
ディスクパターン17を用いる場合、超伝導フィルタ11のフィルタ特性の中心周波数は、ディスクパターン17の直径によって決まる。つまり、ディスクパターン17の直径を調整することで、超伝導フィルタ11のフィルタ特性の中心周波数を任意に設定することができる。
また、図3(B)に示すように、グランド層19に開口部19Aを設けることによって、1つのディスク共振器で2つのリジェクト帯域(ノッチ)を有するリジェクトフィルタ(ノッチフィルタ)を構成している(図4参照)。つまり、グランド層19に形成された開口部19Aは、2つのリジェクト帯域を有するフィルタ特性を形成するための開口部である。ここで、グランド層19の開口部19Aは、入出力フィーダ18を構成する2つの導線に対して45度の位置で、かつ、ディスクパターン17の外周の入出力フィーダ18から遠い位置に対応する位置に設けるのが好ましい。
When the
Further, as shown in FIG. 3B, by providing an
そして、それぞれのリジェクト帯域の位置を、基本信号の周波数f1,f2に対応させることで、サンプル50から出力される基本信号及び相互変調歪信号のうち基本信号のみを減衰させるフィルタ特性を得ることができる。
この場合、超伝導フィルタ11のフィルタ特性のリジェクト帯域幅は、グランド層19に設ける開口部19Aの大きさ(ここでは円形スロットであるため、直径)によって決まる。
Then, the filter characteristics for attenuating only the fundamental signal of the fundamental signal and the intermodulation distortion signal output from the
In this case, the reject bandwidth of the filter characteristic of the
例えば、グランド層19に設ける開口部19Aの大きさを大きくすることで、リジェクト帯域幅を広くすることができる。一方、グランド層19に設ける開口部19Aの大きさを小さくすることで、リジェクト帯域幅を狭くすることができる。
また、例えば、グランド層19に設ける開口部19Aを、ディスクパターン17の外周に対応する位置よりも内側に位置させることで、リジェクト帯域幅を広くすることができる。一方、グランド層19に設ける開口部19Aを、ディスクパターン17の外周に対応する位置よりも外側に位置させることで、リジェクト帯域幅を狭くすることができる。
For example, the rejection bandwidth can be increased by increasing the size of the
Further, for example, by disposing the
但し、グランド層19に設ける開口部19Aの中心がディスクパターン17の中心に重ならないようにする。これは、ディスクパターン17における共振帯域、即ち、リジェクト帯域が1つにならないようにするためである。また、グランド層19に設ける開口部19Aの大きさ(ここでは円形スロットであるため、直径)は、λ/4以内にするのが好ましい。これは、余計な共振が生じてしまうからである。なお、λgは2つの基本信号の中間の波長である。
However, the center of the
特に、上述のように、ディスクパターン17、入出力フィーダ18及びグランド層19などの導体パターン部分を、上述のような超伝導体材料によって形成することで、非常に低ロスで急峻なリジェクト帯域を有するフィルタ周波数特性が得られる。
例えば、2つの基本信号の周波数f1,f2が5GHz付近の場合、超伝導フィルタ11のフィルタ特性の中心周波数が5GHz付近になり、かつ、一の基本信号の周波数f1を含む帯域及び他の基本信号の周波数f2を含む帯域の2つの帯域で共振するように、ディスクパターンの直径、及び、グランド層19に設ける開口部19Aの大きさを設定すれば良い。
In particular, as described above, the conductor pattern portions such as the
For example, the
具体的には、MgO基板を用いた場合、ディスクパターン17の直径を11.1mm程度とし、グランド層19の円形スロット19Aの直径を1mmとすれば、入出力フィーダ18に入力した信号のうち5GHz付近の周波数f1,f2の基本信号のみがディスクパターン17に溜まることになる。つまり、基本信号の周波数f1,f2がディスクパターン17の共振周波数に一致し、ディスクパターン17で共振してリジェクトされる一方、2つの帯域外の周波数を持つ信号(特に相互変調歪信号)は共振せずに、そのまま出力されることになる。
Specifically, when the MgO substrate is used, if the diameter of the
これにより、基本信号において40dB程度の減衰が得られるとともに、基本信号の周波数f1,f2を含む帯域外では殆どロスがない優れたフィルタ周波数特性(フィルタ通過特性)が得られる(図4参照)。このため、サンプル50からの出力信号が本超伝導フィルタ11を通ると、基本信号は40dB程度減衰するが、相互変調歪信号の減衰はほとんどない(図6参照)。したがって、相互変調歪信号がノイズレベルに埋もれることなく、高精度な非線形歪の測定が可能となる。つまり、従来、サンプル50から出力される基本信号と相互変調歪信号の信号レベルの差(信号振幅差)が80dB程度までの場合しか非線形歪の測定を行なうことができなかった。これに対し、本超伝導フィルタ11を用いることで、これらの信号レベルの差が120dB以上の場合であっても非線形歪の測定を行なうことができる。このため、高性能かつ広いダイナミックレンジで非線形歪を測定できることになる。
As a result, an attenuation of about 40 dB is obtained in the basic signal, and an excellent filter frequency characteristic (filter pass characteristic) having almost no loss outside the band including the frequencies f 1 and f 2 of the basic signal is obtained (see FIG. 4). ). For this reason, when the output signal from the
なお、ここでは、超伝導材料として、YBCO系超伝導材料を用いているが、これに限られるものではない。
例えば、RBCO(R−Ba−Cu−O)系超伝導材料、即ち、R元素としてY(イットリウム)に代えて、Nd、Sm、Gd、Dy、Hoを用いたRBCO系超伝導材料(高温超伝導材料)を用いても良い。また、BSCCO(Bi−Sr−Ca−Cu−O)系超伝導材料、PBSCCO(Pb−Bi−Sr−Ca−Cu−O)系超伝導材料、CBCCO(Cu−Bap−Caq−Cur−Ox、1.5<p<2.5、2.5<q<3.5、3.5<r<4.5)系超伝導材料などの他の酸化物超伝導材料(高温超伝導材料)を用いても良い。さらに、Nb、NbN化合物などの超伝導材料(高温超伝導体材料)を用いても良い。
In this case, a YBCO superconducting material is used as the superconducting material, but the present invention is not limited to this.
For example, RBCO (R—Ba—Cu—O) based superconducting material, that is, RBCO based superconducting material using Nd, Sm, Gd, Dy, Ho instead of Y (yttrium) as R element (high temperature superconducting material). Conductive material) may be used. Also, BSCCO (Bi-Sr-Ca-Cu-O) -based superconductive material, PBSCCO (Pb-Bi-Sr-Ca-Cu-O) -based superconductive material, CBCCO (Cu-Bap-Caq-Cur-Ox, 1.5 <p <2.5, 2.5 <q <3.5, 3.5 <r <4.5) Other oxide superconducting materials such as superconducting materials (high temperature superconducting materials) It may be used. Further, a superconducting material (high temperature superconductor material) such as Nb or NbN compound may be used.
また、ロッド13は、超伝導フィルタ11のフィルタ特性のリジェクト帯域幅をチューニングするためのチューニングロッドである。
さらに、プレート14は、超伝導フィルタ11のフィルタ特性の中心周波数をチューニングするためのチューニングプレートである。プレート14の形状は、円形にするのが好ましい。
The
Further, the
ここでは、ロッド13及びプレート14は、サファイアによって形成されている。
なお、ロッド13及びプレート14の材料は、これに限られるものではない。例えば、MgO、LaAlO3、NdGaO3、LSAT、LaSrGaO4、LaGaO3、YSZ、TiO2などの誘電体材料を用いても良い。また、例えばYIGなどの磁性体材料を用いても良い。
Here, the
The material of the
また、位置調整手段(位置制御手段)15は、図1、図5に示すように、ロッド13の位置とプレート14の位置とをそれぞれ個別に調整(制御)するようになっている。このため、本実施形態では、位置調整手段15として、ロッド用位置調整手段15Aと、プレート用位置調整手段15Bとを備える。
ここで、ロッド用位置調整手段15Aは、ロッド13に接続されたロッド調整トリマ20(微調整用可変素子)と、ロッド調整トリマ20を制御するためのロッド用制御手段21(例えば直線導入メカ制御機構)とを備える。
Further, as shown in FIGS. 1 and 5, the position adjusting means (position control means) 15 individually adjusts (controls) the position of the
Here, the rod position adjusting means 15A includes a rod adjustment trimmer 20 (a fine adjustment variable element) connected to the
そして、ロッド用位置調整手段15Aは、ロッド用制御手段21によってロッド調整トリマ20を制御して、ロッド13の位置を調整するようになっている。
ここでは、ロッド用位置調整手段15Aは、グランド層19に設けられた開口部19Aの大きさが調整されるようにロッド13の位置を調整するようになっている。つまり、ロッド用位置調整手段15Aは、超伝導フィルタ11のグランド層19に設けられた開口部19Aに対するロッド13の位置を調整するようになっている。なお、ロッド用制御手段21は、ドライバ回路や制御回路を含む。
The rod position adjusting means 15A adjusts the position of the
Here, the rod position adjusting means 15A adjusts the position of the
また、プレート用位置調整手段15Bは、プレート14に接続されたプレート調整トリマ22と、プレート調整トリマ22を制御するためのプレート用制御手段23とを備える。
そして、プレート用位置調整手段15Bは、プレート用制御手段23によってプレート調整トリマ22を制御して、プレート14の位置を調整するようになっている。
The plate position adjusting means 15 </ b> B includes a
The plate position adjusting means 15B adjusts the position of the
ここでは、プレート用位置調整手段15Bは、プレート14と共振器パターン17との間隔が調整されるようにプレート14の位置を調整するようになっている。つまり、プレート用位置調整手段15Bは、超伝導フィルタ11の共振器パターン17に対するプレート14の位置を調整するようになっている。なお、プレート用制御手段23は、ドライバ回路や制御回路を含む。
Here, the plate position adjusting means 15B adjusts the position of the
具体的には、上述の超伝導フィルタ11、ロッド13及びプレート14は、図1に示すように、パッケージ24内に収容されている。そして、このパッケージ24が、図5に示すように、真空容器25内の冷却ステージ26上に搭載されている。このため、超伝導フィルタ11は、パッケージ24内に実装され、真空容器25内に搭載されていることになる。また、冷却ステージ26は、真空容器25の外側に設けられた冷凍機27に接続(直結)されている。
Specifically, the above-described
このように、本実施形態では、超伝導チューナブルフィルタ装置は、冷凍機27と、この冷凍機27に直結された冷却ステージ26とを含む冷却装置28を備える。
この冷却装置28は、超伝導フィルタ11の超伝導状態を出現させるために、超伝導フィルタ11を冷却するためのものである。冷凍装置28としては、例えばヘリウムガス循環型小型冷凍装置を用いれば良い。なお、冷却装置28は窒素を冷媒として用いるものであっても良い。
Thus, in the present embodiment, the superconducting tunable filter device includes the
The
また、パッケージ24には、図1、図5に示すように、入力用コネクタ29及び出力用コネクタ30が設けられている。
ここでは、パッケージ24は、図5に示すように、入力用コネクタ29が前方に位置し、出力用コネクタ30が上方に位置するように、冷却ステージ26上に搭載される。また、入力用コネクタ29及び出力用コネクタ30は、図1に示すように、それぞれ、超伝導フィルタ11の入出力フィーダ18に接続されている。
The
Here, as shown in FIG. 5, the
また、真空容器25には、図5に示すように、入力用ハーメチックコネクタ31及び出力用ハーメチックコネクタ32が設けられている。
ここでは、真空容器25の上面に出力用ハーメチックコネクタ32が設けられており、真空容器25の側面に入力用ハーメチックコネクタ31が設けられている。また、入力用ハーメチックコネクタ31は、サンプル50に接続されており、出力用ハーメチックコネクタ32は、スペクラムアナライザ10に接続されている。
Further, as shown in FIG. 5, the
Here, an output
さらに、パッケージ24に設けられた入力用コネクタ29と、真空容器25に設けられた入力用ハーメチックコネクタ31とが、同軸ケーブル33によって接続されている。また、パッケージ24に設けられた出力用コネクタ30と、真空容器25に設けられた出力用ハーメチックコネクタ32とが、同軸ケーブル34によって接続されている。
そして、サンプル50からの出力信号(基本信号及び相互変調歪信号を含む)が、入力用ハーメチックコネクタ31、同軸ケーブル33及び入力用コネクタ29を介して、パッケージ24内の超伝導フィルタ11に入力されるようになっている。また、超伝導フィルタ11によって、サンプル50からの出力信号の中の基本信号のみが減衰させられ、出力用コネクタ30、同軸ケーブル34及び出力用ハーメチックコネクタ32を介して、スペクトラムアナライザ10へ出力されるようになっている。
Further, an
An output signal (including a basic signal and an intermodulation distortion signal) from the
また、ロッド13は、図1に示すように、パッケージ24に形成されたロッド用開口部24Aに移動可能に設けられている。
ここでは、パッケージ24は、図5に示すように、ロッド用開口部24Aが設けられた一の側面及びロッド用開口部24Aに設けられたロッド13が側方に位置するように、冷却ステージ26上に搭載される。
Further, as shown in FIG. 1, the
Here, as shown in FIG. 5, the
そして、図1に示すように、パッケージ24の一の側面の内側に超伝導フィルタ11のグランド層19が接し、かつ、パッケージ24に形成されたロッド用開口部24Aに対応する位置に、超伝導フィルタ11のグランド層19に形成された開口部(スロット)19Aが位置するように、パッケージ24内に超伝導フィルタ11が収納されている。これにより、超伝導フィルタ11のグランド層19に形成された開口部(グランド側スロット部)19に対してロッド13を出し入れし、開口部19Aの大きさを調整することで、フィルタ特性のリジェクト帯域幅(f2−f1)を変化させることができる。
Then, as shown in FIG. 1, the
このように、ノッチ特性を劣化させることなく、フィルタ特性のリジェクト帯域幅を広帯域に変化させることができるため、広い周波数領域において、高性能かつ広いダイナミックレンジで非線形歪を測定できる。
また、ロッド13に接続されたロッド調整トリマ20は、図5に示すように、パッケージ24の外側に位置し、例えば熱伝導率が比較的低い棒35などを介して、真空容器25外に設けられているロッド用制御手段21(例えば直線導入メカ制御機構)に接続されている。
As described above, the rejection bandwidth of the filter characteristic can be changed to a wide band without deteriorating the notch characteristic, so that the nonlinear distortion can be measured with a high performance and a wide dynamic range in a wide frequency range.
Further, as shown in FIG. 5, the
また、プレート14は、図1に示すように、パッケージ24に形成されたプレート用開口部24Bに移動可能に設けられたプレート調整トリマ22に取り付けられている。
ここでは、パッケージ24は、図5に示すように、プレート用開口部24Bが設けられた他の側面及びプレート用開口部24Bに設けられたプレート調整トリマ22が側方に位置するように、冷却ステージ26上に搭載される。
Further, as shown in FIG. 1, the
Here, as shown in FIG. 5, the
そして、図1に示すように、プレート調整トリマ22の先端に、パッケージ24内に収納されたプレート14が取り付けられている。これにより、超伝導フィルタ11の共振器パターン17に対してプレート14を近づけたり遠ざけたりして、プレート14と共振器パターン17との間隔を調整することで、フィルタ特性の中心周波数[f0=(f1+f2)/2]を変化させることができる。
As shown in FIG. 1, the
このように、ノッチ特性を劣化させることなく、フィルタ特性の中心周波数(即ち、2つのリジェクト帯域の位置)を広帯域に変化させることができるため、広い周波数領域において、高性能かつ広いダイナミックレンジで非線形歪を測定できる。
ここで、超伝導フィルタ11のフィルタ特性の中心周波数は、超伝導の低損失性を生かすために、3〜6GHzの範囲内とするのが望ましい。また、チューナブル範囲はオクターブまでは可能であるが、10%程度(例えば、中心周波数が5GHzの場合、可変量500MHzまでが実現しやすい。
As described above, the center frequency of the filter characteristic (that is, the position of the two reject bands) can be changed in a wide band without deteriorating the notch characteristic, so that it is non-linear with high performance and a wide dynamic range in a wide frequency range. Can measure strain.
Here, the center frequency of the filter characteristic of the
また、プレート14に接続されたプレート調整トリマ22は、図1に示すように、パッケージ24の外側まで延びている。そして、プレート調整トリマ22は、図5に示すように、例えば熱伝導率が比較的低い棒36などを介して、真空容器25外に設けられているプレート用制御手段23(例えば直線導入メカ制御機構)に接続されている。
なお、ここでは、位置調整手段15(15A,15B)の一部分を真空容器25内に設け、位置調整手段15(15A,15B)の残りの部分(特に制御手段21,23)を真空容器25外に設けているが、これに限られるものではない。例えば位置調整手段15(15A,15B)の全てを真空容器25内に設けても良い。
Further, the
Here, a part of the position adjusting means 15 (15A, 15B) is provided in the
したがって、本実施形態にかかる超伝導チューナブルフィルタ装置、非線形歪測定装置、非線形歪測定方法によれば、簡便な構成で、広い周波数領域において、高精度かつ高ダイナミックに非線形歪を測定できるという利点がある。
なお、上述の実施形態では、ロッド13をロッド調整トリマ20に接続し、ロッド用制御手段21によってロッド調整トリマ20を制御して、ロッド13の位置を調整するようにしているが、これに限られるものではない。
Therefore, according to the superconducting tunable filter device, the non-linear strain measuring device, and the non-linear strain measuring method according to the present embodiment, it is possible to measure the non-linear strain with high accuracy and high dynamic in a wide frequency range with a simple configuration. There is.
In the above-described embodiment, the
例えば、ロッド13を、ロッド調整ピエゾ素子又はロッド調整MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)素子に接続し、ロッド用制御手段によってロッド調整トリマ又はロッド調整MEMS素子を制御して、ロッド13の位置を調整するようにしても良い。つまり、ロッド用位置調整手段を、ロッド13に接続されたロッド調整トリマ、ロッド調整ピエゾ素子、ロッド調整MEMS素子のいずれか一つと、ロッド調整トリマ、ロッド調整ピエゾ素子、ロッド調整MEMS素子のいずれか一つを制御するためのロッド用制御手段とを備えるものとすれば良い。なお、ロッド調整ピエゾ素子を用いる場合、ロッド用制御手段は、ピエゾアクチュエータを含む。
For example, the
また、上述の実施形態では、プレート14をプレート調整トリマ22に接続し、プレート用制御手段23によってプレート調整トリマ22を制御して、プレート14の位置を調整するようにしているが、これに限られるものではない。
例えば、プレート14を、プレート調整ピエゾ素子又はプレート調整MEMS素子に接続し、プレート用制御手段によってプレート調整トリマ又はプレート調整MEMS素子を制御して、プレート14の位置を調整するようにしても良い。つまり、プレート用位置調整手段を、プレート14に接続されたプレート調整トリマ、プレート調整ピエゾ素子、プレート調整MEMS素子のいずれか一つと、プレート調整トリマ、プレート調整ピエゾ素子、プレート調整MEMS素子のいずれか一つを制御するためのプレート用制御手段とを備えるものとすれば良い。なお、プレート調整ピエゾ素子を用いる場合、プレート用制御手段は、ピエゾアクチュエータを含む。
Further, in the above-described embodiment, the
For example, the
また、上述の実施形態では、ロッド13及びプレート14をトリマ20,21に接続し、制御手段21,23によってトリマ20,21を制御して、ロッド13及びプレート14の位置を調整するようにしているが、これに限られるものではなく、例えばワイヤを用いる方式であっても良い。ワイヤ方式としては、例えば、ロッド13及びプレート14にワイヤを取り付け、ロッド13及びプレート14の位置を調整するようにしても良い。この場合、位置調整手段はワイヤを含むものとして構成される。
In the above-described embodiment, the
また、上述の実施形態では、超伝導フィルタ11の共振器パターン17としてディスクパターンを用いているが、これに限られるものではない。
例えば、図7(A)に示すように、超伝導フィルタ11の共振器パターンとして、共振器を構成する2つのラインパターン37,38を用いても良い。この場合、誘電体基板40の表面に2つのラインパターン37,38(共振器)を隣接して配置すれば良く、ここでは、所定の間隔をあけて平行に配置するようにしている。
In the above-described embodiment, a disk pattern is used as the
For example, as shown in FIG. 7A, two
ここで、2つのラインパターン37,38の長さはいずれもλg/2とし、これらのラインパターン37,38の間の距離はλg/4とするのが好ましい。
この場合、2つのラインパターン37,38の一端側に、2つのラインパターン37,38に直交する方向へ延びるように、入出力フィーダ39を形成すれば良い。入出力フィーダ39は、誘電体基板40の表面にその一端から他端まで延びる直線状の導線として形成すれば良い。
Here, it is preferable that the lengths of the two
In this case, the input /
そして、例えば、2つのラインパターン37,38の長さを調整することで、フィルタ特性の中心周波数を任意に設定することができる。
また、図7(B)に示すように、誘電体基板40の裏面に形成されるグランド層41に設ける開口部41A(ここでは円形スロット)は、2つのラインパターン37,38の間に設けられたスペースに対応する位置に設ければ良い。
For example, the center frequency of the filter characteristics can be arbitrarily set by adjusting the lengths of the two
Further, as shown in FIG. 7B, an
そして、例えば、グランド層41に設ける開口部41Aの大きさを大きくすることで、フィルタ特性のリジェクト帯域幅を広くすることができる。一方、グランド層41に設ける開口部41Aの大きさを小さくすることで、リジェクト帯域幅を狭くすることができる。
また、超伝導フィルタ自身からの歪成分を極力小さくするためには、それぞれのラインパターン37,38の幅を太くすれば良い。
For example, by increasing the size of the
Further, in order to reduce the distortion component from the superconducting filter itself as much as possible, the widths of the
また、例えば、図8(A)に示すように、超伝導フィルタ11の共振器パターンとして、共振器を構成する2つのディスクパターン42,43を用いても良い。この場合、誘電体基板45の表面に2つのディスクパターン42,43(ディスク共振器)を隣接して配置すれば良く、ここでは、中心位置間の距離が所定の間隔になるように、入出力フィーダ44を挟んで両側に配置するようにしている。
Further, for example, as shown in FIG. 8A, as the resonator pattern of the
ここで、2つのディスクパターン42,43の中心位置間の距離はλg/4とするのが好ましい。また、入出力フィーダ44は、誘電体基板45の表面にその一端から他端まで延びる直線状の導線として形成すれば良い。なお、λgは2つの基本信号の中間の波長である。
そして、例えば、2つのディスクパターン42,43の直径を調整することで、フィルタ特性の中心周波数を任意に設定することができる。
Here, the distance between the center positions of the two
For example, the center frequency of the filter characteristic can be arbitrarily set by adjusting the diameters of the two
また、図8(B)に示すように、誘電体基板45の裏面に形成されるグランド層46に設ける開口部46A(ここでは円形スロット)は、2つのディスクパターン42,43の間に設けられたスペースに対応する位置に設ければ良い。例えば、グランド層46に設ける開口部46Aは、2つのディスクパターン42,43の中心を結ぶ線の中間位置に対応する位置に設ければ良い。
Further, as shown in FIG. 8B, an
そして、例えば、グランド層46に設ける開口部46Aの大きさを大きくすることで、フィルタ特性のリジェクト帯域幅を広くすることができる。一方、グランド層46に設ける開口部46Aの大きさを小さくすることで、フィルタ特性のリジェクト帯域幅を狭くすることができる。
また、例えば、グランド層46に設ける開口部46Aを、2つのディスクパターン42,43の中心から遠ざけることで、フィルタ特性のリジェクト帯域幅を狭くすることができる。つまり、2つのディスクパターン42,43の中心を結ぶ線の中間位置に対応する位置に設けられている開口部46Aを、その線に直交する方向へ移動させることで、フィルタ特性のリジェクト帯域幅を狭くすることができる。要するに、グランド層46に設ける開口部46Aを、2つのディスクパターン42,43の中心から遠ざけたり、2つのディスクパターン42,43の中心に近づけたりすることで、リジェクト帯域幅を狭くしたり、広くしたりすることができる。
For example, by increasing the size of the
Further, for example, the rejection bandwidth of the filter characteristics can be narrowed by moving the
また、超伝導フィルタ11の構成は、上述の実施形態のものに限られない。
つまり、例えば、図9に示すように、超伝導フィルタ11を、導波管47と、フィルタ特性のリジェクト帯域幅をチューニングするために用いられる帯域幅調整用穴48A及びフィルタ特性の中心周波数をチューニングするために用いられる中心周波数調整用穴48Bを有するキャビティ48とを備えるものとして構成しても良い。
Further, the configuration of the
That is, for example, as shown in FIG. 9, the
この場合、超伝導フィルタ11のフィルタ特性のリジェクト帯域幅をチューニングするための帯域幅調整用ロッド、及び、超伝導フィルタ11のフィルタ特性の中心周波数をチューニングするための中心周波数調整用ロッドを用いる。
そして、位置調整手段が、帯域幅調整用穴48Aの大きさが調整されるように帯域幅調整用ロッドの位置を調整するととともに、中心周波数調整用穴48Bの大きさが調整されるように中心周波数調整用ロッドの位置を調整するようにすれば良い。
In this case, a bandwidth adjusting rod for tuning the reject bandwidth of the filter characteristic of the
Then, the position adjusting means adjusts the position of the bandwidth adjusting rod so that the size of the
特に、超伝導フィルタ自身からの歪成分を極力小さくするためには、上述の実施形態において挙げたいずれかの超伝導体材料を用いた金属キャビティとするのが好ましい。
なお、本発明は、上述した実施形態及び変形例に記載した構成に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。
以下、上述の実施形態及び変形例に関し、更に、付記を開示する。
In particular, in order to minimize the distortion component from the superconducting filter itself, it is preferable to use a metal cavity using any one of the superconductor materials mentioned in the above embodiment.
Note that the present invention is not limited to the configurations described in the above-described embodiments and modifications, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
Hereinafter, additional notes will be disclosed regarding the above-described embodiment and modifications.
(付記1)
バンドリジェクション型の超伝導フィルタと、
前記超伝導フィルタをチューニングするためのロッドと、
前記超伝導フィルタに対する前記ロッドの位置を調整するためのロッド用位置調整手段とを備えることを特徴とする超伝導チューナブルフィルタ装置。
(Appendix 1)
Band rejection type superconducting filter,
A rod for tuning the superconducting filter;
A superconducting tunable filter device comprising: a rod position adjusting means for adjusting the position of the rod with respect to the superconducting filter.
(付記2)
バンドリジェクション型の超伝導フィルタと、
前記超伝導フィルタをチューニングするためのプレートと、
前記超伝導フィルタに対する前記プレートの位置を調整するためのプレート用位置調整手段とを備えることを特徴とする超伝導チューナブルフィルタ装置。
(Appendix 2)
Band rejection type superconducting filter,
A plate for tuning the superconducting filter;
A superconducting tunable filter device comprising plate position adjusting means for adjusting the position of the plate with respect to the superconducting filter.
(付記3)
前記超伝導フィルタは、誘電体基板と、前記誘電体基板の表面に超伝導材料によって形成された共振器パターン及び入出力フィーダと、前記誘電体基板の裏面に超伝導材料によって形成され、2つのリジェクト帯域を有するフィルタ特性を形成するための開口部を有するグランド層とを備えることを特徴とする、付記1又は2記載の超伝導チューナブルフィルタ装置。
(Appendix 3)
The superconducting filter includes a dielectric substrate, a resonator pattern and an input / output feeder formed of a superconducting material on the surface of the dielectric substrate, and a superconducting material formed on the back surface of the dielectric substrate. The superconducting tunable filter device according to
(付記4)
前記超伝導フィルタのフィルタ特性の中心周波数をチューニングするためのプレートと、
前記共振器パターンに対する前記プレートの位置を調整するためのプレート用位置調整手段とを備え、
前記ロッドは、前記超伝導フィルタのフィルタ特性のリジェクト帯域幅をチューニングするためのロッドであり、
前記ロッド用位置調整手段は、前記開口部の大きさが調整されるように前記ロッドの位置を調整することを特徴とする、付記1又は3記載の超伝導チューナブルフィルタ装置。
(Appendix 4)
A plate for tuning the center frequency of the filter characteristic of the superconducting filter;
A plate position adjusting means for adjusting the position of the plate with respect to the resonator pattern;
The rod is a rod for tuning the reject bandwidth of the filter characteristic of the superconducting filter,
The superconducting tunable filter device according to
(付記5)
前記超伝導フィルタが、導波管と、フィルタ特性のリジェクト帯域幅をチューニングするために用いられる帯域幅調整用穴及びフィルタ特性の中心周波数をチューニングするために用いられる中心周波数調整用穴を有するキャビティとを備え、
前記ロッドは、前記超伝導フィルタのフィルタ特性のリジェクト帯域幅をチューニングするための帯域幅調整用ロッド、及び、前記超伝導フィルタのフィルタ特性の中心周波数をチューニングするための中心周波数調整用ロッドであり、
前記ロッド用位置調整手段は、前記帯域幅調整用穴の大きさが調整されるように前記帯域幅調整用ロッドの位置を調整するととともに、前記中心周波数調整用穴の大きさが調整されるように前記中心周波数調整用ロッドの位置を調整することを特徴とする、付記1又は3記載の超伝導チューナブルフィルタ装置。
(Appendix 5)
The superconducting filter has a waveguide, a bandwidth adjusting hole used for tuning the reject bandwidth of the filter characteristic, and a center frequency adjusting hole used for tuning the center frequency of the filter characteristic. And
The rod is a bandwidth adjusting rod for tuning the reject bandwidth of the filter characteristic of the superconducting filter, and a center frequency adjusting rod for tuning the center frequency of the filter characteristic of the superconducting filter. ,
The rod position adjusting means adjusts the position of the bandwidth adjusting rod so that the size of the bandwidth adjusting hole is adjusted, and adjusts the size of the center frequency adjusting hole. The superconducting tunable filter device according to
(付記6)
前記超伝導フィルタを冷却するための冷却装置を備え、
前記超伝導フィルタは、真空容器内に搭載されていることを特徴とする、付記1〜5のいずれか1項に記載の超伝導チューナブルフィルタ装置。
(付記7)
前記ロッド用位置調整手段は、前記ロッドに接続されたロッド調整トリマ、ロッド調整ピエゾ素子、ロッド調整MEMS素子のいずれか一つと、前記ロッド調整トリマ、前記ロッド調整ピエゾ素子、前記ロッド調整MEMS素子のいずれか一つを制御するためのロッド用制御手段とを備えることを特徴とする、付記1、3〜6のいずれか1項に記載の超伝導チューナブルフィルタ装置。
(Appendix 6)
A cooling device for cooling the superconducting filter;
The superconducting tunable filter device according to any one of
(Appendix 7)
The rod position adjusting means includes any one of a rod adjustment trimmer, a rod adjustment piezo element, and a rod adjustment MEMS element connected to the rod, and the rod adjustment trimmer, the rod adjustment piezo element, and the rod adjustment MEMS element. The superconducting tunable filter device according to any one of
(付記8)
前記プレート用位置調整手段は、前記プレートに接続されたプレート調整トリマ、プレート調整ピエゾ素子、プレート調整MEMS素子のいずれか一つと、前記プレート調整トリマ、前記プレート調整ピエゾ素子、前記プレート調整MEMS素子のいずれか一つを制御するためのプレート用制御手段とを備えることを特徴とする、付記2、4、6のいずれか1項に記載の超伝導チューナブルフィルタ装置。
(Appendix 8)
The plate position adjusting means includes any one of a plate adjustment trimmer, a plate adjustment piezo element, and a plate adjustment MEMS element connected to the plate, and the plate adjustment trimmer, the plate adjustment piezo element, and the plate adjustment MEMS element. The superconducting tunable filter device according to any one of
(付記9)
異なる周波数の2つの基本信号をサンプルに入力し、前記サンプルの非線形性によって生じる相互変調歪信号を測定する非線形歪測定装置であって、
前記サンプルから出力される前記基本信号及び前記サンプルの非線形性によって生じる相互変調歪信号のうち前記基本信号のみを減衰させる超伝導チューナブルフィルタ装置を備え、
前記超伝導チューナブルフィルタ装置が、
バンドリジェクション型の超伝導フィルタと、
前記超伝導フィルタをチューニングするためのロッドと、
前記超伝導フィルタに対する前記ロッドの位置を調整するためのロッド用位置調整手段とを備えることを特徴とする非線形歪測定装置。
(Appendix 9)
A non-linear distortion measuring apparatus that inputs two basic signals of different frequencies to a sample and measures an intermodulation distortion signal caused by the non-linearity of the sample,
A superconducting tunable filter device for attenuating only the fundamental signal among the fundamental signal output from the sample and an intermodulation distortion signal generated by nonlinearity of the sample;
The superconducting tunable filter device is
Band rejection type superconducting filter,
A rod for tuning the superconducting filter;
A non-linear strain measuring device comprising: a rod position adjusting means for adjusting the position of the rod with respect to the superconducting filter.
(付記10)
異なる周波数の2つの基本信号をサンプルに入力し、
前記サンプルから出力される前記基本信号及び前記サンプルの非線形性によって生じる相互変調歪信号のうち前記基本信号のみを超伝導チューナブルフィルタ装置によって減衰させ、
前記相互変調歪信号を測定する非線形歪測定方法であって、
前記サンプルに応じて2つの基本信号の周波数を設定し、
前記2つの基本信号の周波数に応じて、前記超伝導チューナブルフィルタ装置のフィルタ特性の中心周波数及びリジェクト帯域幅を調整することを特徴とする非線形歪測定方法。
(Appendix 10)
Input two basic signals of different frequencies into the sample,
Attenuating only the fundamental signal among the fundamental signal output from the sample and the intermodulation distortion signal generated by the nonlinearity of the sample by a superconducting tunable filter device,
A non-linear distortion measurement method for measuring the intermodulation distortion signal,
Set the frequency of two basic signals according to the sample,
A non-linear distortion measuring method comprising adjusting a center frequency and a reject bandwidth of a filter characteristic of the superconducting tunable filter device according to the frequency of the two basic signals.
1 超伝導チューナブルフィルタ装置
2 第1信号源
3 第2信号源
4 第1パワーアンプ
5 第2パワーアンプ
6 第1アイソレータ
7 第2アイソレータ
8 3dBカプラ
9 第3アイソレータ
10 スペクトラムアナライザ
11 バンドリジェクション型の超伝導フィルタ
12 チューナブル構造
13 ロッド
14 プレート
15 位置調整手段
15A ロッド用位置調整手段
15B プレート用位置調整手段
16 誘電体基板
17 共振器パターン
18 入出力フィーダ
19 グランド層
19A 開口部(スロット)
20 ロッド調整トリマ
21 ロッド用制御手段
22 プレート調整トリマ
23 プレート用制御手段
24 パッケージ
24A ロッド用開口部
24B プレート用開口部
25 真空容器
26 冷却ステージ
27 冷凍機
28 冷却装置
29 入力用コネクタ
30 出力用コネクタ
31 入力用ハーメチックコネクタ
32 出力用ハーメチックコネクタ
33,34 同軸ケーブル
35,36 熱伝導率が比較的低い棒
37,38 ラインパターン
39 入出力フィーダ
40 誘電体基板
41 グランド層
41A 開口部(スロット)
42,43 ディスクパターン
44 入出力フィーダ
45 誘電体基板
46 グランド層
46A 開口部(スロット)
47 導波管
48 キャビティ
48A 帯域幅調整用穴
48B 中心周波数調整用穴
50 サンプル
DESCRIPTION OF
20 Rod Adjustment Trimmer 21
42, 43
47
Claims (4)
前記超伝導フィルタのフィルタ特性のリジェクト帯域幅をチューニングするためのロッドと、
前記開口部の大きさが調整されるように前記超伝導フィルタに対する前記ロッドの位置を調整するためのロッド用位置調整手段とを備えることを特徴とする超伝導チューナブルフィルタ装置。 A dielectric substrate, a resonator pattern and an input / output feeder formed of a superconducting material on the surface of the dielectric substrate, and a filter characteristic having two reject bands formed of a superconducting material on the back surface of the dielectric substrate A band-rejection type superconducting filter comprising a ground layer having an opening for forming
A rod for tuning the reject bandwidth of the filter characteristics of the superconducting filter;
A superconducting tunable filter device comprising: a rod position adjusting means for adjusting the position of the rod with respect to the superconducting filter so that the size of the opening is adjusted .
前記共振器パターンに対する前記プレートの位置を調整するためのプレート用位置調整手段とを備えることを特徴とする、請求項1に記載の超伝導チューナブルフィルタ装置。 A plate for tuning the center frequency of the filter characteristics before Symbol superconducting filter,
The superconducting tunable filter device according to claim 1, further comprising plate position adjusting means for adjusting the position of the plate with respect to the resonator pattern .
前記サンプルから出力される前記基本信号及び前記サンプルの非線形性によって生じる相互変調歪信号のうち前記基本信号のみを減衰させる超伝導チューナブルフィルタ装置を備え、
前記超伝導チューナブルフィルタ装置が、
誘電体基板と、前記誘電体基板の表面に超伝導材料によって形成された共振器パターン及び入出力フィーダと、前記誘電体基板の裏面に超伝導材料によって形成され、2つのリジェクト帯域を有するフィルタ特性を形成するための開口部を有するグランド層とを備えるバンドリジェクション型の超伝導フィルタと、
前記超伝導フィルタのフィルタ特性のリジェクト帯域幅をチューニングするためのロッドと、
前記開口部の大きさが調整されるように前記超伝導フィルタに対する前記ロッドの位置を調整するためのロッド用位置調整手段とを備えることを特徴とする非線形歪測定装置。 A non-linear distortion measuring apparatus that inputs two basic signals of different frequencies to a sample and measures an intermodulation distortion signal caused by the non-linearity of the sample,
A superconducting tunable filter device for attenuating only the fundamental signal among the fundamental signal output from the sample and an intermodulation distortion signal generated by nonlinearity of the sample;
The superconducting tunable filter device is
A dielectric substrate, a resonator pattern and an input / output feeder formed of a superconducting material on the surface of the dielectric substrate, and a filter characteristic having two reject bands formed of a superconducting material on the back surface of the dielectric substrate A band-rejection type superconducting filter comprising a ground layer having an opening for forming
A rod for tuning the reject bandwidth of the filter characteristics of the superconducting filter;
A non-linear strain measuring device comprising: a rod position adjusting means for adjusting a position of the rod with respect to the superconducting filter so that a size of the opening is adjusted .
誘電体基板と、前記誘電体基板の表面に超伝導材料によって形成された共振器パターン及び入出力フィーダと、前記誘電体基板の裏面に超伝導材料によって形成され、2つのリジェクト帯域を有するフィルタ特性を形成するための開口部を有するグランド層とを備えるバンドリジェクション型の超伝導フィルタと、前記超伝導フィルタのフィルタ特性のリジェクト帯域幅をチューニングするためのロッドと、前記開口部の大きさが調整されるように前記超伝導フィルタに対する前記ロッドの位置を調整するためのロッド用位置調整手段とを備える超伝導チューナブルフィルタ装置によって、前記サンプルから出力される前記基本信号及び前記サンプルの非線形性によって生じる相互変調歪信号のうち前記基本信号のみを減衰させ、
前記相互変調歪信号を測定する非線形歪測定方法であって、
前記サンプルに応じて2つの基本信号の周波数を設定し、
前記2つの基本信号の周波数に応じて、前記超伝導チューナブルフィルタ装置のフィルタ特性の中心周波数及びリジェクト帯域幅を調整することを特徴とする非線形歪測定方法。 Input two basic signals of different frequencies into the sample,
A dielectric substrate, a resonator pattern and an input / output feeder formed of a superconducting material on the surface of the dielectric substrate, and a filter characteristic having two reject bands formed of a superconducting material on the back surface of the dielectric substrate A band-rejection type superconducting filter comprising a ground layer having an opening for forming a rod, a rod for tuning a reject bandwidth of a filter characteristic of the superconducting filter, and a size of the opening The basic signal output from the sample and the non-linearity of the sample by a superconducting tunable filter device comprising a rod position adjusting means for adjusting the position of the rod with respect to the superconducting filter to be adjusted to attenuate only the basic signal of the intermodulation distortion signal caused by,
A non-linear distortion measurement method for measuring the intermodulation distortion signal,
Set the frequency of two basic signals according to the sample,
A non-linear distortion measuring method comprising adjusting a center frequency and a reject bandwidth of a filter characteristic of the superconducting tunable filter device according to the frequency of the two basic signals.
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