JPH10135715A - Superconductor signal processor - Google Patents

Superconductor signal processor

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Publication number
JPH10135715A
JPH10135715A JP8291434A JP29143496A JPH10135715A JP H10135715 A JPH10135715 A JP H10135715A JP 8291434 A JP8291434 A JP 8291434A JP 29143496 A JP29143496 A JP 29143496A JP H10135715 A JPH10135715 A JP H10135715A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
signal processing
signal
transmission line
processing circuit
superconducting
Prior art date
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Pending
Application number
JP8291434A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hidetaka Tono
秀隆 東野
Kentaro Setsune
謙太郎 瀬恒
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Priority to JP8291434A priority Critical patent/JPH10135715A/en
Publication of JPH10135715A publication Critical patent/JPH10135715A/en
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  • Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
  • Waveguide Switches, Polarizers, And Phase Shifters (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To carry on the stable processing of input signals with a small loss and high sensitivity by switching to a bypass signal processing circuit made of a normal conducting material even when the temperature of the operation unit of a superconductor signal processing unit rises to cause the breakage of a superconducting state. SOLUTION: If the temperature of an operation unit rises to cause the breakage of a superconducting state, it's decided that the input impedance Z4 of a 1st signal processing circuit 4 does not match the characteristic impedance Z1 of a 1st signal transmission line 1. The length LTL1 of the line 1 is adjusted to set the impedance Zin1 viewed from an A-A' point at the value larger than the characteristic impedance Z0 of an input transmission line 3. In other words, the length LTL1 is set at the value twice as much as (1/4+m/2) of intra-tube wavelength (m: zero or an integer) when Z4 is smaller than Z1 . Thus, the impedance Z4 is increased. If Z4 is larger than Z1 , the length LTL1 is set at the value twice as large as (k/2) of intra-tube wavelength (k: zero or an integer). Thus, Zin1 is set equal to Z4 .

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、超伝導材料を用い
たフィルタ等の信号処理回路ユニットに於いて、信号処
理回路ユニットの温度上昇に伴う超伝導材料の常伝導転
移による信号処理機能停止を防止するためのバイパス処
理回路を組み込んだ超伝導信号処理ユニットに関する。
本発明は、特に、受信用信号処理回路に適する発明であ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a signal processing circuit unit such as a filter using a superconducting material, in which a signal processing function is stopped due to a normal conduction transition of the superconducting material due to a rise in temperature of the signal processing circuit unit. The present invention relates to a superconducting signal processing unit incorporating a bypass processing circuit for prevention.
The present invention is an invention particularly suitable for a signal processing circuit for reception.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の超伝導信号処理ユニットでは、超
伝導材料を用いたフィルタ等の信号処理回路と、常伝導
材料で構成される信号処理回路の2系統の信号処理回路
が設置されており、それらをバイパスリレースイッチに
より入力線路に接続切り替えする構成となっていた。常
時は、超伝導信号処理回路部の温度をモニタしながら、
超伝導信号処理回路に入力線路を接続し、その温度上昇
時には、バイパスリレースイッチを駆動して入力線路を
常伝導材料のバイパス回路に切り替えて、入力信号処理
を行っていた。例えば、Superconducting Core Technol
ogies, Inc.社のREACHTMのカタログには、超伝導受信フ
ィルタとそれに接続される低雑音増幅器(LNA)を形
成した信号処理回路と、温度上昇時のバイパス為の同軸
線路へのスルー切り替えのバイパスリレースイッチとに
よる超伝導信号処理ユニットが例示されている。
2. Description of the Related Art In a conventional superconducting signal processing unit, two types of signal processing circuits are installed: a signal processing circuit such as a filter using a superconducting material and a signal processing circuit composed of a normal conducting material. In this case, the connection between them and the input line is switched by a bypass relay switch. Always monitor the temperature of the superconducting signal processing circuit while
An input line is connected to a superconducting signal processing circuit, and when the temperature rises, a bypass relay switch is driven to switch the input line to a bypass circuit made of a normal conductive material to perform input signal processing. For example, Superconducting Core Technol
ogies, Inc.'s REACH TM catalog includes a signal processing circuit that forms a superconducting receive filter and a low noise amplifier (LNA) connected to it, and a through switch to a coaxial line for bypass when the temperature rises. A superconducting signal processing unit with a bypass relay switch is illustrated.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】この超伝導信号処理ユ
ニットにおいては、信号処理回路の部材として超伝導材
料を用いているために、それを冷却して超伝導転移状態
で使用することが必要となるが、信号処理回路の超伝導
材料の温度上昇に伴い、超伝導信号処理回路が動作しな
くなった場合でも、継続して安定な入力信号の信号処理
動作を、低損失、高感度で行うことが要求されている。
In this superconducting signal processing unit, since a superconducting material is used as a member of a signal processing circuit, it is necessary to cool it and use it in a superconducting transition state. However, even if the superconducting signal processing circuit stops operating due to the rise in temperature of the superconducting material of the signal processing circuit, the signal processing operation of the stable input signal should be continuously performed with low loss and high sensitivity. Is required.

【0004】本発明は、上記のような、超伝導動作時に
は、低損失、高感度の信号処理動作を行い、温度上昇に
伴う超伝導信号処理回路の機能低下時にも、連続的に安
定な信号処理動作の実現を目的とする。従来の技術で
は、超伝導信号処理回路と、そのバイパス回路との切り
替え部のバイパスリレースイッチ等に於ける信号伝搬損
失が1dB程度発生する為に、超低損失特性が特徴であ
る超伝導信号処理回路4の特性を犠牲にしてしまう課題
があった。具体的には、例えば、信号処理回路4が超伝
導バンドパスフィルタの場合には、うまく設計すると
0.5dB程度の挿入損失が実現できるので、挿入損失
1dBのバイパスリレースイッチを用いると、超伝導信
号処理回路を含む全体の挿入損失が1.5dBと大きく
劣化して、その性能が活かされないこととなっていた。
The present invention performs a low-loss, high-sensitivity signal processing operation during the superconducting operation as described above, and continuously provides a stable signal even when the function of the superconducting signal processing circuit decreases due to a rise in temperature. The purpose is to realize the processing operation. In the prior art, a superconducting signal processing circuit and a bypass relay switch in a switching section between the bypass circuit and the like generate a signal propagation loss of about 1 dB. There is a problem that the characteristics of the circuit 4 are sacrificed. More specifically, for example, when the signal processing circuit 4 is a superconducting bandpass filter, an insertion loss of about 0.5 dB can be realized if the signal processing circuit 4 is well designed. The entire insertion loss including the signal processing circuit is greatly degraded to 1.5 dB, and the performance is not utilized.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に、請求項1に記載の発明は、超伝導材料からなる第1
の信号伝送線路と、常伝導材料からなる第2の信号伝送
線路と、前記第1の信号伝送線路の出力端が超伝導材料
から構成される第1の信号処理回路に接続され、前記第
2の信号伝送線路の出力端が常伝導材料から構成される
第2の信号処理回路に接続され、かつ、前記第1の信号
伝送線路の入力端と前記第2の信号伝送線路の入力端と
が共に信号入力伝送線路に接続され、前記第2の信号伝
送線路の入力端から管内波長の(1/4+m/2)倍の
長さ(ここで、mは零または正整数)の場所に於いて、
前記第2の信号処理回路の温度に依存してインピーダン
スの変化する特性素子を介して、前記第2の信号伝送線
路の信号の往路と帰路の間を、そ短絡接続した構成とし
たものである。
Means for Solving the Problems In order to solve this problem, the invention according to claim 1 is directed to the first invention made of a superconductive material.
A signal transmission line, a second signal transmission line made of a normal conductive material, and an output end of the first signal transmission line connected to a first signal processing circuit made of a superconducting material; The output end of the signal transmission line is connected to a second signal processing circuit made of a normal conductive material, and the input end of the first signal transmission line and the input end of the second signal transmission line are connected to each other. Both are connected to a signal input transmission line, and at a location (1/4 + m / 2) times the guide wavelength (where m is zero or a positive integer) from the input end of the second signal transmission line. ,
The second signal transmission circuit has a configuration in which the forward path and the return path of the signal of the second signal transmission line are short-circuited via a characteristic element whose impedance varies depending on the temperature of the second signal processing circuit. .

【0006】また、請求項2に記載の発明は、請求項1
に記載の特性素子が、温度により抵抗値が急変する材料
からなる短絡素子、または、この短絡素子と直列接続さ
れたコンデンサとから構成し、第1の信号処理回路を冷
却する同一の冷却部材により冷却される構成に於て、前
記第1の信号処理回路の温度上昇に伴う超伝導材料の常
伝導転移の際に、前記特性素子も常伝導転移して抵抗が
上昇し、特性素子のインピーダンスが、第2の信号伝送
線路の特性インピーダンスよりも十分大きな値となるよ
うにしたものである。
[0006] The invention described in claim 2 is the invention according to claim 1.
The characteristic element described in (1) is composed of a short-circuit element made of a material whose resistance value changes rapidly with temperature, or a capacitor connected in series with this short-circuit element, and the same cooling member that cools the first signal processing circuit. In the cooling configuration, when the superconducting material undergoes a normal conduction transition with a rise in the temperature of the first signal processing circuit, the characteristic element also undergoes a normal conduction transition to increase the resistance, and the impedance of the characteristic element increases. , And a value sufficiently larger than the characteristic impedance of the second signal transmission line.

【0007】特に、温度により抵抗値が急変する材料と
して超伝導材料が好ましい。更に、請求項4に記載の発
明は、請求項1に記載の特性素子が、ダイオードスイッ
チ、または、直列接続されたコンデンサとダイオードス
イッチとからなり、信号カット用のインダクタおよび、
第1の信号処理回路の温度に依存して抵抗が変化する可
変抵抗素子とを直列に介して、前記ダイオードスイッチ
が順方向バイアス接続された構成とし、前記第1の信号
処理回路の温度上昇に伴う超伝導材料の常伝導転移の際
に、前記可変抵抗素子の抵抗が上昇して前記ダイオード
スイッチがオン状態からオフ状態に転移駆動され、特性
素子のインピーダンスが第2の信号伝送線路の特性イン
ピーダンスよりも十分大きな値となるようにしたもので
ある。
[0007] In particular, a superconducting material is preferable as a material whose resistance value changes rapidly with temperature. Further, according to a fourth aspect of the present invention, the characteristic element according to the first aspect comprises a diode switch or a capacitor and a diode switch connected in series, and an inductor for cutting off a signal and
The diode switch is configured to be forward-biased through a variable resistance element whose resistance varies depending on the temperature of the first signal processing circuit in series, so that the temperature of the first signal processing circuit increases. At the time of the normal conduction transition of the superconducting material, the resistance of the variable resistance element rises and the diode switch is driven to transition from the on state to the off state, and the impedance of the characteristic element becomes the characteristic impedance of the second signal transmission line. The value is set to be a sufficiently large value.

【0008】特に、前記発明に於いて、可変抵抗素子が
超伝導材料からなり、第1の信号処理回路を冷却する同
一の冷却部材により冷却される構成とすることが好まし
い。
In particular, in the above invention, it is preferable that the variable resistance element is made of a superconductive material and is cooled by the same cooling member that cools the first signal processing circuit.

【0009】また、請求項6に記載の発明は、請求項1
に記載の特性素子2が、ダイオードスイッチ、または、
直列接続されたコンデンサとダイオードスイッチとから
なり、第1の信号処理回路の温度を測定する温度センサ
からの出力により信号カット用のインダクタを介して前
記ダイオードスイッチが駆動される構成とし、前記第1
の信号処理回路の温度上昇を検知して前記ダイオードス
イッチを順方向バイアス状態にすることにより、特性素
子のインピーダンスが第2の信号伝送線路の特性インピ
ーダンスよりも十分大きな値となるようにしたものであ
る。
Further, the invention according to claim 6 is the invention according to claim 1.
Is a diode switch, or
The first switch is configured to include a capacitor and a diode switch connected in series, and the diode switch is driven by an output from a temperature sensor for measuring a temperature of the first signal processing circuit via a signal cutting inductor.
The temperature rise of the signal processing circuit is detected, and the diode switch is set in a forward bias state so that the impedance of the characteristic element becomes a value sufficiently larger than the characteristic impedance of the second signal transmission line. is there.

【0010】次に、請求項7に記載の発明は、第1の信
号伝送線路と、常伝導材料からなる第2の信号伝送線路
と、前記第1の信号伝送線路の出力端が超伝導材料から
構成される第1の信号処理回路に接続され、前記第2の
信号伝送線路の出力端が常伝導材料から構成される第2
の信号処理回路に接続され、かつ、前記第1の信号伝送
線路の入力端と前記第2の信号伝送線路の入力端とが共
に信号入力伝送線路に接続され、前記第1の信号伝送線
路および、前記第2の信号伝送線路の各々の入力端から
各々の管内波長の(1/4+m/2)倍の長さ(ここ
で、mは零または正整数)の場所に於いて、前記第1の
信号処理回路の温度に依存してインピーダンスの変化す
る第1の特性素子および第2の特性素子を介して、各々
の伝送線路の信号の往路と帰路の間を、各々短絡接続し
たものである。
Next, according to a seventh aspect of the present invention, a first signal transmission line, a second signal transmission line made of a normal conductive material, and an output end of the first signal transmission line are made of a superconductive material. And a second signal transmission line having an output end made of a normal conductive material.
And the input terminal of the first signal transmission line and the input terminal of the second signal transmission line are both connected to the signal input transmission line, and the first signal transmission line and At a position (か ら + m / 2) times as long as each guide wavelength (where m is zero or a positive integer) from each input end of the second signal transmission line, The first and second characteristic elements whose impedances change depending on the temperature of the signal processing circuit of FIG. 1 are respectively short-circuited between the forward path and the return path of the signal of each transmission line. .

【0011】更に、請求項8に記載の発明は、請求項7
に記載の第1の特性素子を、第1のダイオードスイッ
チ、または、直列接続された第1のコンデンサと第1の
ダイオードスイッチから構成し、前記第1のダイオード
スイッチと信号カット用の第1のインダクタとが直列に
接続し、これと並列に、第1の信号処理回路の温度に依
存して抵抗が変化する第1の可変抵抗素子を接続し、こ
れらがバイアス抵抗を介して直流バイアスされた構成と
し、前記第1の信号処理回路の温度上昇に伴う超伝導材
料の常伝導転移の際に、前記第1の可変抵抗素子の抵抗
が上昇して前記第1のダイオードスイッチを順方向バイ
アス状態にすることにより、第1の特性素子のインピー
ダンスを、第1の信号伝送線路の特性インピーダンスよ
りも十分小さくするようにしたものである。
Further, the invention according to claim 8 is the invention according to claim 7.
The first characteristic element described in 1 above is constituted by a first diode switch or a first capacitor and a first diode switch connected in series, and the first diode switch and the first diode for signal cutting are connected. An inductor is connected in series, and in parallel with this, a first variable resistance element whose resistance changes depending on the temperature of the first signal processing circuit is connected, and these are DC-biased via a bias resistor. When the normal conduction transition of the superconducting material occurs with the temperature rise of the first signal processing circuit, the resistance of the first variable resistance element rises and the first diode switch is placed in a forward bias state. By doing so, the impedance of the first characteristic element is made sufficiently smaller than the characteristic impedance of the first signal transmission line.

【0012】前記発明に於いて、第1の可変抵抗素子が
超伝導材料からなり、第1の信号処理回路を冷却する同
一の冷却部材により冷却される構成が好ましい。
In the above invention, it is preferable that the first variable resistance element is made of a superconductive material and is cooled by the same cooling member that cools the first signal processing circuit.

【0013】また、請求項10に記載の発明は、請求項
7に記載の第1の特性素子が、第1のダイオードスイッ
チまたは直列接続された第1のコンデンサと第1のダイ
オードスイッチとからなり、信号処理回路1の温度を測
定する温度センサからの出力により信号カット用の第1
のインダクタを介して前記第1のダイオードスイッチが
駆動される構成とし、前記第1の信号処理回路の温度上
昇を検知して前記第1のダイオードスイッチを順方向バ
イアス状態にすることにより、第1の特性素子のインピ
ーダンスを、第1の信号伝送線路の特性インピーダンス
よりも十分小さくするようにしたものである。
According to a tenth aspect of the present invention, the first characteristic element according to the seventh aspect comprises a first diode switch or a first capacitor connected in series and a first diode switch. , A first signal for signal cutting based on an output from a temperature sensor for measuring the temperature of the signal processing circuit 1.
The first diode switch is configured to be driven via the inductor, and the temperature rise of the first signal processing circuit is detected to set the first diode switch in a forward bias state. The impedance of the characteristic element is made sufficiently smaller than the characteristic impedance of the first signal transmission line.

【0014】更に、請求項11に記載の発明は、請求項
7から10に記載の第2の特性素子が、超伝導材料から
なる短絡素子、または、超伝導材料からなる短絡素子と
直列接続された第2のコンデンサとからなり、第1の信
号処理回路を冷却する同一の冷却部材により冷却される
構成とし、前記第1の信号処理回路の温度上昇に伴う超
伝導材料の常伝導転移の際に、前記第2の特性素子も常
伝導転移して抵抗が上昇し、第2の特性素子のインピー
ダンスが第2の信号伝送線路の特性インピーダンスより
も十分大きな値となるようにしたものである。
Further, according to an eleventh aspect of the present invention, the second characteristic element according to any one of the seventh to tenth aspects is connected in series with a short-circuit element made of a superconductive material or a short-circuit element made of a superconductive material. And a second condenser, which is cooled by the same cooling member that cools the first signal processing circuit. In addition, the second characteristic element also undergoes normal conduction transition to increase the resistance, so that the impedance of the second characteristic element becomes a value sufficiently larger than the characteristic impedance of the second signal transmission line.

【0015】特性素子2が、超伝導材料からなる線路、
または、超伝導材料からなる線路と直列接続されたコン
デンサ2とからなり、信号処理回路1を冷却する同一の
冷却部材により冷却される構成とし、前記信号処理回路
1の温度上昇に伴う超伝導材料の常伝導転移の際に、前
記特性素子2も常伝導転移して抵抗が上昇し、特性素子
2のインピーダンスが信号伝送線路2の特性インピーダ
ンスよりも十分大きな値となるようにしたものである。
The characteristic element 2 is a line made of a superconducting material;
Alternatively, the signal processing circuit 1 may be configured to be cooled by the same cooling member that cools the signal processing circuit 1 by using a line composed of a superconductive material and a capacitor 2 connected in series. During the normal conduction transition, the characteristic element 2 also undergoes normal conduction transition and the resistance rises, so that the impedance of the characteristic element 2 becomes a value sufficiently larger than the characteristic impedance of the signal transmission line 2.

【0016】また、請求項12に記載の発明は、請求項
7から10に記載の第2の特性素子が、第2のダイオー
ドスイッチ、または、直列接続された第2のコンデンサ
と第2のダイオードスイッチとからなり、信号カット用
の第2のインダクタおよび、第1の信号処理回路の温度
に依存して抵抗が変化する第2の可変抵抗素子とを直列
に介して、前記第2のダイオードスイッチが順方向バイ
アス接続された構成とし、前記第1の信号処理回路の温
度上昇に伴う超伝導材料の常伝導転移の際に、前記第2
の可変抵抗素子の抵抗が上昇して前記第2のダイオード
スイッチがオン状態からオフ状態に転移駆動され、第2
の特性素子のインピーダンスが第2の信号伝送線路の特
性インピーダンスよりも十分大きな値となるようにした
ものである。
According to a twelfth aspect of the present invention, the second characteristic element according to the seventh to tenth aspects is a second diode switch or a second capacitor and a second diode connected in series. A second inductor for cutting off a signal, and a second variable resistance element whose resistance changes depending on the temperature of the first signal processing circuit in series with the second diode switch. Are connected in a forward bias connection, and when the normal conduction transition of the superconducting material occurs due to the temperature rise of the first signal processing circuit, the second
The resistance of the variable resistance element rises, and the second diode switch is driven to transition from the on state to the off state,
The impedance of the characteristic element is set to a value sufficiently larger than the characteristic impedance of the second signal transmission line.

【0017】また、請求項13に記載の発明は、請求項
7から10に記載の第2の特性素子が、第2のダイオー
ドスイッチ、または、直列接続された第2のコンデンサ
と第2のダイオードスイッチとからなり、第1の信号処
理回路の温度を測定する温度センサからの出力により信
号カット用の第2のインダクタを介して前記第2のダイ
オードスイッチが駆動される構成とし、前記第1の信号
処理回路の温度上昇を検知して前記第2のダイオードス
イッチを順方向バイアス状態にすることにより、第2の
特性素子のインピーダンスが、第2の信号伝送線路の特
性インピーダンスよりも十分大きな値となるようにした
ものである。
According to a thirteenth aspect of the present invention, the second characteristic element according to the seventh to tenth aspects is a second diode switch or a second capacitor and a second diode connected in series. A second switch for driving the second diode switch via a second inductor for signal cutting by an output from a temperature sensor for measuring a temperature of the first signal processing circuit; By detecting the temperature rise of the signal processing circuit and setting the second diode switch in a forward bias state, the impedance of the second characteristic element is set to a value sufficiently larger than the characteristic impedance of the second signal transmission line. It is to become.

【0018】以上の、本発明の超伝導信号伝送ユニット
の実施様態として、第1の信号処理回路、および、第2
の信号処理回路がフィルタ要素を含むことが好ましい。
As an embodiment of the superconducting signal transmission unit of the present invention, a first signal processing circuit and a second signal processing circuit
Preferably includes a filter element.

【0019】また、本発明の超伝導信号伝送ユニットの
実施において、好ましい実施様態として、超伝導材料に
酸化物超伝導体が用いることである。
In a preferred embodiment of the superconducting signal transmission unit of the present invention, an oxide superconductor is used as a superconducting material.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図を用いて説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0021】(実施の形態1)図1は本発明の一実施の
形態による超伝導信号処理ユニットの構成を示す概念図
を示し、図1において第1の信号伝送線路1は、第2の
信号伝送線路2aと接続点A−A’の場所で入力伝導線
路3に接続されている。本実施の形態および以後の実施
の形態の説明に於いては、説明の便宜上、伝送線路の形
態を平行線路として行っている。第2の信号伝送線路2
aの長さはその管内波長(λg2)の(1/4+m/2)
倍の長さ(ここで、mは零または正整数)であり、他端
C−C’の場所には、それと同じ特性を有する第2の信
号伝送線路2bが接続されている。第1の信号伝送線路
1のもう一方の端部には超伝導材料から構成される第1
の信号処理回路4が接続され、第2の信号伝送線路2b
のもう一方の端部には常伝導材料から構成される第2の
信号処理回路5が接続される。信号処理回路4及び5
は、例えば、所望の信号のみを通す帯域通過フィルタ
や、スペクトル拡散信号の相関をとるコリレータ等の機
能を実現した回路ユニットであり、対象信号周波数に対
してはそれらの入力インピーダンスは、信号伝送線路1
および2bの特性インピーダンスにほぼ整合させる。第
2の信号伝送線路2aと2bの接続点C−C’の場所に
は、両線路の各々の往路と帰路とを特性素子7で短絡接
続する。特性素子7は、第1の信号処理回路4の温度に
依存してインピーダンスが変化するもので、超伝導材
料、または、ダイオードスイッチ等で構成されている。
第1の信号処理回路4の温度が上昇してその特性が劣化
した時、或いは、その特性劣化によるシステムに及ぼす
悪影響を未然に防がなければならないような時、例え
ば、それを構成する超伝導材料が超伝導から常伝導へと
転移して特性劣化を起こすような温度まで上昇したよう
な時に、第2の信号伝送線路2aおよび2bの特性イン
ピーダンスに比べて、特性素子7のインピーダンスが極
めて小さな値から大きな値へと変化するように構成され
たものを用いる。特性素子7の具体的な実施の形態は後
述する。ここでは、その動作原理について以下に説明す
る。
(Embodiment 1) FIG. 1 is a conceptual diagram showing a configuration of a superconducting signal processing unit according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, a first signal transmission line 1 is connected to a second signal transmission line. The transmission line 2a is connected to the input conduction line 3 at the connection point AA '. In the description of the present embodiment and the following embodiments, for convenience of explanation, the form of the transmission line is a parallel line. Second signal transmission line 2
The length of a is (1 / + m / 2) of the guide wavelength (λ g2 ).
A second signal transmission line 2b having the same characteristics as that of the second signal transmission line 2b is connected to the other end C-C 'at a double length (where m is zero or a positive integer). At the other end of the first signal transmission line 1, a first signal transmission line
Is connected to the second signal transmission line 2b.
The other end is connected to a second signal processing circuit 5 made of a normal conductive material. Signal processing circuits 4 and 5
Is a circuit unit that realizes a function such as a band-pass filter that passes only a desired signal or a correlator that correlates a spread spectrum signal. For a target signal frequency, their input impedance is a signal transmission line. 1
And approximately 2b. At the connection point CC 'between the second signal transmission lines 2a and 2b, the forward path and the return path of both lines are short-circuited by the characteristic element 7. The characteristic element 7 changes its impedance depending on the temperature of the first signal processing circuit 4, and is made of a superconductive material, a diode switch, or the like.
When the temperature of the first signal processing circuit 4 rises and its characteristics are deteriorated, or when it is necessary to prevent adverse effects on the system due to the deterioration of the characteristics, for example, the superconducting element constituting the same. When the temperature rises to a temperature at which the material changes from superconducting to normal conduction and causes characteristic deterioration, the impedance of the characteristic element 7 is extremely small compared to the characteristic impedance of the second signal transmission lines 2a and 2b. Use a structure configured to change from a large value to a large value. A specific embodiment of the characteristic element 7 will be described later. Here, the operation principle will be described below.

【0022】(正常動作時)図1において、信号処理回
路4が超伝導状態を維持する温度にあり、正常に機能し
ている場合に付いて説明する。入力伝送線路3、およ
び、第1の信号伝送線路1、第2の信号伝送線路2a、
2bの特性インピーダンスを、各々、Z0、Z1、Z2
し、伝搬定数を、β0、β1、β2とする。具体的には、
各特性インピーダンスZ0、Z1、Z2は総て等しくする
のが好ましい。また、信号処理回路4及び5の入力イン
ピーダンスは、今考慮している信号周波数に対して、各
々、信号伝送線路1および2bの特性インピーダンスに
ほぼ整合していることが好ましい。また、特性素子7の
インピーダンスをZs2とする。実際の場合には、信号伝
送線路2a、2bの損失が無視できるくらい小さい値で
あるので、この場合のA−A’の場所から見た第2の信
号伝送線路2aのインピーダンスZin2は、(数1)と
なる。
(Normal Operation) The case where the signal processing circuit 4 is at a temperature at which the superconducting state is maintained and functions normally in FIG. 1 will be described. An input transmission line 3, a first signal transmission line 1, a second signal transmission line 2a,
The characteristic impedance of 2b is Z 0 , Z 1 , and Z 2 , and the propagation constants are β 0 , β 1 , and β 2 . In particular,
Preferably, the characteristic impedances Z 0 , Z 1 , and Z 2 are all equal. Further, it is preferable that the input impedances of the signal processing circuits 4 and 5 substantially match the characteristic impedances of the signal transmission lines 1 and 2b, respectively, for the signal frequency under consideration. The impedance of the characteristic element 7 is set to Z s2 . In an actual case, since the loss of the signal transmission lines 2a and 2b is so small as to be negligible, the impedance Z in2 of the second signal transmission line 2a viewed from the position of AA ′ in this case is ( Equation 1) is obtained.

【0023】[0023]

【数1】 (Equation 1)

【0024】ここで、ZCtWhere Z Ct is

【0025】[0025]

【数2】 (Equation 2)

【0026】となる。入力伝送線路3からA−A’の地
点を見た場合のインピーダンスZAinは次式で与えられ
る。
## EQU1 ## The impedance Z Ain when viewing the point AA ′ from the input transmission line 3 is given by the following equation.

【0027】[0027]

【数3】 (Equation 3)

【0028】今、Zs2がZ2に比べて十分小さい場合に
は、ZCtはほぼZs2に等しくなり、Zin2はZ2に比べて
無視できるくらい大きな値となる。従って、ZAinはほ
ぼZ1に等しくなる。この動作状態に於いては、入力信
号8は入力伝送線路3から信号伝送線路1の方だけに伝
搬し(信号9)、信号伝送線路2aの方には信号11が
伝搬しなくなる。従って、信号3がほぼ損失無く伝搬
し、信号10として、第1の信号処理回路4に入力され
て信号処理される。システムではこの処理された出力信
号を用いることができる。信号伝送線路1は超伝導信号
処理回路4と同じように冷却して用いるのが構成上有利
であるので、その伝搬損失が十分小さく、無視でき、信
号10の入力信号8に対する信号電力伝達率T1は(数
4)で与えられる。
Now, when Z s2 is sufficiently smaller than Z 2 , Z Ct becomes substantially equal to Z s2 , and Z in2 becomes a value that is negligibly large as compared with Z 2 . Therefore, Z Ain is approximately equal to Z 1 . In this operating state, the input signal 8 propagates only from the input transmission line 3 to the signal transmission line 1 (signal 9), and the signal 11 does not propagate to the signal transmission line 2a. Accordingly, the signal 3 propagates with almost no loss, and is input as the signal 10 to the first signal processing circuit 4 where the signal is processed. The system can use this processed output signal. Since it is advantageous in terms of configuration to cool the signal transmission line 1 in the same manner as the superconducting signal processing circuit 4, its propagation loss is sufficiently small and negligible, and the signal power transmission ratio T of the signal 10 to the input signal 8 is reduced. 1 is given by (Equation 4).

【0029】[0029]

【数4】 (Equation 4)

【0030】ここで、Γは次式で与えられる。Here, Γ is given by the following equation.

【0031】[0031]

【数5】 (Equation 5)

【0032】また、その信号伝達損失L1(dB:デシ
ベル)は(数6)で表される。
Further, the signal transmission loss L 1 (dB: decibel) is represented by (Equation 6).

【0033】[0033]

【数6】 (Equation 6)

【0034】具体的な値としては、Z0=Z1=Z2=5
0Ωとすると、Zs2が約6.7Ω以下で信号伝達損失L
1が0.5dB以下の値、約1.2Ωで0.1dB以下
の値が実現できる。
As specific values, Z 0 = Z 1 = Z 2 = 5
Assuming that 0 Ω, Z s2 is about 6.7 Ω or less and signal transmission loss L
1 is a value of 0.5 dB or less, and a value of 0.1 dB or less can be realized with about 1.2Ω.

【0035】(バイパス動作時)次に、信号処理回路4
の超伝導材料が常伝導転移する温度で、正常に機能しな
い場合の動作に付いて説明する。この状態では、信号処
理回路4の超伝導材料が常伝導となるために、その入力
インピーダンスが信号伝送線路1の特性インピーダンス
からずれていることが多く、また、信号処理回路4の出
力は正常なものではなくなるので、システムでは用いる
ことができない。他方、信号処理回路5の方には、以下
に述べる理由で正常な信号処理出力が得られるので、シ
ステムではこちらの方の信号を選択することにより、シ
ステムの安定性が向上する。この動作原理に付いて以下
に説明する。
(During bypass operation) Next, the signal processing circuit 4
The operation when the superconducting material does not function properly at the temperature at which the superconducting material transitions to the normal conduction will be described. In this state, since the superconducting material of the signal processing circuit 4 becomes normal conductive, its input impedance often deviates from the characteristic impedance of the signal transmission line 1, and the output of the signal processing circuit 4 is normal. It cannot be used in the system because it is no longer a thing. On the other hand, the signal processing circuit 5 can obtain a normal signal processing output for the following reason. Therefore, by selecting this signal in the system, the stability of the system is improved. The operation principle will be described below.

【0036】図1に於いて、信号処理回路4の入力イン
ピーダンスZ4が信号伝送線路1の特性インピーダンス
1に整合しない場合には、信号伝送線路1の長さLTL1
を調節して、そのA−A’点からみたインピーダンスZ
in1を入力伝送線路3の特性インピーダンスZ0よりも十
分大きく設定することができる。具体的には、Z4がZ1
よりも小さい場合には、線路長さLTL1を管内波長の
(1/4+m/2)倍の長さ(ここで、mは零または正
整数)にすることにより、( 数1)と同様にインピー
ダンス変換されて十分大きなインピーダンスにすること
ができる。また、逆に、Z4がZ1よりも大きい場合に
は、線路長さLTL1を管内波長の(k/2)倍の長さ
(ここで、kは零または正整数)にすることにより、Z
in1をZ4に等しくすることができる。このような構成に
於いては、入力信号8のほとんど総てが信号伝送線路2
aの方に(以下に述べるように、特性素子7のインピー
ダンスがZ2よりも十分大きい場合には)伝送される。
また、LTL1を調節することによりZin1を純抵抗Rとす
ることができるので、この時のRの値に付いて信号11
の入力信号8に対する伝達損失は、例えば、Rの値がZ
1の約2倍以上の時に−0.18dB程度以下、Rの値
がZ1の約2.8倍以上の時に−0.1dB程度以下と
なる。また、Z4がZ1に整合する場合には、接続点A−
A’に於いて、若干の反射が存在するが信号伝送線路2
aに信号11が伝搬する(Z1=Z2=Z0の場合には1
/3の反射が発生し、信号伝送線路2aには入力信号8
の1/3の電力が伝搬することとなる)。
[0036] In FIG. 1, the signal when the input impedance Z 4 of the processing circuit 4 does not match the characteristic impedance Z 1 of the signal transmission line 1, the length of the signal transmission line 1 L TL1
To adjust the impedance Z from the AA 'point.
in1 can be set sufficiently larger than the characteristic impedance Z 0 of the input transmission line 3. Specifically, Z 4 becomes Z 1
If it is smaller than the above, the line length L TL1 is set to a length ((+ m / 2) times the guide wavelength (where m is zero or a positive integer), thereby obtaining the same as (Equation 1). The impedance is converted to a sufficiently large impedance. Conversely, when Z 4 is larger than Z 1 , the line length L TL1 is set to be (k / 2) times the guide wavelength (k is zero or a positive integer). , Z
The in1 may be equal to Z 4. In such a configuration, almost all of the input signal 8 is transmitted through the signal transmission line 2.
towards a (as described below, the impedance characteristics element 7 when sufficiently greater than Z 2) is transmitted.
By adjusting L TL1 , Z in1 can be made a pure resistance R.
Of the input signal 8 is, for example, the value of R is Z
About -0.18dB when more than about two times less than or equal to 1, the value of R is equal to or less than about -0.1dB when more than about 2.8 times the Z 1. When Z 4 matches Z 1 , the connection point A−
At A ′, there is some reflection, but signal transmission line 2
The signal 11 propagates to a (when Z 1 = Z 2 = Z 0 , 1
/ 3 is generated, and the input signal 8 is input to the signal transmission line 2a.
1/3 of the power is propagated).

【0037】もし、第1の信号伝送線路1の構成材料
が、銅や金等の常伝導金属である場合には、その温度が
77ケルビン付近で数十度変化しても特性インピーダン
スや、伝送損失にはほとんど影響はでないので、上記の
ようになるが、Y系やBi系、Tl系等の酸化物高温超
伝導体等の酸化物高温超伝導体材料を用いる場合には、
常伝導状態時の抵抗率が10-3Ωcm程度と金属に比べ
て随分と大きい値であるので、超伝導状態時と、常伝導
転移した時とでは、大いに異なる現象が現れることとな
る。伝送線路をストリップライン線路構造として、以下
にそれを具体的に説明する。
If the constituent material of the first signal transmission line 1 is a normal conductive metal such as copper or gold, the characteristic impedance and the transmission impedance will not change even if the temperature changes by several tens of degrees around 77 Kelvin. As described above, the loss is hardly affected. However, when an oxide high-temperature superconductor material such as an oxide high-temperature superconductor such as a Y-based, Bi-based, or Tl-based oxide is used,
Since the resistivity in the normal conduction state is about 10 −3 Ωcm, which is much larger than that of a metal, a phenomenon that is greatly different between the superconducting state and the normal conduction state appears. The transmission line has a strip line structure, which will be specifically described below.

【0038】基板に厚み0.5mmのLaAlO3単結
晶(比誘電率24)を用いた時、その特性インピーダン
スを50Ωとするためには、線路幅は約0.17mmと
すれば良く、この時、1/4管内波長は13mm程度と
なるが、1cm当たりのストリップライン線路の直流抵
抗が約600Ω程度にもなるので、信号の減衰量は、移
動体通信で用いられるような1.5GHzの周波数で
は、約38dB/cm程度の値となる。線路長LTL1
5mm程度の長さでもほとんど信号が減衰するので、信
号処理回路4の入力インピーダンスの如何に係わらず、
in1はZ1にほぼ等しくなる。従って、この場合には、
第1の信号伝送線路1の構成材料が超伝導状態時と常伝
導状態時とで、接続点A−A’から見た第1の信号伝送
線路の入力インピーダンスはほぼ同じ値となり、この場
合にはZ1、Z2をZ0に等しくとるのが普通であるの
で、上述のように、信号伝送線路2aには入力信号8の
1/3の電力が伝搬することとなる。
When a 0.5-mm-thick LaAlO 3 single crystal (relative permittivity: 24) is used for the substrate, the line width may be about 0.17 mm in order to make its characteristic impedance 50 Ω. , 1/4 tube wavelength is about 13 mm, but the DC resistance of the stripline line per cm is about 600 Ω. Therefore, the signal attenuation is 1.5 GHz frequency used in mobile communication. In this case, the value is about 38 dB / cm. Since the signal is almost attenuated even if the line length L TL1 is about 5 mm, regardless of the input impedance of the signal processing circuit 4,
Z in1 is approximately equal to Z 1 . Therefore, in this case,
When the constituent material of the first signal transmission line 1 is in the superconducting state and in the normal conduction state, the input impedance of the first signal transmission line as viewed from the connection point AA ′ has substantially the same value. It is common to make Z 1 and Z 2 equal to Z 0 , so that 1/3 of the power of the input signal 8 propagates through the signal transmission line 2a as described above.

【0039】上記のように、その割合は設計に依存する
が、入力信号8の幾分かが信号11となって、第2の信
号伝送線路2a中を伝搬する。特性素子7のインピーダ
ンスZs2による、接続点B−B’に於ける信号伝達損失
(信号111の電力に対する信号112の電力の比)L
2は(数7)で表される。
As described above, the ratio depends on the design, but some of the input signal 8 becomes the signal 11 and propagates through the second signal transmission line 2a. Signal transmission loss (the ratio of the power of the signal 112 to the power of the signal 111) L at the connection point BB ′ due to the impedance Z s2 of the characteristic element 7
2 is represented by (Equation 7).

【0040】[0040]

【数7】 (Equation 7)

【0041】例えば、Zs2/Z2が10の場合で、信号
伝達損失L2は約0.4dBとなり、Zs2/Z2が43以
上では信号伝達損失L2は約0.1dB以下が実現され
る。このように、特性素子7のインピーダンスZs2を、
信号伝送線路2aの特性インピーダンスZ2よりも十分
に大きな値とすることにより、接続点C−C’での反射
がほとんど無く信号12として信号処理回路5に入力さ
れることとなるので、この出力を用いることにより、シ
ステム全体では所望の信号処理が可能となる。一般に、
信号処理回路5は金属などの常伝導材料から構成される
ので、超伝導材料で構成される信号処理回路4よりも、
損失や、感度等の特性面で劣るものの、本発明の構成に
より、このように、安定な信号処理システム動作が実現
できる。
For example, when Z s2 / Z 2 is 10, the signal transmission loss L 2 is about 0.4 dB, and when Z s2 / Z 2 is 43 or more, the signal transmission loss L 2 is about 0.1 dB or less. Is done. Thus, the impedance Z s2 of the characteristic element 7 is
By a large value enough than the characteristic impedance Z 2 of the signal transmission lines 2a, since so that the reflection at the connection point C-C 'is input to the signal processing circuit 5 as little signal 12, the output , Desired signal processing can be performed in the entire system. In general,
Since the signal processing circuit 5 is made of a normal conductive material such as a metal, the signal processing circuit 5 is made of a superconductive material.
Although inferior in characteristics such as loss and sensitivity, the configuration of the present invention can realize a stable operation of the signal processing system.

【0042】ここで述べた特性素子7に関する発明に付
いて、以下に実施例を図面を用いて説明する。
Embodiments of the invention relating to the characteristic element 7 described above will be described below with reference to the drawings.

【0043】(実施の形態2)図2は、本発明の一実施
の形態による超伝導信号処理ユニットの構成要素であ
る、特性素子(2)部分の第一の実施形態を示す概念図を
示す。図2で、第2の信号伝送線路102aと102b
との接続点C−C’に於いて、信号処理回路4(図1に
図示)の温度に伴いインピーダンスを変化させる手段と
しての特性素子107が、温度により抵抗値が急変する
材料からなる短絡素子117と直列接続されたコンデン
サ127とから構成した例を示す。温度により抵抗値が
急変する材料としては、超伝導材料を用いるのが好まし
いが、何もこれに限定するのではなく、信号処理回路4
を構成する超伝導材料が、超伝導から常伝導に転移する
温度以下の温度で、抵抗が急減する材料で有れば良い。
例えば、異常な温度抵抗率変化を示す、La1-xSrx
nO3、La1-xSr1+xMnO4、(Nd,Sm)1/2
1/2MnO3等のCMR(巨大磁気抵抗効果)材料等も
用いることができる。
(Embodiment 2) FIG. 2 is a conceptual diagram showing a first embodiment of a characteristic element (2), which is a component of a superconducting signal processing unit according to an embodiment of the present invention. . In FIG. 2, the second signal transmission lines 102a and 102b
The characteristic element 107 as a means for changing the impedance according to the temperature of the signal processing circuit 4 (shown in FIG. 1) at the connection point CC ′ with the short-circuit element made of a material whose resistance value changes rapidly with temperature 17 shows an example composed of a capacitor 117 and a capacitor 127 connected in series. It is preferable to use a superconducting material as a material whose resistance value changes abruptly depending on temperature. However, the material is not limited to this.
It is only necessary that the superconducting material constituting the material be a material whose resistance rapidly decreases at a temperature lower than the temperature at which transition from superconductivity to normal conduction occurs.
For example, La 1-x Sr x M showing an abnormal temperature resistivity change
nO 3 , La 1-x Sr 1 + x MnO 4 , (Nd, Sm) 1/2 S
A CMR (giant magnetoresistance) material such as r 1/2 MnO 3 can also be used.

【0044】図2に於いて、コンデンサ127が無く、
超伝導短絡素子117で直接接続点C−C’間を短絡接
続しても良い。両者の差は、前者では、特性素子107
により信号伝送線路102a、102bが交流的だけで
短絡接続されるのに対して、後者では、交流的だけでな
く、直流的にも短絡接続されることである。また、図2
に於いて、図示はされていないが、超伝導短絡素子11
7は、第1の信号処理回路4(図1に図示)を冷却する
冷却部材と同一の冷却部材に設置して冷却するように構
成されていることが必要である。第1の信号処理回路4
の温度上昇に伴って、それを構成する超伝導材料が常伝
導に転移する際に、特性素子107を構成する超伝導短
絡素子117も常伝導転移して抵抗が上昇することによ
り、インピーダンスが、超伝導状態時には極めて小さな
値から、極端に大きな値へと変化するように設計するこ
とが可能である(前記実施の形態1の説明文中を参照の
こと)。このことにより、特性素子107のインピーダ
ンスZs2が第2の信号伝送線路2a(図1に図示)の特
性インピーダンスZ2よりも十分大きな値となるような
構成が実現できる。従って、実施の形態1で説明したよ
うに、第1の信号処理回路4が温度上昇によって機能し
なくなった場合にも、第2の信号処理回路5からの出力
に切り替えて用いることにより、安定な信号処理システ
ム動作が実現できる。
In FIG. 2, there is no capacitor 127,
The superconducting short-circuit element 117 may directly connect the connection points CC ′ to each other. The difference between the two is that the characteristic element 107
, The signal transmission lines 102a and 102b are short-circuited only by AC, while the latter is short-circuited not only by AC but also by DC. FIG.
Although not shown in FIG.
7 needs to be configured to be installed on the same cooling member as the cooling member for cooling the first signal processing circuit 4 (shown in FIG. 1) and to cool it. First signal processing circuit 4
When the superconducting material constituting the characteristic element 107 transitions to normal conduction with the rise in temperature, the superconducting short-circuit element 117 constituting the characteristic element 107 also transitions to normal conduction to increase the resistance. In the superconducting state, it can be designed to change from an extremely small value to an extremely large value (see the description of the first embodiment). As a result, a configuration can be realized in which the impedance Z s2 of the characteristic element 107 is a value sufficiently larger than the characteristic impedance Z 2 of the second signal transmission line 2a (shown in FIG. 1). Therefore, as described in the first embodiment, even when the first signal processing circuit 4 fails to function due to a rise in temperature, switching to the output from the second signal processing circuit 5 for stable use. A signal processing system operation can be realized.

【0045】具体的には、超伝導短絡素子117の材料
としては、信号処理回路4を構成する超伝導材料と同じ
か類似の、LnBa2Cu37-x(Ln=Yおよび希土
類元素)等のY系やBi2Sr2Can-1Cun
2n+4-y(n=1〜5)のBi系や、Tl2Ba2Can-1Cun
2n+4(n=1〜4)、Tl1Ba2Can-1Cun2n+3(n=
1〜5)、Tl1Sr2Can-1Cun2n+3(n=2,3)等の
Tl系酸化物高温超伝導体等の酸化物高温超伝導体を用
いるのが都合がよい。特に、第1の信号処理回路4を構
成する超伝導材料と同じ超伝導体を用いる場合には、両
者の転移温度がほぼ等しくなるために、冷凍機などの故
障による温度上昇により、第1の信号処理回路4が動作
しなくなるとほぼ同時に、第2の信号処理回路5(図1
参照)に信号処理機能を自動的に切り替えることが可能
となり、そのための温度モニタが不要となる。
Specifically, the material of the superconducting short-circuiting element 117 is LnBa 2 Cu 3 O 7-x (Ln = Y and a rare earth element) which is the same as or similar to the superconducting material constituting the signal processing circuit 4. Y-based or Bi 2 Sr equal 2 Ca n-1 Cu n O
Bi-based 2n + 4-y (n = 1~5) and, Tl 2 Ba 2 Ca n- 1 Cu n
O 2n + 4 (n = 1~4 ), Tl 1 Ba 2 Ca n-1 Cu n O 2n + 3 (n =
1-5), is convenient to use Tl 1 Sr 2 Ca n-1 Cu n O 2n + 3 (n = 2,3) oxide Tl-based oxide high-temperature superconductors such as high-temperature superconductors Good. In particular, when the same superconductor as the superconducting material forming the first signal processing circuit 4 is used, the transition temperatures of the two become substantially equal. Almost at the same time when the signal processing circuit 4 stops operating, the second signal processing circuit 5 (FIG. 1)
), The signal processing function can be automatically switched, so that a temperature monitor is not required.

【0046】また、超伝導短絡素子117の長さが、そ
の管内波長の約1/10程度であれば集中定数として扱
うことが可能であり、それ以上であれば、分布定数線路
として扱って所望のインピーダンスに設計すればよい。
例えば、基板として厚み0.5mmのLaAlO3単結
晶(比誘電率24)を用い、信号伝導線路2aとしてス
トリップライン型の50Ω線路を考えると、1/10管
内波長は5.2mm程度となるので、この長さ以下で設
計すれば集中定数として扱うことが可能である。例え
ば、図8に示すように、ストリップライン型の往路の信
号伝送線路702aと702bの接続点に、超伝導短絡
素子717を、長さ5mm、幅23μm、厚み1μmと
すると、転移温度付近での抵抗率が10-3Ωcmの酸化
物高温超伝導薄膜を形成すれば約2150Ωとなり、第
2の信号伝送線路702a、702bの特性インピーダ
ンスが50Ωとすれば、信号伝達損失(信号711の電
力に対する信号712の電力の比)L2は(数7)より
約0.1dBとなる。また、超伝導状態では、50Ωに
比べて全く無視できる程小さなインピーダンスが実現で
きている。この超伝導短絡素子が端子737に接続さ
れ、端子737がビアホール727で、信号伝送線路7
02a、702bの帰路である接地電極704に接続さ
れている。また、図8では直接信号伝送線路702a,
702bと接地電極704との間に短絡接続した例を示
したが、この間にコンデンサを直列に挿入して短絡接続
してもよいのはいうまでもない。
If the length of the superconducting short-circuit element 117 is about 1/10 of the guide wavelength, it can be treated as a lumped constant. The impedance should be designed as follows.
For example, when a 0.5 mm thick LaAlO 3 single crystal (relative dielectric constant: 24) is used as the substrate and a strip line type 50Ω line is considered as the signal conduction line 2a, the 1/10 guide wavelength is about 5.2 mm. If it is designed to be shorter than this length, it can be treated as a lumped constant. For example, as shown in FIG. 8, when the superconducting short-circuit element 717 is 5 mm long, 23 μm wide, and 1 μm thick at the connection point between the signal transmission lines 702 a and 702 b on the outward path of the strip line type, If an oxide high-temperature superconducting thin film having a resistivity of 10 −3 Ωcm is formed, the resistance becomes about 2150 Ω, and if the characteristic impedance of the second signal transmission lines 702a and 702b is 50 Ω, a signal transmission loss (signal to signal 711 power). power ratio) L 2 of 712 becomes about 0.1dB than (7). In the superconducting state, an impedance that is negligibly small compared to 50Ω can be realized. This superconducting short-circuit element is connected to a terminal 737, and the terminal 737 is a via hole 727, and the signal transmission line 7
02a and 702b are connected to a ground electrode 704 which is a return path. In FIG. 8, the direct signal transmission lines 702a,
Although an example is shown in which a short circuit is connected between 702b and the ground electrode 704, it goes without saying that a capacitor may be inserted in series and short-circuited between them.

【0047】なお、短絡素子の材料を超伝導体を用いた
場合について述べたが、なにもこれに限定されるわけで
はなく、同様な機能を有する材料を用いることができる
のは言うまでもない。超伝導体の代わりに、第1の信号
処理回路4の超伝導材料が超伝導から常伝導に転移する
温度付近で、抵抗率が1桁以上大きくなるような材料を
用いても良いことは言うまでもない。具体的には、例え
ば、異常な温度抵抗率変化を示す、La1-xSrxMnO
3、La1-xSr1+xMnO4、(Nd,Sm)1/ 2Sr1/2
MnO3等のCMR(巨大磁気抵抗効果)材料等も用い
ることができる。
Although the case where a superconductor is used as the material of the short-circuit element has been described, it is needless to say that the present invention is not limited to this, and a material having a similar function can be used. It is needless to say that, instead of the superconductor, a material whose resistivity increases by one digit or more near the temperature at which the superconducting material of the first signal processing circuit 4 transitions from superconducting to normal conducting may be used. No. Specifically, for example, La 1-x Sr x MnO showing abnormal temperature resistivity change
3, La 1-x Sr 1 + x MnO 4, (Nd, Sm) 1/2 Sr 1/2
A CMR (giant magnetoresistance) material such as MnO 3 can also be used.

【0048】(実施の形態3)図3は本発明の一実施の
形態による超伝導信号処理ユニット構成要素の、特性素
子部分の第二の実施形態を示す概念図である。この図を
用いて本発明に於ける特性素子部分の第二の実施形態を
説明する。図3で、第2の信号伝送線路202aと20
2bとの接続点C−C’に於いて、信号処理回路4(図
1に図示)の温度に伴いインピーダンスを変化させる手
段としての特性素子207が、直列接続されたコンデン
サ227とダイオードスイッチ217とから構成されて
いる。コンデンサ227は直流をカットするためのもの
であり、回路構成上、別に設ける必要がない場合には無
くても良い。ダイオードスイッチ217の両端には、信
号カット用のインダクタ237および、第1の信号処理
回路の温度に依存して抵抗が変化する可変抵抗素子24
7とが直列接続されて、電源267により、ダイオード
スイッチ217が順方向にバイアスされるように構成さ
れている。また、同図に於いて、コンデンサ227が無
く、ダイオードスイッチ217が接続点C−C’に直接
短絡接続しても良い。両者の差は、前記実施の形態2で
述べた通りである。また、図3に於いて、図示はされて
いないが、可変抵抗素子247は、第1の信号処理回路
4(図1に図示)を冷却する冷却部材と同一の冷却部材
に設置して冷却するように構成されていることが好まし
い。
(Embodiment 3) FIG. 3 is a conceptual diagram showing a second embodiment of a characteristic element portion of a superconducting signal processing unit according to an embodiment of the present invention. A second embodiment of the characteristic element portion according to the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 3, the second signal transmission lines 202a and 20a
2b, a characteristic element 207 as a means for changing impedance according to the temperature of the signal processing circuit 4 (shown in FIG. 1) includes a capacitor 227 and a diode switch 217 connected in series. It is composed of The capacitor 227 serves to cut off direct current, and may not be provided if it is not necessary to separately provide the circuit configuration. Both ends of the diode switch 217 are provided with a signal cutting inductor 237 and a variable resistance element 24 whose resistance changes depending on the temperature of the first signal processing circuit.
7 are connected in series, and the diode switch 217 is biased in the forward direction by the power supply 267. Further, in the figure, the diode switch 217 may be directly short-circuited to the connection point CC ′ without the capacitor 227. The difference between the two is as described in the second embodiment. Although not shown in FIG. 3, the variable resistance element 247 is installed on the same cooling member as the cooling member for cooling the first signal processing circuit 4 (shown in FIG. 1) and cools the same. It is preferable that it is comprised as follows.

【0049】まず、特性素子207を集中定数回路とし
て扱える寸法以内に構成した場合について説明する。第
1の信号処理回路4の温度が超伝導動作状態を保ち、正
常な機能、動作を行っている場合には、可変抵抗素子2
47の抵抗は極めて小さい値である。特に、可変抵抗素
子247が超伝導材料で構成される場合には、この場合
には超伝導状態にあり、その抵抗は零である。そのた
め、電源267の電圧が、可変抵抗素子247とインダ
クタ237を通り、ダイオードスイッチ217に順方向
に印加されているが、この場合には、可変抵抗素子24
7とインダクタ237の直流抵抗が極めて小さいため
に、ダイオードスイッチ217へのバイアス電流が大き
くなり導通状態となる。導通状態となったダイオードス
イッチ217の信号211、212に対するインピーダ
ンスは信号伝送線路202a,202bの特性インピー
ダンスZ2よりも十分に小さな値となる。コンデンサ2
27の静電容量を、インピーダンスが十分に小さな値に
なるような大きさに選んでおけば、特性素子207のイ
ンピーダンスも十分に小さな、短絡状態が実現できる。
First, the case where the characteristic element 207 is configured within a size that can be handled as a lumped constant circuit will be described. When the temperature of the first signal processing circuit 4 is maintained in a superconducting operation state and a normal function and operation are performed, the variable resistance element 2
The resistance of 47 is a very small value. In particular, when the variable resistance element 247 is made of a superconducting material, it is in a superconducting state in this case, and its resistance is zero. Therefore, the voltage of the power supply 267 passes through the variable resistor 247 and the inductor 237 and is applied to the diode switch 217 in the forward direction.
7 and the inductor 237 have extremely small DC resistance, the bias current to the diode switch 217 increases, and the diode switch 217 becomes conductive. Impedance to signal 211 and 212 of diode switch 217 becomes conductive state becomes sufficiently smaller than the signal transmission line 202a, 202b of the characteristic impedance Z 2. Capacitor 2
If the capacitance of the capacitor 27 is selected so that the impedance becomes a sufficiently small value, a short circuit state in which the impedance of the characteristic element 207 is sufficiently small can be realized.

【0050】第1の信号処理回路4の温度上昇に伴っ
て、それを構成する超伝導材料が常伝導に転移すると、
可変抵抗素子247が超伝導状態から常伝導状態へと転
移することにより、その直流抵抗が大きくなり、ダイオ
ードスイッチ217は、そのバイアス電流が極めて小さ
くなるので、高抵抗状態、或いは遮断状態に転移する。
この状態では、信号211、212に対するインピーダ
ンスZs2は信号伝送線路202a,202bの特性イン
ピーダンスZ2よりも十分に大きな値となり、解放状態
に近い状態が実現できる。従って、実施の形態1で説明
したように、第1の信号処理回路4が温度上昇によって
機能しなくなった場合にも、第2の信号処理回路5から
の出力に切り替えて用いることにより、安定な信号処理
システム動作が実現できる。
When the temperature of the first signal processing circuit 4 rises and the superconducting material constituting the first signal processing circuit 4 transitions to normal conduction,
When the variable resistance element 247 transitions from the superconducting state to the normal conduction state, its DC resistance increases, and the diode switch 217 transitions to a high resistance state or a cutoff state because its bias current becomes extremely small. .
In this state, the impedance Z s2 for the signals 211 and 212 is a value sufficiently larger than the characteristic impedance Z 2 of the signal transmission lines 202a and 202b, and a state close to an open state can be realized. Therefore, as described in the first embodiment, even when the first signal processing circuit 4 fails to function due to a rise in temperature, switching to the output from the second signal processing circuit 5 for stable use. A signal processing system operation can be realized.

【0051】次に、特性素子207を分布定数回路とし
て扱うことが必要な寸法で構成される場合について説明
する。ダイオードスイッチ217を信号伝送線路202
a,202bに接続する線路の長さを適当に調節するこ
とにより、例えば、管内波長の(k/2)倍の長さ(こ
こで、kは零または正整数)とすることにより、ダイオ
ードスイッチ217のインピーダンスがそのまま特性素
子207のインピーダンスとなるので、上記のような動
作が実現できる。
Next, a case will be described in which the characteristic element 207 is configured to have dimensions required to be handled as a distributed constant circuit. The diode switch 217 is connected to the signal transmission line 202.
a, 202b by appropriately adjusting the length of the line connected thereto, for example, by setting the length to (k / 2) times the guide wavelength (where k is zero or a positive integer). Since the impedance at 217 becomes the impedance of the characteristic element 207 as it is, the above operation can be realized.

【0052】或いは、図6に示すように可変抵抗素子を
インダクタ237とダイオードスイッチ217との直列
回路に並列接続することにより、上記の場合とは逆に、
可変抵抗素子が常伝導転移した場合にのみダイオードス
イッチ217を低インピーダンス状態とする構成とし
て、ダイオードスイッチ217を信号伝送線路202
a,202bに接続する線路の長さを、管内波長の(1
/4+m/2)波長(mは零または正整数)とすること
により、(数1)に示されるのと同様に、インピーダン
ス反転がおこるので、特性素子2のインピーダンスが、
可変抵抗素子が常伝導転移する際に、短絡状態から高イ
ンピーダンス状態へと転移する状態が実現できる。
Alternatively, as shown in FIG. 6, by connecting a variable resistance element in parallel to a series circuit of an inductor 237 and a diode switch 217,
The diode switch 217 is set to a low impedance state only when the variable resistance element changes to a normal conduction state.
a, the length of the line connected to 202b is (1) of the guide wavelength.
/ 4 + m / 2) (where m is zero or a positive integer), the impedance inversion occurs in the same manner as shown in (Equation 1), so that the impedance of the characteristic element 2 becomes
When the variable resistance element makes a transition to normal conduction, a state of transition from a short circuit state to a high impedance state can be realized.

【0053】具体的な特性素子207の構成として、ダ
イオードスイッチ217としては、第1の信号処理回路
4が動作する温度、例えばその構成材料である超伝導体
に、Y系やBi系、Tl系等の酸化物高温超伝導体等の
銅を含む酸化物高温超伝導体を用いる場合には、液体窒
素温度(77ケルビン)程度でも動作するような高周波
用のダイオード、例えば、GaAs系等のショットキー
ダイオード等を用いるのが好ましい。また、可変抵抗素
子247の材料としては、Y系やBi系や、Tl系等の
銅を含む酸化物高温超伝導体を用いるのが好ましい。特
に、第1の信号処理回路4を構成する超伝導材料と同じ
物を用いる場合には、それと同じ冷却部材に固定するこ
とにより、冷凍機などの故障による温度上昇により、第
1の信号処理回路4が動作しなくなるとほぼ同時に、第
2の信号処理回路5(図1参照)に信号処理機能を自動
的に切り替えることが可能となり、温度モニタが不要と
なる。
As a specific configuration of the characteristic element 207, as the diode switch 217, a temperature at which the first signal processing circuit 4 operates, for example, a superconductor which is a constituent material of the diode switch 217 may be Y-based, Bi-based, or Tl-based. In the case of using an oxide high-temperature superconductor containing copper, such as an oxide high-temperature superconductor, a high-frequency diode that operates even at a liquid nitrogen temperature (77 Kelvin), such as a GaAs-based It is preferable to use a key diode or the like. Further, as a material of the variable resistance element 247, it is preferable to use a high-temperature oxide superconductor containing copper, such as Y-based, Bi-based, or Tl-based. In particular, when the same material as the superconducting material constituting the first signal processing circuit 4 is used, the first signal processing circuit 4 is fixed to the same cooling member, and the first signal processing circuit 4 is caused by a temperature rise due to a failure of the refrigerator or the like. Almost at the same time when the operation of the signal processing circuit 4 stops, the signal processing function can be automatically switched to the second signal processing circuit 5 (see FIG. 1), and the temperature monitor becomes unnecessary.

【0054】なお、上記説明では、可変抵抗素子247
の材料を超伝導体を用いた場合について述べたが、なに
もこれに限定されるわけではなく、同様な機能を有する
材料を用いることができるのは言うまでもない。超伝導
体の代わりに、第1の信号処理回路4の超伝導材料が超
伝導から常伝導に転移する温度付近で、抵抗率が1桁以
上大きくなるような材料を用いても良いことは言うまで
もない。具体的には、具体的には、例えば、異常な温度
抵抗率変化を示す、La1-xSrxMnO3、La1-xSr
1+xMnO4、(Nd,Sm)1/2Sr1/2MnO3等のC
MR(巨大磁気抵抗効果)材料等も用いることができ
る。
In the above description, the variable resistance element 247
Has been described using a superconductor as a material, but it is needless to say that the material is not limited to this, and a material having a similar function can be used. It is needless to say that, instead of the superconductor, a material whose resistivity increases by one digit or more near the temperature at which the superconducting material of the first signal processing circuit 4 transitions from superconducting to normal conducting may be used. No. Specifically, for example, La 1-x Sr x MnO 3 and La 1-x Sr exhibiting abnormal temperature resistivity change, for example.
C such as 1 + x MnO 4 , (Nd, Sm) 1/2 Sr 1/2 MnO 3
An MR (giant magnetoresistance) material or the like can also be used.

【0055】(実施の形態4)図4は、本発明の一実施
の形態による超伝導信号処理ユニット構成要素の、特性
素子部分の第三の実施形態を示す概念図を示す。図4に
於いて、第2の信号伝送線路302aと302bとの接
続点C−C’に於いて、第1の信号処理回路4(図1に
図示)の温度に伴いインピーダンスを変化させる手段と
しての特性素子307が、ダイオードスイッチ317か
ら構成されている。別の実施態様では、ダイオードスイ
ッチ317に、直列に直流をカットするためのコンデン
サを設けることもある。ダイオードスイッチ317の両
端には、信号カット用のインダクタ337を直列に介し
て、駆動回路367の出力線が接続されている。駆動回
路367の入力信号として、第1の信号処理回路4の温
度をモニタする温度センサ357が接続されている。第
1の信号処理回路の温度モニタする温度センサ357の
出力に依存して駆動回路367の出力が制御される。
(Embodiment 4) FIG. 4 is a conceptual diagram showing a third embodiment of a characteristic element portion of a superconducting signal processing unit component according to an embodiment of the present invention. In FIG. 4, as means for changing the impedance according to the temperature of the first signal processing circuit 4 (shown in FIG. 1) at a connection point CC 'between the second signal transmission lines 302a and 302b. Is composed of a diode switch 317. In another embodiment, the diode switch 317 may be provided with a capacitor for cutting direct current in series. The output line of the drive circuit 367 is connected to both ends of the diode switch 317 via a signal cutting inductor 337 in series. A temperature sensor 357 for monitoring the temperature of the first signal processing circuit 4 is connected as an input signal of the drive circuit 367. The output of the drive circuit 367 is controlled depending on the output of the temperature sensor 357 for monitoring the temperature of the first signal processing circuit.

【0056】まず、特性素子307が、集中定数回路と
して取り扱えるぐらい小さな寸法で構成されている場合
について説明する。ダイオードスイッチ317は、常時
は低インピーダンス状態に駆動されて、第1の信号処理
回路4を動作させる。第1の信号処理回路4の動作温度
の上昇により、システムの機能低下を防止するために、
信号処理回路を切り替える場合には、駆動回路367の
駆動電流を小さくすることにより、ダイオードスイッチ
317をオフ状態(高インピーダンス状態)にすること
により、特性素子307を、短絡(低インピーダンス)
状態から高インピーダンスに転移させることができる。
First, the case where the characteristic element 307 has a size small enough to be handled as a lumped constant circuit will be described. The diode switch 317 is normally driven to a low impedance state to operate the first signal processing circuit 4. In order to prevent a decrease in the function of the system due to an increase in the operating temperature of the first signal processing circuit 4,
When the signal processing circuit is switched, the characteristic element 307 is short-circuited (low impedance) by turning off the diode switch 317 (high impedance state) by reducing the drive current of the drive circuit 367.
A transition from a state to a high impedance can be made.

【0057】次に、特性素子307が、分布定数回路と
して取り扱わねばならない寸法の場合には、前述の(実
施の形態3)で述べたものと同様にすれば、同様な機能
が実現できる。
Next, when the characteristic element 307 has a size that must be handled as a distributed constant circuit, the same function can be realized by performing the same operation as that described in the above (Embodiment 3).

【0058】以上のように、前記の実施形態と同様に、
第1の信号処理回路4が温度上昇によって機能しなくな
った場合にも、第2の信号処理回路5からの出力に切り
替えて用いることにより、安定な信号処理システム動作
が実現できる超伝導信号処理ユニットが実現できる。
As described above, similar to the above embodiment,
Superconducting signal processing unit that can realize stable signal processing system operation by switching to and using output from second signal processing circuit 5 even when first signal processing circuit 4 fails to function due to temperature rise. Can be realized.

【0059】本実施例では、温度センサ357の出力に
より駆動回路367でダイオードスイッチ317のイン
ピーダンス、即ち、特性素子317のインピーダンスを
制御するので、正常動作とバイパス動作との切り替え温
度を任意に設定でき、超伝導信号処理回路4が動作しな
くなる前に、あらかじめ、バイパスの第2の信号処理回
路5に切り替えることが可能である。このようにするこ
とにより、超伝導信号処理ユニットの信頼性、安定性を
向上させることが可能になる。
In this embodiment, the impedance of the diode switch 317, that is, the impedance of the characteristic element 317 is controlled by the drive circuit 367 based on the output of the temperature sensor 357, so that the switching temperature between the normal operation and the bypass operation can be arbitrarily set. It is possible to switch to the bypass second signal processing circuit 5 before the superconducting signal processing circuit 4 stops operating. This makes it possible to improve the reliability and stability of the superconducting signal processing unit.

【0060】(実施の形態5)図5は、本発明の他の実
施の形態による超伝導信号処理ユニットを示す概念図を
示す。図5において、第1の信号伝送線路401aは、
第2の信号伝送線路402aと接続点A−A’の場所で
入力伝導線路403に接続されている。本実施の形態お
よび以後の実施の形態の説明に於いては、説明の便宜
上、伝送線路の形態を平行線路として行っている。
(Embodiment 5) FIG. 5 is a conceptual diagram showing a superconducting signal processing unit according to another embodiment of the present invention. In FIG. 5, a first signal transmission line 401a is
The second signal transmission line 402a is connected to the input conduction line 403 at a connection point AA '. In the description of the present embodiment and the following embodiments, for convenience of explanation, the form of the transmission line is a parallel line.

【0061】第1の信号伝送線路401aの長さはその
管内波長(λg1)の(1/4+m/2)倍の長さ(ここ
で、mは零または正整数)であり、他端B−B’の場所
には、それと同じ特性を有する第1の信号伝送線路40
1bが接続されている。そのもう一方の端部には超伝導
材料から構成される第1の信号処理回路404が接続さ
れている。接続点B−B’の場所には、両線路の各々の
往路と帰路とが特性素子406で短絡接続されている。
特性素子406は、第1の信号処理回路404の温度に
依存してインピーダンスが変化するものであり、ダイオ
ードスイッチや超伝導材料等で構成されている。
The length of the first signal transmission line 401a is (1 / + m / 2) times as long as its guide wavelength (λ g1 ) (where m is zero or a positive integer), and the other end B The first signal transmission line 40 having the same characteristics
1b is connected. The other end is connected to a first signal processing circuit 404 made of a superconducting material. At the location of the connection point BB ', the forward path and the return path of each of the two lines are short-circuited by the characteristic element 406.
The characteristic element 406 changes its impedance depending on the temperature of the first signal processing circuit 404, and is made of a diode switch, a superconductive material, or the like.

【0062】他方、第2の信号伝送線路402aの長さ
は、その管内波長(λg2)の(1/4+m/2)倍の長
さ(ここで、mは零または正整数)であり、その他端C
−C’の場所には、それと同じ特性を有する第2の信号
伝送線路402bが接続されている。第2の信号伝送線
路402bのもう一方の端部には常伝導材料から構成さ
れる第2の信号処理回路405が接続されている。接続
点C−C’の場所には、両線路の各々の往路と帰路とを
特性素子407で短絡接続されている。特性素子407
は、第1の信号処理回路404の温度に依存してインピ
ーダンスが変化するものであり、ダイオードスイッチ、
超伝導材料等で構成されている。
On the other hand, the length of the second signal transmission line 402a is (1/4 + m / 2) times as long as the guide wavelength (λ g2 ) (where m is zero or a positive integer), Other end C
A second signal transmission line 402b having the same characteristics is connected to the location -C '. A second signal processing circuit 405 made of a normal conductive material is connected to the other end of the second signal transmission line 402b. At the point of the connection point CC ′, the forward path and the return path of each of the two lines are short-circuited by the characteristic element 407. Characteristic element 407
The impedance changes depending on the temperature of the first signal processing circuit 404.
It is made of a superconductive material or the like.

【0063】信号処理回路404及び405は、例え
ば、所望の信号のみを通す帯域通過フィルタや、スペク
トル拡散信号の相関をとるコリレータ等の機能を実現し
た回路ユニットであり、対象信号周波数に対しては、そ
れらの入力インピーダンスは、信号伝送線路401bお
よび402bのそれぞれの特性インピーダンスにほぼ整
合されているのが好ましい。
The signal processing circuits 404 and 405 are circuit units that realize functions such as a band-pass filter for passing only a desired signal and a correlator for correlating a spread spectrum signal. Preferably, their input impedances are substantially matched to the respective characteristic impedances of the signal transmission lines 401b and 402b.

【0064】第1の信号処理回路404の温度が上昇し
てその特性が劣化した時、或いは、その特性劣化による
システムに及ぼす悪影響を未然に防がなければならない
ような時、例えば、それを構成する超伝導材料が超伝導
から常伝導へと転移して特性劣化を起こすような温度ま
で上昇したような時には、第1の信号伝送線路401
a、401bの特性インピーダンスに比べて、特性素子
406のインピーダンスが極めて小さな値から大きな値
へと変化するように構成され、第2の信号伝送線路40
2a、402bの特性インピーダンスに比べて、特性素
子407のインピーダンスが極めて小さな値から大きな
値へと変化するように構成されたものを用いる。特性素
子406、407の具体的な実施の形態は後述する。
When the temperature of the first signal processing circuit 404 rises and its characteristics are deteriorated, or when it is necessary to prevent an adverse effect on the system due to the deterioration of the characteristics, for example, when the first When the temperature of the superconducting material changes from superconducting to normal and rises to a temperature at which characteristic deterioration occurs, the first signal transmission line 401
a, the impedance of the characteristic element 406 changes from an extremely small value to a large value as compared with the characteristic impedance of the second signal transmission line 40b.
An element configured so that the impedance of the characteristic element 407 changes from an extremely small value to a large value as compared with the characteristic impedances 2a and 402b is used. Specific embodiments of the characteristic elements 406 and 407 will be described later.

【0065】請求項7に記載の本発明の実施に於いて
は、第1の信号処理回路404が超伝導状態にある正常
動作温度では、接続点A−A’から見た第1の信号伝送
線路401aの入力インピーダンスZin1はZ1(=
0)であり、第2の信号伝送線路402aの入力イン
ピーダンスZin2は高インピーダンスとなっている。第
1の信号処理回路404が常伝導状態に転移したバイパ
ス動作時の温度では、逆に、Zin1は高インピーダンス
となり、Zin2がZ2(=Z0)に等しくなるように構成
されている。その詳細な動作原理について以下に説明す
る。
In the embodiment of the present invention, at a normal operating temperature in which the first signal processing circuit 404 is in a superconducting state, the first signal transmission viewed from the connection point AA 'is performed. The input impedance Z in1 of the line 401a is Z 1 (=
Z 0 ), and the input impedance Z in2 of the second signal transmission line 402a is high. Conversely, at the temperature at the time of the bypass operation in which the first signal processing circuit 404 transitions to the normal conduction state, Z in1 is configured to have high impedance and Z in2 is equal to Z 2 (= Z 0 ). . The detailed operation principle will be described below.

【0066】(正常動作時)図5において、信号処理回
路404が超伝導状態を維持する温度にあり、正常に機
能している場合に付いて説明する。入力伝送線路40
3、および、第1の信号伝送線路401aと401b、
および、第2の信号伝送線路402aと402bの特性
インピーダンスを、各々、Z0、Z1、Z2とし、伝搬定
数を、β0、β1、β2とする。具体的には、各特性イン
ピーダンスZ0、Z1、Z2は総て等しくするのが好まし
い。また、信号処理回路404及び405の入力インピ
ーダンスは、今考慮している信号周波数に対して、各
々、信号伝送線路401bおよび402bの特性インピ
ーダンスにほぼ整合していることが好ましい。また、特
性素子406、407のインピーダンスを、各々、
s1、Zs2とする。
(Normal Operation) A case where the signal processing circuit 404 is at a temperature at which the superconducting state is maintained and functions normally in FIG. 5 will be described. Input transmission line 40
3, and first signal transmission lines 401a and 401b,
And the characteristic impedance of the second signal transmission lines 402a and 402b, respectively, and Z 0, Z 1, Z 2, the propagation constant, beta 0, beta 1, and beta 2. Specifically, it is preferable that the characteristic impedances Z 0 , Z 1 , and Z 2 are all equal. Further, it is preferable that the input impedances of the signal processing circuits 404 and 405 substantially match the characteristic impedances of the signal transmission lines 401b and 402b, respectively, for the signal frequency under consideration. Further, the impedances of the characteristic elements 406 and 407 are respectively
Let Z s1 and Z s2 .

【0067】この動作状態の場合には、Zs1がZ1より
も十分に大きく、Zs2がZ2よりも無視できるくらい小
さい値であるので、(実施の形態1)で述べたように、
第2の信号伝送線路402aの入力インピーダンスZ
in2は高インピーダンス状態となり、入力信号408は
ほとんど損失無く、信号409として第1の信号伝送線
路401aに入力される。信号409は、接続点B−
B’での特性素子406の短絡接続による、極わずかの
信号の反射損失を受け、信号処理回路404への入力信
号410として伝搬する。この際に接続点B−B’で受
ける損失は、(数6)で、Z2をZ1に、Zs2をZs1に置
き換えて評価することができる。第2の信号伝送線路4
02aの動作に付いては、(実施の形態1)と同様であ
る。
In this operating state, since Z s1 is sufficiently larger than Z 1 and Z s2 is a value negligibly smaller than Z 2 , as described in the first embodiment,
Input impedance Z of second signal transmission line 402a
in2 is in a high impedance state, and the input signal 408 is input to the first signal transmission line 401a as the signal 409 with almost no loss. The signal 409 is connected to the connection point B−
Due to the short-circuit connection of the characteristic element 406 at B ′, a very small signal reflection loss is received and propagated as an input signal 410 to the signal processing circuit 404. At this time, the loss received at the connection point BB ′ can be evaluated by replacing Z 2 with Z 1 and Z s2 with Z s1 in (Equation 6). Second signal transmission line 4
The operation of 02a is the same as in (Embodiment 1).

【0068】以上のように、正常動作時には、第1の信
号処理回路404から処理出力が得られ、かた、途中で
の信号伝達損失も極めて小さくすることが可能となる。
As described above, during normal operation, the processing output is obtained from the first signal processing circuit 404, and the signal transmission loss on the way can be extremely reduced.

【0069】(バイパス動作時)次に、信号処理回路4
04の超伝導材料が常伝導転移する温度で、正常に機能
しない場合の動作、即ち、バイパス動作に付いて説明す
る。この状態では、信号処理回路404の超伝導材料が
常伝導となるために、その出力は、システムでは用いる
ことができない。他方、信号処理回路405の方には、
(実施の形態1)と同様の理由で、正常な信号処理出力
が得られるので、システムではこちらの方の信号を選択
することにより、システムの安定性が向上する。
(During bypass operation) Next, the signal processing circuit 4
The operation when the superconducting material No. 04 does not function properly at the temperature at which the superconducting material transitions to normal conduction, that is, the bypass operation will be described. In this state, the output cannot be used in the system because the superconducting material of the signal processing circuit 404 is normally conducting. On the other hand, for the signal processing circuit 405,
Since a normal signal processing output is obtained for the same reason as in the first embodiment, the stability of the system is improved by selecting this signal in the system.

【0070】この状態に於いては、接続点B−B’での
第1の特性素子406のインピーダンスZs1は、Z1
比べて極めて小さな値となっているので、接続点A−
A’から見た信号伝送線路401aの入力インピーダン
スZin1は(数1)、(数2)において、Zin2をZin1
に、Z2をZ1に、Zs2をZs1と、置き換えることにより
求められ、Zs1は極めて大きな値が実現できる。入力伝
送線路403からA−A’の地点を見た場合のインピー
ダンスZAinは(数3)で、Z1をZ2に、Zin2をZin1
に置き換えることにより求められ、ZAinはほぼZ2に等
しくなる。従って、入力信号408は、入力伝送線路4
03から信号伝送線路402aの方だけに伝搬し(信号
411)、信号伝送線路401aの方には、信号409
が伝搬しなくなる。
In this state, the impedance Z s1 of the first characteristic element 406 at the connection point BB ′ is much smaller than Z 1 , so that the connection point A−
Input impedance Z in1 of the signal transmission line 401a as viewed from A 'is (number 1), the equation (2), the Z in2 Z in1
In the Z 2 to Z 1, the Z s2 and Z s1, obtained by replacing, Z s1 can be realized a very large value. The impedance Z Ain when viewing the point AA ′ from the input transmission line 403 is ( Equation 3), where Z 1 is Z 2 and Z in2 is Z in1.
And Z Ain is approximately equal to Z 2 . Therefore, the input signal 408 is
03 propagates only to the signal transmission line 402a (signal 411), and to the signal transmission line 401a, the signal 409
Will not propagate.

【0071】また、接続点C−C’での特性素子407
のインピーダンスは、この状態では、特性インピーダン
スZ2に比べて極めて高い値となるように構成されるの
で、信号信号411は、特性素子407の短絡接続によ
る、極めて僅かの信号伝達損失しか受けずに伝搬し、信
号412として第2の信号処理回路405に入力されて
信号処理される。システムではこの処理された出力信号
を用いることができ、安定な信号処理システム動作が実
現できる。
The characteristic element 407 at the connection point CC '
Is configured to have an extremely high value compared to the characteristic impedance Z 2 in this state, so that the signal signal 411 receives very little signal transmission loss due to the short-circuit connection of the characteristic element 407. The signal propagates and is input to the second signal processing circuit 405 as a signal 412, where the signal is processed. The system can use the processed output signal, and can realize stable signal processing system operation.

【0072】信号伝送線路401a、401b、402
a、402bは超伝導信号処理回路404と同じように
冷却して用いるのが構成上有利であり、その線路自体の
伝搬損失が十分小さく、無視できるので好ましい。本発
明の構成に於ける信号伝送線路401aの構成電極材料
として、温度変化によりその抵抗が余り大きく変わらな
いような常伝導金属、例えば、銅や金など、を用いるの
が好ましい。これは、その温度が77ケルビン付近で数
十度変化しても特性インピーダンスや、伝送損失にはほ
とんど影響はでないので、上記のような動作が容易に実
現できるからである。
The signal transmission lines 401a, 401b, 402
It is advantageous in terms of configuration that a and 402b are cooled and used in the same manner as the superconducting signal processing circuit 404, and the transmission loss of the line itself is sufficiently small and can be neglected. As a constituent electrode material of the signal transmission line 401a in the configuration of the present invention, it is preferable to use a normal conductive metal such as copper or gold whose resistance does not change much due to a temperature change. This is because even if the temperature changes by several tens of degrees near 77 Kelvin, there is almost no effect on the characteristic impedance and the transmission loss, so that the above operation can be easily realized.

【0073】以上のように、本実施形態では、バイパス
動作時に於いて、入力信号408が第2の信号処理回路
405に信号412として伝搬される際の信号伝達損失
が、(実施の形態1)の場合よりも、容易に小さくでき
る構成となっている。本発明に関する更に詳しい説明を
以下に述べる。
As described above, in the present embodiment, the signal transmission loss when the input signal 408 is propagated as the signal 412 to the second signal processing circuit 405 during the bypass operation is (Embodiment 1) The structure can be made smaller than in the case of (1). A more detailed description of the present invention is provided below.

【0074】(実施の形態6)図6は、本発明の超伝導
信号処理ユニットの他の実施形態例を示す図5に於ける
構成要素のうち、第1の特性素子部分の第一の実施形態
を示す概念図を示す。図6において、管内波長(λg1
の(1/4+m/2)倍の長さ(ここで、mは零または
正整数)の第1の信号伝送線路501aと、信号伝送線
路501bとの接続点B−B’に於いて、信号処理回路
404(図5に図示)の温度に伴いインピーダンスを変
化させる手段としての、第1の特性素子506が、直列
接続されたコンデンサ527と第1のダイオードスイッ
チ517とから構成されている。コンデンサ527は直
流をカットするためのものであり、回路構成上、別に設
ける必要がない場合には無くても良い。第1のダイオー
ドスイッチ517の方端には、信号カット用の第1のイ
ンダクタ537が直列接続され、ダイオードスイッチ5
17とインダクタ537の直列回路の両端部には、第1
の信号処理回路404の温度に依存して抵抗が変化する
第1の可変抵抗素子547と、電源567とバイアス抵
抗557の直列接続回路とが、並列に接続されており、
可変抵抗素子547の抵抗値が十分大きい場合には、ダ
イオードスイッチ517が順方向バイアスされるように
構成されている。
(Embodiment 6) FIG. 6 shows another embodiment of a superconducting signal processing unit according to the present invention. The conceptual diagram which shows a form is shown. In FIG. 6, the guide wavelength (λ g1 )
At a connection point BB ′ between the first signal transmission line 501a having a length ((+ m / 2) times (where m is zero or a positive integer) times the signal transmission line 501b. The first characteristic element 506 as means for changing the impedance according to the temperature of the processing circuit 404 (shown in FIG. 5) includes a capacitor 527 and a first diode switch 517 connected in series. The capacitor 527 serves to cut off the direct current, and may not be provided if it is not necessary to provide a separate capacitor due to the circuit configuration. The first end of the first diode switch 517 is connected in series with a first inductor 537 for signal cutting.
17 and the inductor 537 at both ends of the series circuit.
The first variable resistance element 547 whose resistance changes depending on the temperature of the signal processing circuit 404, and a series connection circuit of a power supply 567 and a bias resistance 557 are connected in parallel,
When the resistance value of the variable resistance element 547 is sufficiently large, the diode switch 517 is configured to be forward-biased.

【0075】他方、図5に於ける第2の特性素子407
の構成としては、例えば、図2に示すような超伝導短絡
素子117を用いるもの、或いは、図3に示すような第
2のダイオードスイッチと第2のインダクタ237およ
び第2の可変抵抗素子247の直列回路を用いるもの、
更には、図4に示すような第2のダイオードスイッチ3
17と直列接続の第2のインダクタ337を、第1の信
号処理回路404(図5)の動作温度をモニタする温度
センサ357からの入力で駆動回路367により駆動す
る構成としたものなどが、用いられる。それらの機能動
作に関しては、前述の(実施の形態3〜5)において述
べた通りである。
On the other hand, the second characteristic element 407 in FIG.
For example, the configuration using the superconducting short-circuit element 117 as shown in FIG. 2 or the configuration of the second diode switch and the second inductor 237 and the second variable resistance element 247 as shown in FIG. Using a series circuit,
Further, the second diode switch 3 shown in FIG.
The second inductor 337 connected in series with the first circuit 17 is driven by a drive circuit 367 based on an input from a temperature sensor 357 that monitors the operating temperature of the first signal processing circuit 404 (FIG. 5). Can be The functional operations are as described in the above (Embodiments 3 to 5).

【0076】また、図6に於いて、第1の可変抵抗素子
547と、超伝導短絡素子117、または、第2の可変
抵抗素子247等は、図示されてはいないが、第1の信
号処理回路404(図5)を冷却する冷却部材と同一の
冷却部材に設置して冷却するように構成されていること
が好ましい。
In FIG. 6, the first variable resistance element 547, the superconducting short-circuit element 117, the second variable resistance element 247, and the like are not shown, but are not shown in the first signal processing element. Preferably, the circuit 404 (FIG. 5) is configured to be installed and cooled on the same cooling member as the cooling member for cooling.

【0077】このような構成とすることにより、超伝導
材料からなる第1の信号処理回路が超伝導状態にある場
合には、第1の特性素子506のインピーダンスが解放
状態に近い大きな値となり、第2の特性素子407(図
5)のインピーダンスが短絡状態の極めて小さな値にす
ることができる。従って、(実施の形態5)に於いて説
明したような機能作用を発現して、超伝導材料からなる
第1の信号処理回路404が温度上昇によって機能しな
くなった場合にも、第2の信号処理回路405からの出
力に切り替えて用いることにより、安定な信号処理シス
テム動作が実現できる。
With such a configuration, when the first signal processing circuit made of a superconducting material is in a superconducting state, the impedance of the first characteristic element 506 becomes a large value close to the open state, The impedance of the second characteristic element 407 (FIG. 5) can be set to an extremely small value in a short-circuit state. Therefore, even if the first signal processing circuit 404 made of a superconducting material stops functioning due to a rise in temperature by exhibiting the functional action described in (Embodiment 5), the second signal By switching to and using the output from the processing circuit 405, a stable signal processing system operation can be realized.

【0078】以下には、第1の特性素子506の具体的
な実施形態について説明する。まず、第1の特性素子5
06を集中定数回路として扱える寸法以内に構成した場
合について説明する。第1の信号処理回路404(図
5)の温度が超伝導動作状態を保ち、正常な機能、動作
を行っている場合には、第1の可変抵抗素子547の抵
抗は極めて小さい値である。特に、可変抵抗素子547
が超伝導材料で構成される場合には、この状態では超伝
導状態にあり、その抵抗は零である。そのため、電源5
67の電圧が、可変抵抗素子547で短絡されるため
に、第1のダイオードスイッチ517にはバイアス電圧
は印加されないので、オフ状態(高インピーダンス状
態)となっている。コンデンサ527の静電容量値が十
分大きく、そのインピーダンスが十分に小さくなるよう
に設定するので、特性素子506のインピーダンスZs1
は第1のダイオードスイッチ517のインピーダンスに
ほぼ等しくなるので、極めて大きな値となる。従って、
信号509は、接続点B−B’に於いて、ほとんど損失
を受けること無く伝搬して信号510となって第1の超
伝導信号処理回路404へと供給される。
Hereinafter, a specific embodiment of the first characteristic element 506 will be described. First, the first characteristic element 5
A case in which 06 is configured within a size that can be handled as a lumped constant circuit will be described. When the temperature of the first signal processing circuit 404 (FIG. 5) maintains the superconducting operation state and performs a normal function and operation, the resistance of the first variable resistance element 547 has an extremely small value. In particular, the variable resistance element 547
Is composed of a superconducting material, it is in a superconducting state in this state, and its resistance is zero. Therefore, power supply 5
Since the voltage of 67 is short-circuited by the variable resistance element 547, no bias voltage is applied to the first diode switch 517, so that the first diode switch 517 is in the off state (high impedance state). Since the capacitance value of the capacitor 527 is set to be sufficiently large and the impedance thereof is sufficiently small, the impedance Z s1 of the characteristic element 506 is set.
Is substantially equal to the impedance of the first diode switch 517, and thus has an extremely large value. Therefore,
The signal 509 propagates to the first superconducting signal processing circuit 404 as a signal 510 at the connection point BB ′ with almost no loss.

【0079】第1の信号処理回路404の温度上昇に伴
って、それを構成する超伝導材料が常伝導に転移する
と、第1の可変抵抗素子547が超伝導状態から常伝導
状態へと転移することにより、その直流抵抗が大きくな
り、第1のダイオードスイッチ517には、直列接続さ
れた第1のインダクタ537と、バイアス抵抗557を
通して電源567により順方向バイアスされて電流が流
れ、そのインピーダンスは極めて小さな値になり、特性
素子506のインピーダンスZs1は極めて小さくなる。
接続点A−A’での第1の信号伝送線路501aの入力
インピーダンスは、その長さが(1/4+m/2)λg1
(ここで、mは零または正整数)であるので、前述の原
理と同様に、小さな値のZs1がインピーダンス変換され
て、非常に大きいインピーダンスZin1となる。
When the temperature of the first signal processing circuit 404 rises and the superconducting material constituting it transitions to normal conduction, the first variable resistance element 547 transitions from superconducting state to normal conducting state. As a result, the DC resistance increases, and the first diode switch 517 is forward-biased by the power supply 567 through the first inductor 537 connected in series and the bias resistor 557, and current flows therethrough. The value becomes small, and the impedance Z s1 of the characteristic element 506 becomes extremely small.
The input impedance of the first signal transmission line 501a at the connection point AA ′ has a length of (1 / + m / 2) λ g1.
(Here, m is zero or a positive integer.) Therefore, similarly to the above-described principle, the small value Z s1 is subjected to impedance conversion to become a very large impedance Z in1 .

【0080】次に、特性素子506を分布定数回路とし
て扱うことが必要な寸法で構成される場合について説明
する。第1のダイオードスイッチ517を信号伝送線路
501a,501bに接続する線路の長さを、例えば、
管内波長の管内波長の(k/2)倍の長さ(ここで、k
は零または正整数)とすることにより、第1のダイオー
ドスイッチ517のインピーダンスがそのまま特性素子
506のインピーダンスZs1となるので、上記のような
動作が実現できる。
Next, a case will be described in which the characteristic element 506 has a dimension required to be handled as a distributed constant circuit. The length of the line connecting the first diode switch 517 to the signal transmission lines 501a and 501b is, for example,
The length of the guide wavelength (k / 2) times the guide wavelength (here, k
Is zero or a positive integer), the impedance of the first diode switch 517 becomes the impedance Z s1 of the characteristic element 506 as it is, so that the above operation can be realized.

【0081】或いは、図3に示すように第1の可変抵抗
素子を第1のインダクタと第1のダイオードスイッチと
の直列回路に並列接続することにより、上記の場合とは
逆に、第1の可変抵抗素子が常伝導転移した場合にのみ
第1のダイオードスイッチを低インピーダンス状態とす
る構成として、第1のダイオードスイッチを信号伝送線
路501a,501bに接続する線路の長さを、管内波
長の(1/4+m/2)波長(mは零または正整数)と
することにより、(数1)式に示されるのと同様に、イ
ンピーダンス反転させて、特性素子506のインピーダ
ンスZs1が、可変抵抗素子が常伝導転移する際に、短絡
状態から高インピーダンス状態へと転移する状態が実現
できる。
Alternatively, as shown in FIG. 3, by connecting the first variable resistance element in parallel to the series circuit of the first inductor and the first diode switch, the first variable resistance element The configuration in which the first diode switch is set to the low impedance state only when the variable resistance element undergoes a normal conduction transition is configured such that the length of the line connecting the first diode switch to the signal transmission lines 501a and 501b is determined by the length of the guide wavelength ( By setting the wavelength to m + m / 2) (m is zero or a positive integer), the impedance is inverted in the same manner as shown in Expression 1, and the impedance Z s1 of the characteristic element 506 is changed to a variable resistance element. Can be realized from the short-circuit state to the high-impedance state at the time of normal conduction transition.

【0082】以上のように、集中定数回路、或いは、分
布定数回路として、特性素子506が構成できる。
As described above, the characteristic element 506 can be configured as a lumped constant circuit or a distributed constant circuit.

【0083】以上のような、具体的な第1の特性素子5
06の構成としては、第1のダイオードスイッチ517
としては、超伝導材料から構成される第1の信号処理回
路404が動作する温度、例えばその構成材料である超
伝導体に、Y系やBi系、Tl系等の酸化物高温超伝導
体等の銅を含む酸化物高温超伝導体を用いる場合には、
液体窒素温度(77ケルビン)程度でも動作するような
高周波用のダイオード、例えば、GaAs系等のショッ
トキーダイオード等を用いるのが好ましい。また、第1
の可変抵抗素子547の材料としては、Y系やBi系
や、Tl系等の銅を含む酸化物高温超伝導体を用いるの
が好ましい。特に、第1の信号処理回路404を構成す
る超伝導材料と同じ物を用いる場合には、それと同じ冷
却部材に固定することにより、冷凍機などの故障による
温度上昇により、第1の信号処理回路404が動作しな
くなるとほぼ同時に、第2の信号処理回路405に信号
処理機能を自動的に切り替えることが可能となり、温度
モニタが不要となる。
As described above, the specific first characteristic element 5
06, the first diode switch 517
As the temperature at which the first signal processing circuit 404 made of a superconducting material operates, for example, a high-temperature superconductor such as a Y-based, Bi-based, or Tl-based oxide When using an oxide high-temperature superconductor containing copper,
It is preferable to use a high-frequency diode that operates even at a liquid nitrogen temperature (77 Kelvin), for example, a GaAs-based Schottky diode or the like. Also, the first
As the material of the variable resistance element 547, it is preferable to use a high-temperature oxide superconductor containing copper, such as Y-based, Bi-based, or Tl-based. In particular, when the same material as the superconducting material forming the first signal processing circuit 404 is used, the first signal processing circuit 404 is fixed to the same cooling member, and the first signal processing circuit 404 is increased in temperature due to a failure of a refrigerator or the like. At about the same time when the 404 stops operating, the signal processing function can be automatically switched to the second signal processing circuit 405, and the temperature monitor is not required.

【0084】なお、上記説明では、第1の可変抵抗素子
547の材料を超伝導体を用いた場合について述べた
が、なにもこれに限定されるわけではなく、同様な機能
を有する材料を用いることができるのは言うまでもな
い。超伝導体の代わりに、第1の信号処理回路4の超伝
導材料が超伝導から常伝導に転移する温度付近で、抵抗
率が1桁以上大きくなるような材料を用いても良いこと
は言うまでもない。具体的には、具体的には、例えば、
異常な温度抵抗率変化を示す、La1-xSrxMnO 3
La1-xSr1+xMnO4、(Nd,Sm)1/2Sr1/2
nO3等のCMR(巨大磁気抵抗効果)材料等も用いる
ことができる。
In the above description, the first variable resistance element
547 material was described using superconductors.
However, it is not limited to this, similar functions
Needless to say, a material having
No. Instead of the superconductor, the superconductor of the first signal processing circuit 4 is used.
Near the temperature at which the conductive material transitions from superconducting to normal, the resistance
It is acceptable to use a material whose ratio is increased by one digit or more.
Needless to say. Specifically, specifically, for example,
La showing abnormal temperature resistivity change1-xSrxMnO Three,
La1-xSr1 + xMnOFour, (Nd, Sm)1/2Sr1/2M
nOThreeAlso use CMR (giant magnetoresistance) material such as
be able to.

【0085】また、特性素子407(図5)の具体的な
実施形態については、(実施の形態3〜5)において述
べた通りである。
The specific embodiment of the characteristic element 407 (FIG. 5) is as described in (Embodiments 3 to 5).

【0086】(実施の形態7)図7は、本発明の超伝導
信号処理ユニットの他の実施形態例を示す図5に於ける
構成要素のうち、第1の特性素子部分の第二の実施形態
を示す概念図を示す。図7に於いて、管内波長(λg1
の(1/4+m/2)倍の長さ(ここで、mは零または
正整数)の第1の信号伝送線路601aと第1の信号伝
送線路601bとの接続点C−C’に於いて、第1の信
号処理回路404(図5)の温度に伴ってインピーダン
スを変化させる手段としての特性素子606が、第1の
ダイオードスイッチ616およびそのバイアス回路と、
それに直列に接続された直流カット用のコンデンサ62
6から構成されている。別の実施態様では、コンデンサ
626を含まない回路構成であることもある。第1のダ
イオードスイッチ516の両端には、信号カット用の第
1のインダクタ636を直列に介して、第1の駆動回路
666の出力線が接続されている。第1の駆動回路66
6の入力信号として、第1の信号処理回路404の温度
をモニタする第1の温度センサ656が接続されてい
る。第1の温度センサ656の出力に依存して第1の駆
動回路666の出力が制御される。
(Embodiment 7) FIG. 7 shows another embodiment of a superconducting signal processing unit according to the present invention. The conceptual diagram which shows a form is shown. In FIG. 7, the guide wavelength (λ g1 )
At a connection point CC ′ between the first signal transmission line 601a and the first signal transmission line 601b having a length ((+ m / 2) times (where m is zero or a positive integer) times The characteristic element 606 as a means for changing the impedance according to the temperature of the first signal processing circuit 404 (FIG. 5) includes a first diode switch 616 and its bias circuit,
DC cut capacitor 62 connected in series with it
6. In another embodiment, the circuit configuration may not include the capacitor 626. The output line of the first drive circuit 666 is connected to both ends of the first diode switch 516 via a first inductor 636 for signal cutting in series. First drive circuit 66
As a sixth input signal, a first temperature sensor 656 for monitoring the temperature of the first signal processing circuit 404 is connected. The output of the first drive circuit 666 is controlled depending on the output of the first temperature sensor 656.

【0087】第1の特性素子の機能動作に関して、以下
に説明する。まず、第1の特性素子606が、集中定数
回路として取り扱えるぐらい小さな寸法で構成されてい
る場合について説明する。第1のダイオードスイッチ6
16は、常時はオフ状態(高インピーダンス状態)にさ
れている。この時の特性素子606のインピーダンスZ
s1は非常に大きな値であり、接続点B−B’での信号伝
達損失が極めて小さな値となるように構成することが可
能である。
The operation of the first characteristic element will be described below. First, the case where the first characteristic element 606 has a small size enough to be handled as a lumped constant circuit will be described. First diode switch 6
Reference numeral 16 is normally in an off state (high impedance state). The impedance Z of the characteristic element 606 at this time
s1 is a very large value, and it can be configured so that the signal transmission loss at the connection point BB 'has a very small value.

【0088】第1の信号処理回路404の動作温度の上
昇によるシステムの機能低下を防止するために信号処理
回路を切り替える場合には、第1の駆動回路666の駆
動電流を大きくすることにより、第1のダイオードスイ
ッチ616を、導通状態(または、オン状態:低インピ
ーダンス状態)に駆動する。この時の特性素子606の
インピーダンスZs1は極めて小さくなり、信号609は
接続点B−B’でほぼ完全に反射される。従って、前述
のように、接続点A−A’から見た第1の信号伝送線路
601aの入力インピーダンスは、Z1に比べて非常に
大きくなる。この時に、入力信号408(図5)は、第
2の信号伝送線路402a(図5)へと伝搬する(信号
411)。
When switching the signal processing circuit in order to prevent the system function from deteriorating due to an increase in the operating temperature of the first signal processing circuit 404, the drive current of the first drive circuit 666 is increased to increase the drive current. One of the diode switches 616 is driven to a conductive state (or an ON state: a low impedance state). At this time, the impedance Z s1 of the characteristic element 606 becomes extremely small, and the signal 609 is almost completely reflected at the connection point BB ′. Therefore, as described above, the input impedance of the first signal transmission line 601a as viewed from the connection point A-A 'is very large compared to Z 1. At this time, the input signal 408 (FIG. 5) propagates to the second signal transmission line 402a (FIG. 5) (signal 411).

【0089】次に、第1の特性素子606が、分布定数
回路として取り扱わねばならない寸法の場合には、前述
と類似の構成で、同様な機能が実現できる。
Next, when the first characteristic element 606 has a size that must be handled as a distributed constant circuit, a similar function can be realized with a configuration similar to that described above.

【0090】また、特性素子407(図5)の具体的な
実施形態については、(実施の形態3〜5)において述
べたものを用いることが可能である。
Further, as specific embodiments of the characteristic element 407 (FIG. 5), those described in (Embodiments 3 to 5) can be used.

【0091】以上のように、前記の実施形態と同様に、
第1の信号処理回路404が温度上昇によって機能しな
くなった場合にも、第2の信号処理回路5からの出力に
切り替えて用いることにより、安定な信号処理システム
動作が実現できる超伝導信号処理ユニットが実現でき
る。
As described above, similar to the above embodiment,
A superconducting signal processing unit that can realize a stable signal processing system operation by switching to and using the output from the second signal processing circuit 5 even when the first signal processing circuit 404 fails to function due to a rise in temperature. Can be realized.

【0092】本実施例では、第1の温度センサ656の
出力により第1の駆動回路666で、第1のダイオード
スイッチ616のインピーダンス、即ち、第1の特性素
子606のインピーダンスZs1を制御するので、正常動
作とバイパス動作との切り替え温度を任意に設定でき、
超伝導信号処理回路404が動作しなくなる前に、あら
かじめ、バイパス回路の第2の信号処理回路405に切
り替えることが可能である。このようにすることによ
り、超伝導信号処理ユニットの信頼性、安定性を向上さ
せることが可能になる。
In the present embodiment, the output of the first temperature sensor 656 controls the impedance of the first diode switch 616, that is, the impedance Z s1 of the first characteristic element 606, in the first drive circuit 666. , The switching temperature between normal operation and bypass operation can be set arbitrarily,
Before the superconducting signal processing circuit 404 stops operating, it is possible to switch to the second signal processing circuit 405 of the bypass circuit in advance. This makes it possible to improve the reliability and stability of the superconducting signal processing unit.

【0093】(実施の形態8)図8は、本発明の実施の
形態による超伝導信号処理ユニット構成要素の、特性素
子部分の他の実施形態を示す構成模式図を示す。以上の
実施の形態の説明に於いては、説明の便宜上、伝送線路
の形態を平行線路として行っていたが、この線路構造に
限定するものではない。図8に示すような、ストリップ
ライン型線路を用いることも良い。この場合には、第
1、または、第2の特性素子を構成する方法に工夫が必
要であるので、ここでは、第2の特性素子に於いて、図
2に対応する、超伝導短絡素子を用いる場合について、
図8を用いて説明するが、他の構成を用いる場合や、第
1の特性素子に関しても同様に適用が可能であることは
言うまでもない。
(Eighth Embodiment) FIG. 8 is a schematic diagram showing another embodiment of the characteristic element portion of the superconducting signal processing unit according to an embodiment of the present invention. In the description of the above embodiment, the transmission line is configured as a parallel line for convenience of description, but the present invention is not limited to this line structure. A strip line type line as shown in FIG. 8 may be used. In this case, it is necessary to devise a method of forming the first or second characteristic element. In this case, the second characteristic element is a superconducting short-circuit element corresponding to FIG. When using,
Although described with reference to FIG. 8, it goes without saying that the present invention can be similarly applied to a case where another configuration is used or the first characteristic element.

【0094】図8に於いて、第2の信号伝送線路の信号
の往路702a、702bの接続点に、超伝導短絡素子
717が接続されている。この接続点が、図2に於ける
C点に対応する。第2の信号伝送線路の信号の帰路は接
地電極704である。超伝導短絡素子717の他端は、
端子737に接続されている。端子737は基板に設け
られたビアホール727により、接地電極704と電気
的に接続されている。ビアホール727の接地電極70
4との接続点が、図2に於ける接続点C’に対応する。
このように、平面回路構成を用いても、以上述べたよう
な超伝導信号処理回路ユニットを構成することが可能で
ある。
In FIG. 8, a superconducting short-circuit element 717 is connected to a connection point of the signal forward paths 702a and 702b of the second signal transmission line. This connection point corresponds to point C in FIG. The return path of the signal of the second signal transmission line is the ground electrode 704. The other end of the superconducting short-circuit element 717 is
It is connected to terminal 737. The terminal 737 is electrically connected to the ground electrode 704 by a via hole 727 provided in the substrate. Ground electrode 70 of via hole 727
The connection point with No. 4 corresponds to the connection point C ′ in FIG.
As described above, even when the planar circuit configuration is used, the superconducting signal processing circuit unit as described above can be configured.

【0095】なお、以上の説明では、第1の信号処理回
路4、404を構成する超伝導材料、或いは、超伝導短
絡素子や、可変抵抗素子等を構成する超伝導材料を、L
nBa2Cu37-x(Ln=Yおよび希土類元素)等の
Y系やBi2Sr2Can-1Cu n2n+4-y(n=1〜5)のB
i系や、Tl2Ba2Can-1Cun2n+4(n=1〜4)、T
1Ba2Can-1Cun2n+3(n=1〜5)、Tl1Sr2
n-1Cun2n+3(n=2,3)等のTl系酸化物高温超伝
導体等の酸化物高温超伝導体を用いて構成した例で説明
したが、その他のHg系酸化物高温超伝導体についても
同様に実施可能である。
In the above description, the first signal processing cycle
Superconducting material or superconducting short
The superconducting material constituting the short-circuit element and the variable resistance element
nBaTwoCuThreeO7-x(Ln = Y and rare earth elements)
Y system and BiTwoSrTwoCan-1Cu nO2n + 4-y(N = 1-5) B
i system, TlTwoBaTwoCan-1CunO2n + 4(N = 1-4), T
l1BaTwoCan-1CunO2n + 3(N = 1-5), Tl1SrTwoC
an-1CunO2n + 3High temperature superconductivity of Tl-based oxides such as (n = 2,3)
Explained with an example of using an oxide high-temperature superconductor such as a conductor
However, other Hg-based oxide high-temperature superconductors
It can be implemented similarly.

【0096】また、基板LaAlO3単結晶を用いて構
成した例で説明したが、その他のMgOやSrTi
3、GaAlO3等についても同様に実施可能である。
In the above embodiment, the substrate is made of LaAlO 3 single crystal, but other materials such as MgO and SrTi are used.
The same can be applied to O 3 , GaAlO 3 and the like.

【0097】更に、短絡素子や、可変抵抗素子の材料を
超伝導体を用いて構成した例で説明したが、その他の材
料、第1の信号処理回路の超伝導材料が超伝導から常伝
導に転移する温度以下で抵抗率が1桁以上小さくなるよ
うな材料、例えば、La1-xSrxMnO3、La1-xSr
1+xMnO4、(Nd,Sm)1/2Sr1/2MnO3等のC
MR(巨大磁気抵抗効果)材料等についても同様に実施
可能である。
Further, the example in which the material of the short-circuit element and the variable resistance element is constituted by using a superconductor has been described. However, other materials and the superconducting material of the first signal processing circuit change from superconducting to normal conducting. Materials whose resistivity decreases by one digit or more below the transition temperature, for example, La 1-x Sr x MnO 3 , La 1-x Sr
C such as 1 + x MnO 4 , (Nd, Sm) 1/2 Sr 1/2 MnO 3
The same can be applied to an MR (giant magnetoresistance) material or the like.

【0098】[0098]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、超伝導信
号処理ユニットの動作温度が上昇して、超伝導状態が壊
れた場合にも、常伝導材料で構成されるバイパス用の信
号処理回路に、低損失にかつ、自動的に切り替えて、信
号処理を行うこととが可能となるので、高感度で、か
つ、高信頼性、高安定性の信号処理が可能となる、とい
う極めて顕著な効果が得られる。
As described above, according to the present invention, even when the operating temperature of the superconducting signal processing unit rises and the superconducting state is broken, the signal processing for bypass composed of a normal conducting material is performed. It is very remarkable that signal processing can be performed with high sensitivity, high reliability, and high stability because it is possible to perform signal processing by automatically switching to a circuit with low loss and low loss. Effects can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施の形態による超伝導信号処理ユ
ニットを示す概念図
FIG. 1 is a conceptual diagram showing a superconducting signal processing unit according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施の形態による超伝導信号処理ユ
ニット構成要素の、特性素子部分の第一の実施形態を示
す概念図
FIG. 2 is a conceptual diagram showing a first embodiment of a characteristic element portion of a superconducting signal processing unit component according to an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の一実施の形態による超伝導信号処理ユ
ニット構成要素の、特性素子部分の第二の実施形態を示
す概念図
FIG. 3 is a conceptual diagram showing a second embodiment of a characteristic element portion of a superconducting signal processing unit component according to an embodiment of the present invention.

【図4】本発明の一実施の形態による超伝導信号処理ユ
ニット構成要素の、特性素子部分の第三の実施形態を示
す概念図
FIG. 4 is a conceptual diagram showing a third embodiment of a characteristic element portion of a superconducting signal processing unit component according to an embodiment of the present invention.

【図5】本発明の他の実施の形態による超伝導信号処理
ユニットを示す概念図
FIG. 5 is a conceptual diagram showing a superconducting signal processing unit according to another embodiment of the present invention.

【図6】本発明の超伝導信号処理ユニットの他の実施形
態例(図5)に於ける構成要素の第1の特性素子部分の
第一の実施形態を示す概念図
6 is a conceptual diagram showing a first embodiment of a first characteristic element portion of a component in another embodiment (FIG. 5) of a superconducting signal processing unit of the present invention.

【図7】本発明の超伝導信号処理ユニットの他の実施形
態例(図5)に於ける構成要素の第1の特性素子部分の
第二の実施形態を示す概念図
FIG. 7 is a conceptual diagram showing a second embodiment of a first characteristic element portion of a component in another embodiment (FIG. 5) of a superconducting signal processing unit of the present invention.

【図8】本発明の実施の形態による超伝導信号処理ユニ
ット構成要素の第2の特性素子部分の他の実施形態を示
す構成模式図
FIG. 8 is a schematic diagram showing another embodiment of the second characteristic element portion of the superconducting signal processing unit according to the embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,401a,401b,501a,501b,601
a,601b 第1の信号伝送線路 2a,2b,102a,102b,202a,202
b,302a,302b,402a,402b,702
a,702b 第2の信号伝送線路 3 入力伝送線路 4,404 第1の信号処理回路 5,405 第2の信号処理回路 7,107,207,307,406,407,50
6,606,707 特性素子 8,408 入力信号 9,10,11,12,111,112,211,21
2,311,312,409,410,411,41
2,509,510,609,610,711,712
信号 117,717 短絡素子 127,227,527,626 コンデンサ 217,317,517,616 ダイオードスイッチ 237,337,537,636 インダクタ 247,547 可変抵抗素子 357,656 温度センサ 367,666 駆動回路 704 接地電極 727 ビアホール 737 端子
1, 401a, 401b, 501a, 501b, 601
a, 601b First signal transmission line 2a, 2b, 102a, 102b, 202a, 202
b, 302a, 302b, 402a, 402b, 702
a, 702b Second signal transmission line 3 Input transmission line 4,404 First signal processing circuit 5,405 Second signal processing circuit 7,107,207,307,406,407,50
6,606,707 Characteristic element 8,408 Input signal 9,10,11,12,111,112,211,21
2,311,312,409,410,411,41
2,509,510,609,610,711,712
Signal 117,717 Short-circuit element 127,227,527,626 Capacitor 217,317,517,616 Diode switch 237,337,537,636 Inductor 247,547 Variable resistance element 357,656 Temperature sensor 367,666 Drive circuit 704 Ground electrode 727 Via hole 737 Terminal

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 超伝導材料からなる第1の信号伝送線路
と、常伝導材料からなる第2の信号伝送線路と、前記第
1の信号伝送線路の出力端が超伝導材料から構成される
第1の信号処理回路に接続され、前記第2の信号伝送線
路の出力端が常伝導材料から構成される第2の信号処理
回路に接続され、かつ、前記第1の信号伝送線路の入力
端と前記第2の信号伝送線路の入力端とが共に信号入力
伝送線路に接続され、前記第2の信号伝送線路の入力端
から管内波長の(1/4+m/2)倍の長さ(ここで、
mは零または正整数)の場所に於いて、前記第2の信号
処理回路の温度に依存してインピーダンスの変化する特
性素子を介して、前記第2の信号伝送線路の信号の往路
と帰路の間を短絡接続した構成であることを特徴とする
超伝導信号処理装置。
1. A first signal transmission line made of a superconducting material, a second signal transmission line made of a normal conduction material, and a first signal transmission line having an output end made of a superconducting material. 1 signal processing circuit, an output end of the second signal transmission line is connected to a second signal processing circuit made of a normal conductive material, and an input end of the first signal transmission line. Both the input end of the second signal transmission line and the input end of the second signal transmission line are connected to the signal input transmission line, and the length from the input end of the second signal transmission line to (1 / + m / 2) times the guide wavelength (here,
(m is zero or a positive integer) at a location where the impedance of the second signal transmission circuit changes depending on the temperature of the second signal processing circuit. A superconducting signal processing device having a configuration in which the components are short-circuited.
【請求項2】 特性素子が、温度により抵抗値が急変す
る材料からなる短絡素子、または、前記短絡素子と直列
接続されたコンデンサとからなり、第1の信号処理回路
を冷却する同一の冷却部材により冷却される構成に於
て、前記第1の信号処理回路の温度上昇に伴う超伝導材
料の常伝導転移の際に、前記特性素子も常伝導転移して
抵抗が上昇し、特性素子のインピーダンスが第2の信号
伝送線路の特性インピーダンスよりも十分大きな値とな
るようにしたことを特徴とする請求項1に記載の超伝導
信号処理装置。
2. The same cooling member for cooling a first signal processing circuit, wherein the characteristic element is a short-circuit element made of a material whose resistance value changes rapidly with temperature or a capacitor connected in series with the short-circuit element. When the superconducting material undergoes a normal conduction transition with a rise in the temperature of the first signal processing circuit, the characteristic element also undergoes a normal conduction transition to increase the resistance, and the impedance of the characteristic element increases. 2. The superconducting signal processing device according to claim 1, wherein a value of the second signal transmission line is sufficiently larger than a characteristic impedance of the second signal transmission line.
【請求項3】 温度により抵抗値が急変する材料が超伝
導材料であることを特徴とする請求項2に記載の超伝導
信号処理装置。
3. The superconducting signal processing device according to claim 2, wherein the material whose resistance value changes rapidly with temperature is a superconducting material.
【請求項4】 特性素子が、ダイオードスイッチ、また
は、直列接続されたコンデンサとダイオードスイッチと
からなり、信号カット用のインダクタおよび、第1の信
号処理回路の温度に依存して抵抗が変化する可変抵抗素
子とを直列に介して、前記ダイオードスイッチが順方向
バイアス接続された構成に於て、前記第1の信号処理回
路の温度上昇に伴う超伝導材料の常伝導転移の際に、前
記可変抵抗素子の抵抗が上昇して前記ダイオードスイッ
チがオン状態からオフ状態に転移駆動され、特性素子の
インピーダンスが第2の信号伝送線路の特性インピーダ
ンスよりも十分大きな値となるようにしたことを特徴と
する請求項1に記載の超伝導信号処理装置。
4. The variable element wherein the characteristic element comprises a diode switch, or a capacitor and a diode switch connected in series, and an inductor for cutting off a signal and a variable resistance changing depending on the temperature of the first signal processing circuit. In a configuration in which the diode switch is forward-biased connected in series with a resistance element, when the normal conduction transition of the superconducting material occurs due to a temperature rise of the first signal processing circuit, the variable resistance The resistance of the element is increased, the diode switch is driven to transition from the on state to the off state, and the impedance of the characteristic element is set to a value sufficiently larger than the characteristic impedance of the second signal transmission line. The superconducting signal processing device according to claim 1.
【請求項5】 可変抵抗素子が超伝導材料からなり、第
1の信号処理回路を冷却する同一の冷却部材により冷却
される構成であることを特徴とする請求項4に記載の超
伝導信号処理装置。
5. The superconducting signal processing according to claim 4, wherein the variable resistance element is made of a superconducting material and is cooled by a same cooling member that cools the first signal processing circuit. apparatus.
【請求項6】 特性素子が、ダイオードスイッチ、また
は、直列接続されたコンデンサとダイオードスイッチと
からなり、第1の信号処理回路の温度を測定する温度セ
ンサからの出力により信号カット用のインダクタを介し
て前記ダイオードスイッチが駆動される構成に於て、前
記第1の信号処理回路の温度上昇を検知して前記ダイオ
ードスイッチを順方向バイアス状態にすることにより、
特性素子のインピーダンスが第2の信号伝送線路の特性
インピーダンスよりも十分大きな値となるようにしたこ
とを特徴とする請求項1に記載の超伝導信号処理装置。
6. The characteristic element includes a diode switch, or a capacitor and a diode switch connected in series, and outputs a signal from a temperature sensor for measuring the temperature of the first signal processing circuit via a signal cutting inductor. In the configuration in which the diode switch is driven, the temperature rise of the first signal processing circuit is detected, and the diode switch is set in a forward bias state.
2. The superconducting signal processing device according to claim 1, wherein the impedance of the characteristic element has a value sufficiently larger than the characteristic impedance of the second signal transmission line.
【請求項7】 第1の信号伝送線路と、常伝導材料から
なる第2の信号伝送線路と、前記第1の信号伝送線路の
出力端が超伝導材料から構成される第1の信号処理回路
に接続され、前記第2の信号伝送線路の出力端が常伝導
材料から構成される第2の信号処理回路に接続され、か
つ、前記第1の信号伝送線路の入力端と前記第2の信号
伝送線路の入力端とが共に信号入力伝送線路に接続さ
れ、前記第1の信号伝送線路および、前記第2の信号伝
送線路の各々の入力端から各々の管内波長の(1/4+
m/2)倍の長さ(ここで、mは零または正整数)の場
所に於いて、前記第1の信号処理回路の温度に依存して
インピーダンスの変化する第1の特性素子および第2の
特性素子を介して、各々の伝送線路の信号の往路と帰路
の間を、各々短絡接続した構成であることを特徴とする
超伝導信号処理装置。
7. A first signal processing circuit comprising: a first signal transmission line; a second signal transmission line made of a normal conductive material; and an output terminal of the first signal transmission line made of a superconductive material. , The output end of the second signal transmission line is connected to a second signal processing circuit made of a normal conductive material, and the input end of the first signal transmission line and the second signal The input end of the transmission line is connected to the signal input transmission line together, and the input end of each of the first signal transmission line and the second signal transmission line is (1 / + の) of each guide wavelength.
(m / 2) times (where m is zero or a positive integer) the first characteristic element and the second characteristic element whose impedance changes depending on the temperature of the first signal processing circuit. A superconducting signal processing device characterized in that a short circuit connection is made between a forward path and a return path of a signal of each transmission line via the characteristic element.
【請求項8】 第1の特性素子が、第1のダイオードス
イッチ、または、直列接続された第1のコンデンサと第
1のダイオードスイッチからなり、前記第1のダイオー
ドスイッチと信号カット用の第1のインダクタとが直列
に接続され、これと並列に、第1の信号処理回路の温度
に依存して抵抗が変化する第1の可変抵抗素子が接続さ
れ、これらがバイアス抵抗を介して直流バイアスされた
構成に於て、前記第1の信号処理回路の温度上昇に伴う
超伝導材料の常伝導転移の際に、前記第1の可変抵抗素
子の抵抗が上昇して前記第1のダイオードスイッチを順
方向バイアス状態にすることにより、第1の特性素子の
インピーダンスを、第1の信号伝送線路の特性インピー
ダンスよりも十分小さくするようにしたことを特徴とす
る請求項7に記載の超伝導信号処理装置。
8. The first characteristic element comprises a first diode switch, or a first capacitor and a first diode switch connected in series, wherein the first diode switch and the first diode for signal cutting are connected. Are connected in series, and in parallel with this, a first variable resistance element whose resistance changes depending on the temperature of the first signal processing circuit is connected, and these are DC biased via a bias resistor. In the configuration described above, at the time of normal conduction transition of the superconducting material accompanying the temperature rise of the first signal processing circuit, the resistance of the first variable resistance element rises and the first diode switch is turned on. 8. The device according to claim 7, wherein the impedance of the first characteristic element is made sufficiently smaller than the characteristic impedance of the first signal transmission line by setting a directional bias state. Superconducting signal processor.
【請求項9】 第1の可変抵抗素子が超伝導材料からな
り、第1の信号処理回路を冷却する同一の冷却部材によ
り冷却される構成であることを特徴とする請求項8に記
載の超伝導信号処理装置。
9. The superconducting device according to claim 8, wherein the first variable resistance element is made of a superconducting material, and is cooled by the same cooling member that cools the first signal processing circuit. Conduction signal processing device.
【請求項10】 第1の特性素子が、第1のダイオード
スイッチまたは直列接続された第1のコンデンサと第1
のダイオードスイッチとからなり、信号処理回路1の温
度を測定する温度センサからの出力により信号カット用
の第1のインダクタを介して前記第1のダイオードスイ
ッチが駆動される構成に於て、前記第1の信号処理回路
の温度上昇を検知して前記第1のダイオードスイッチを
順方向バイアス状態にすることにより、第1の特性素子
のインピーダンスを、第1の信号伝送線路の特性インピ
ーダンスよりも十分小さくするようにしたことを特徴と
する請求項7に記載の超伝導信号処理装置。
10. A first characteristic element comprising: a first diode switch or a first capacitor connected in series;
And wherein the first diode switch is driven via a signal cutting first inductor by an output from a temperature sensor for measuring the temperature of the signal processing circuit 1. By detecting the temperature rise of the first signal processing circuit and bringing the first diode switch into a forward bias state, the impedance of the first characteristic element is made sufficiently smaller than the characteristic impedance of the first signal transmission line. 8. The superconducting signal processing device according to claim 7, wherein the signal processing is performed.
【請求項11】 第2の特性素子が、超伝導材料からな
る短絡素子、または、超伝導材料からなる短絡素子と直
列接続された第2のコンデンサとからなり、第1の信号
処理回路を冷却する同一の冷却部材により冷却される構
成に於て、前記第1の信号処理回路の温度上昇に伴う超
伝導材料の常伝導転移の際に、前記第2の特性素子も常
伝導転移して抵抗が上昇し、第2の特性素子のインピー
ダンスが第2の信号伝送線路の特性インピーダンスより
も十分大きな値となるようにしたことを特徴とする請求
項7〜10のいずれかに記載の超伝導信号処理装置。
11. The second characteristic element includes a short-circuit element made of a superconductive material or a second capacitor connected in series with the short-circuit element made of a superconductive material, and cools the first signal processing circuit. In the configuration where the superconducting material is cooled by the same cooling member, when the superconducting material undergoes a normal conduction transition due to a rise in temperature of the first signal processing circuit, the second characteristic element also undergoes a normal conduction transition and a resistance. 11. The superconducting signal according to claim 7, wherein the impedance of the second characteristic element is set to a value sufficiently larger than the characteristic impedance of the second signal transmission line. Processing equipment.
【請求項12】 第2の特性素子が、第2のダイオード
スイッチ、または、直列接続された第2のコンデンサと
第2のダイオードスイッチとからなり、信号カット用の
第2のインダクタおよび、第1の信号処理回路の温度に
依存して抵抗が変化する第2の可変抵抗素子とを直列に
介して、前記第2のダイオードスイッチが順方向バイア
ス接続された構成に於て、前記第1の信号処理回路の温
度上昇に伴う超伝導材料の常伝導転移の際に、前記第2
の可変抵抗素子の抵抗が上昇して前記第2のダイオード
スイッチがオン状態からオフ状態に転移駆動され、第2
の特性素子のインピーダンスが第2の信号伝送線路の特
性インピーダンスよりも十分大きな値となるようにした
ことを特徴とする請求項7〜10のいずれかに記載の超
伝導信号処理装置。
12. The second characteristic element comprises a second diode switch, or a second capacitor and a second diode switch connected in series, a second inductor for cutting off a signal, and a first diode. In a configuration in which the second diode switch is connected in forward bias via a second variable resistance element whose resistance varies depending on the temperature of the signal processing circuit of When the normal state transition of the superconducting material occurs due to the temperature rise of the processing circuit, the second
The resistance of the variable resistance element rises, and the second diode switch is driven to transition from the on state to the off state,
11. The superconducting signal processing device according to claim 7, wherein the impedance of the characteristic element is set to a value sufficiently larger than the characteristic impedance of the second signal transmission line.
【請求項13】 第2の特性素子が、第2のダイオード
スイッチ、または、直列接続された第2のコンデンサと
第2のダイオードスイッチとからなり、第1の信号処理
回路の温度を測定する温度センサからの出力により信号
カット用の第2のインダクタを介して前記第2のダイオ
ードスイッチが駆動される構成に於て、前記第1の信号
処理回路の温度上昇を検知して前記第2のダイオードス
イッチを順方向バイアス状態にすることにより、第2の
特性素子のインピーダンスが、第2の信号伝送線路の特
性インピーダンスよりも十分大きな値となるようにした
ことを特徴とする請求項7〜10のいずれかに記載の超
伝導信号処理装置。
13. A temperature for measuring a temperature of a first signal processing circuit, wherein the second characteristic element comprises a second diode switch or a second capacitor and a second diode switch connected in series. In a configuration in which the second diode switch is driven via a second inductor for signal cutoff by an output from a sensor, the second diode switch detects the temperature rise of the first signal processing circuit and detects the temperature rise of the first signal processing circuit. 11. The device according to claim 7, wherein the impedance of the second characteristic element is set to a value sufficiently larger than the characteristic impedance of the second signal transmission line by setting the switch in a forward bias state. The superconducting signal processing device according to any one of the above.
【請求項14】 第1の信号処理回路、および、第2の
信号処理回路がフィルタ要素を含むことを特徴とする請
求項1から13に記載の超伝導信号処理装置。
14. The superconducting signal processing device according to claim 1, wherein the first signal processing circuit and the second signal processing circuit include a filter element.
【請求項15】 超伝導材料が、酸化物超伝導体からな
ることを特徴とする請求項1〜14のいずれかに記載の
超伝導信号処理装置。
15. The superconducting signal processing device according to claim 1, wherein the superconducting material comprises an oxide superconductor.
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Cited By (7)

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