SE507751C2 - Device and method of filtering signals - Google Patents
Device and method of filtering signalsInfo
- Publication number
- SE507751C2 SE507751C2 SE9504530A SE9504530A SE507751C2 SE 507751 C2 SE507751 C2 SE 507751C2 SE 9504530 A SE9504530 A SE 9504530A SE 9504530 A SE9504530 A SE 9504530A SE 507751 C2 SE507751 C2 SE 507751C2
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- resonator
- superconducting
- filter
- filter device
- microstrip
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P1/00—Auxiliary devices
- H01P1/20—Frequency-selective devices, e.g. filters
- H01P1/201—Filters for transverse electromagnetic waves
- H01P1/203—Strip line filters
- H01P1/20309—Strip line filters with dielectric resonator
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
Abstract
Description
10 l5 20 25 30 507 751 Dessutom är sådana filter stora. I ”High-Temperature Superconducting Microwave Devices” av Shen, Artech House, 1994 diskuteras användningen av högtemperatursupraledare för att tillhandahålla nya möjligheter for att reducera storleken pà, och för att förbättra prestanda hos ndkrovågskomponenter, exempelvis filter. 10 l5 20 25 30 507 751 In addition, such filters are large. In “High-Temperature Superconducting Microwave Devices ”by Shen, Artech House, 1994 discusses the use of high temperature superconductors to provide new opportunities to reduce the size of, and to improve the performance of ndkrovåg components, for example filter.
Den europeiska patentansökan EP-Af0 567 407 visar supraledande notch filter med en fast frekvens där halvvàglängds, högtemperatursupraledande mikrostripresonatorer är parallell- kopplade med den högtemperatursupraledande huvudmikrostripledaren.European patent application EP-Af0 567 407 shows superconductivity notch filter with a fixed frequency where half-wavelength, high temperature superconducting microstrip resonators are parallel connected to the high temperature superconducting main microstrip conductor.
Resonatorernas substrat har dielektriska konstanter på omkring 10- 25 vid frekvenser på mellan l-3 GHz. Längden. på filtren är då omkring 2-6 cm; filtren är sålunda mycket stora och de är också dyra.The substrates of the resonators have dielectric constants of about 10- At frequencies between 1-3 GHz. The length. on the filters is then about 2-6 cm; the filters are thus very large and so are they expensive.
I vissa kommunikationssystem krävs avstämbara (växlingsbara) notch filter istället för notch filter för en fast frekvens exempelvis för att kunna öka systemets flexibilitet. US-A-4 835 498 visar en enkel dielektrisk resonator. Resonatorn är passiv och inte själv avstämbar. För att åstadkomma avstämbarhet behövs separata avstämningsmedel, t ex en diod eller liknande. Med andra ord krävs en separat biaseringskrets. Detta gör att anordningen.nödvändigtvis Dessutom blir anordningen komplex och dess I WO 93/00720 illustreras ett supraledande blir betydligt större. prestanda är för låg. notchfilter med en mikrostripledare som inte är avstämbar i sig. I detta fall användes optiska medel för att åstadkomma avstämning.Some communication systems require tunable (interchangeable) notches filter instead of notch filter for a fixed frequency for example to be able to increase the flexibility of the system. US-A-4,835,498 discloses one single dielectric resonator. The resonator is passive and not itself tunable. To achieve tunability, separate ones are needed tuning means, such as a diode or the like. In other words, required a separate biasing circuit. This makes the device.necessarily In addition, the device becomes complex and its WO 93/00720 illustrates a superconductivity becomes significantly larger. performance is too low. notch filter with a microstrip conductor that is not tunable in itself. IN in this case, optical means were used to effect tuning.
Dessa optiska medel utnyttjar halvledarkristaller i. supraledande mikrostripringresonatorer som är kopplade till den supraledande huvudmikrostripen. Emellertid är dimensionerna på dessa anordningar stora och dessutom är frekvensavstämningsområdet alldeles för litet. Båda dessa dokument visar passiva resonatorer och de behöver speciella biaseringsnät och extra avstämningsmedel som är kopplade 10 15 20 25 30 507 751 till huvudmikrostripledaren på samma sätt. Resonatorerna kan ej vara i mekanisk eller elektrisk kontakt med huvudmikrostripledaren.These optical means utilize semiconductor crystals in superconducting microstrip ring resonators connected to the superconducting the main microstrip. However, the dimensions of these devices are large and in addition the frequency tuning range is far too small. Both of these documents show passive resonators and they need special biasing networks and additional tuners that are connected 10 15 20 25 30 507 751 to the main microstrip conductor in the same manner. The resonators can not be in mechanical or electrical contact with the main microstrip conductor.
Om det inte finns någon koppling, har man heller inget filter. Man har också kommit fram till att mikrovågsanordningar kan göras mindre om icke-linjära dielektriska material med en hög dielektrisk (STO) pläteras WO 94/13028 visar strontiumtitanat med (YBCO). konstant såsom exempelvis supraledare såsom exempelvis Y-Ba-Cu-O användning av tunna enkristallina dielektriska filmer i kombination med högtemperatursupraledare vilka som sådana emellertid ger upphov till för dessutom kan sådana höga mikrovågsförluster och anordningar inte göras tillräckligt små.If there is no connection, you also do not have a filter. MAN has also concluded that microwave devices can be made less about non-linear dielectric materials with a high dielectric (STO) is plated WO 94/13028 discloses strontium titanate with (YBCO). constant such as, for example superconductors such as Y-Ba-Cu-O use of thin single crystalline dielectric films in combination with high temperature superconductors which as such give rise to for in addition can such high microwave losses and devices are not made small enough.
REDOGÖRELSE FÖR UPPFINNINGEN Vad som behövs är därför en supraledande notchfilteranordning som har låga ingångsförluster, små dimensioner och som är avstämbar.DESCRIPTION OF THE INVENTION What is needed, therefore, is a superconducting notch filter device such as has low input losses, small dimensions and is adjustable.
Speciellt behövs en anordning som. är avstämbar inom ett brett frekvensområde. Dessutom behövs en anordning som är billig och enkel att framställa. Dessutom behövs en anordning som har en hög prestanda som diskuterats ovan, har låga förluster, speciellt låga mikrovågsförluster (i fallet av mikrovågor); den kan också användas för millimeter-vågor.A device such as. is tunable within a wide range frequency range. In addition, a device that is inexpensive and easy to produce. In addition, a device having a pile is needed performance discussed above, has low losses, especially low microwave losses (in the case of microwaves); it can also be used for millimeter waves.
Ett förfarande för att filtrera signaler som inkommer exempelvis till kommunikationssystem som opererar vid höga frekvenser behövs genom mottagande anordningar i ett multikanalsmikrovågs- vilket intermittenta och interfererande signaler kan släckas ut på ett effektivt och tillförligt sätt.A method for filtering incoming signals, for example to communication systems operating at high frequencies are needed through receiving devices in a multichannel microwave which intermittent and interfering signals can be extinguished an efficient and reliable way.
Därför anges en supraledande notchfilteranordning som innefattar en resonator som anordnad på en mikrostripledare där resonatorn är en parallellplansresonator med ett chip av ett icke-linjärt dielektriskt material på vilket supraledare är anordnade.Therefore, a superconducting notch filter device comprising a resonator as arranged on a microstrip conductor where the resonator is one parallel plane resonator with a chip of a non-linear dielectric material on which superconductors are arranged.
Resonatorn är förbunden med anslutningsmedel för en lO l5 20 25 30 507 751 ndkrostripledare eller till ett band på ndkrostripledaren på ett sätt att en ohmsk kontakt elektriskt sådant åstadkommes. Anordningen är speciellt avstämbar, ännu mera speciellt till det genom applicering av en dielektrikat DC-biaseringsspänning icke-linjära vars dielektricitetskonstant kan förändras. I ett speciellt utföringsexmpel appliceras en DC spänning till normala ledare som kan vara anordnade på supraledarna som är anordnade pà kontaktmedel, anordnade för att åstadkomma dielektrisk I ett fördelaktigt resonatorns dielektrikum. Fördelaktigt är också betecknade kopplingsmedel, kontakt mellan resonatorn och mikrostripledaren. kontaktmedlen bildade utföringsexempel är av mikrostripledarens centrala band.The resonator is connected to a connection means for one lO l5 20 25 30 507 751 ndkrostri leader or to a band on the ndkrostri leader on one way to an ohmic contact electrically such is achieved. The device is especially tunable, even more special to it through application of a dielectric DC biasing voltage non-linear whose dielectric constant can change. In a in particular embodiments, a DC voltage is applied to normal conductors which may be arranged on the superconductors arranged on means of contact, arranged to provide dielectric In an advantageous resonator dielectric. It is also beneficial designated coupling agents, contact between the resonator and the microstrip conductor. the means of contact formed embodiment is by the microstrip conductor central band.
I ett innefattar en resonator ett speciellt utföringsexempel rektangulärt (eller av någon annan form) chip som är så orienterat i förhållande till mikrostripledaren att de magnetiska fältlinjerna för mikrotripledaren och resonatorn väsentligen sammanfaller på ett sådant sätt att maximal induktiv koppling åstadkommes.In one, a resonator comprises one special embodiments rectangular (or of some other shape) chip that is so oriented in relation to the microstrip conductor that the magnetic field lines for the microtrip conductor and the resonator substantially coincide on one such that maximum inductive coupling is achieved.
Den induktiva kopplingen styrs eller ges speciellt av förhållandet mellan resonatorn och mikrostripledaren. Ännu mera speciellt ges styrkan pa den induktiva kopplingen av bredden på den centrala mikrostripen. För att få den önskade styrkan. på kopplingen kan bredden sålunda ges det värde som ger den önskade kopplingen.The inductive connection is controlled or given especially by the relationship between the resonator and the microstrip conductor. Even more special is given the strength of the inductive coupling of the width of the central microstrips. To get the desired strength. on the clutch can the width is thus given the value which gives the desired coupling.
I enlighet med ett speciellt utföringsexempel har åtminstone ett avsnitt av den undre plattan i parallell-plansresonatorn och/eller mikrostrip-förbindelsemedlen, exempelvis den centrala ledaren, en första bredd som är mindre än en andra bredd för att åstadkomma en ökad induktiv koppling. 10 15 20 25 5 I enlighet med ett utföringsexempel är resonatorn en dubbelmodsresonator eller ännu mera speciellt är det en multimodsresonator.According to a particular embodiment, at least one has section of the lower plate in the parallel-plane resonator and / or the microstrip connectors, for example the central conductor, a first width which is less than a second width to provide one increased inductive connection. 10 15 20 25 5 According to an exemplary embodiment, the resonator is a dual mode resonator or even more specifically it is one multimode resonator.
Emellertid åstadkommes dubbelmodsdrift fördelaktigt genom införandet av en asymmetri i resonatorn. Denna asymmetri kan exempelvis bestå av ett bortskuret hörn eller ett utsprång eller något annat. I enlighet med ett annat utföringsexempel kan resonatorn vara anordnad så att den bildar en vinkel med huvudmikrostripledaren. Vinkeln kan exempelvis anta ett värde på omkring 45°.However, dual mode operation is advantageously provided by the introduction of an asymmetry into the resonator. This asymmetry can for example, consist of a cut - off corner or a protrusion or something else. In accordance with another embodiment, the resonator be arranged so that it forms an angle with the main microstrip conductor. The angle can, for example, assume a value of about 45 °.
I enlighet med ytterligare ett annat utföringsexempel kan vågledaranordningen innefatta en koplanar vågledare.In accordance with yet another embodiment, the waveguide device comprises a coplanar waveguide.
Kopplingsstyrkan, styrs av eller ges av' bredden på den centrala ledaren och av de koplanara vàgledarslitsarna. (vilket alla utföringsexempel) genom applicering av en DC biaseringsspänning som Avstämningen åstadkommes fördelaktigt avser kan appliceras mellan den övre plattan i resonatorn och kopplingsmedlen, exempelvis mikrostripledarens centrala ledare.The coupling strength, is controlled by or given by the 'width of the central the conductor and of the coplanar waveguide slots. (which all embodiment) by applying a DC biasing voltage which The reconciliation is advantageously achieved can be applied between the upper plate of the resonator and the coupling means, for example the central conductor of the microstrip conductor.
I enlighet med ett fördelaktigt utföringsexempel kan arean på -1 resonatorn ha en storlek på mellan ungefärligen l nmf-l cm _ Emellertid är dessa värden endast givna av exemplifierande skäl, resonatorn kan också ha andra proportioner, mindre likväl som något större. ett förfarande till en Dessutom är angivet för filtrering av signaler inkommande exempelvis mottagande anordning i ett multikanalskommunikationssystem eller liknande. Förfarandet omfattar stegen att: anordna ett filter på mottagningsanordningens ingångssida, vilket filter innefattar en parallellplans-resonator 10 15 25 30 507 751 innefattande ett icke-linjärt dielektriskt substrat på vilket supraledande skickt är anordnade och vilken är anordnad pà en vàgledare, t ex en mikrostripledare. Resonatorn och vàgledaranordningen är elektriskt kopplade i serie genom användning av hur resonatorn och av kopplingsmedel. Kopplingsstyrkan ges kopplingsmedlen är anordnade i förhållande till varandra. En DC- biaseringsspänning pálägges resonatorn och kopplingsmedlen för frekvensavstämning. Stegen utföres så att intermittent interfererande signaler kan utsläckas.In accordance with an advantageous embodiment, the area of -1 the resonator has a size of between approximately 1 nmf-1 cm However, these values are given for illustrative purposes only, the resonator may also have other proportions, less as well as something major. a procedure to one Also specified for filtering signals incoming, for example, receiving device in one multi-channel communication systems or the like. The procedure comprises the steps of: arranging a filter on the receiving device input side, which filter comprises a parallel plane resonator 10 15 25 30 507 751 comprising a non-linear dielectric substrate on which superconducting conditions are arranged and which is arranged on one waveguide, for example a microstrip conductor. The resonator and the guide device is electrically connected in series by use of how the resonator and of coupling agent. The coupling strength is given the coupling means are arranged in relation to each other. A DC- biasing voltage is applied to the resonator and the coupling means for frequency tuning. The steps are performed so that intermittently interfering signals can be extinguished.
Det är bl a en fördel med uppfinningen att det är möjligt att göra notchfilter som har dimensioner som är väsentligt mindre än för notchfilter. Det är också en fördel at: hitintills kända frekvensavstämningsområdet är brett.It is, among other things, an advantage of the invention that it is possible to do notch filters that have dimensions that are significantly smaller than for notch filter. It is also an advantage that: hitherto known the frequency tuning range is wide.
KORTFATTAD FIGURBESKRIVNING Uppfinningen kommer i det följande att ytterligare beskrivas på ett icke begränsande sätt under hänvisning till bifogade figurer i vilka: FIG l illustrerar ett exempel på en parallell-plansresonator, FIG 2 schematiskt illustrerar ett första utföringsexempel av ett avstämbart notch-mikrostripfilter, FIG 3 är ett tvärsnitt av notchfiltret i figur 2, FIG 4 illustrerar en ekvivalent krets till notchfiltret i figur 2, FIG 5 är ett diagram som illustrerar mittfrekvensens temperaturberoende för ett speciellt notchfilter, 10 15 20 25 30 507 751 7 FIG 6a illustrerar schematiskt ett tvärsnitt för ett andra utföringsexempel av ett notchfilter, FIG 6b är ett longitudinellt tvärsnitt av den undre plattan i resonatorn, FIG 6c är ett longitudinellt tvärsnitt av den centrala mikrostripledaren i filtret enligt figur Ga, FIG 7 illustrerar ett utföringsexempel pà ett två-pols notchfilter, FIG 8 är ett ytterligare utföringsexempel avseende ett två-pols notchfilter, och FIG 9 schematiskt illustrerar ett koplanart-vàgledar-notchfilter.BRIEF DESCRIPTION OF THE FIGURES The invention will be further described in one of the following non-limiting manner with reference to the accompanying figures in which: FIG. 1 illustrates an example of a parallel-plane resonator, Fig. 2 schematically illustrates a first embodiment of a tunable notch microstrip filter, Fig. 3 is a cross-section of the notch filter of Fig. 2, FIG. 4 illustrates an equivalent circuit to the notch filter of FIG 2, Fig. 5 is a diagram illustrating the center frequency temperature dependent for a special notch filter, 10 15 20 25 30 507 751 7 Fig. 6a schematically illustrates a cross section of a second exemplary embodiment of a notch filter, Fig. 6b is a longitudinal cross-section of the lower plate in the resonator, Fig. 6c is a longitudinal cross-section of the central one the microstrip conductor in the filter according to Figure Ga, Fig. 7 illustrates an embodiment of a two-pole notch filter, Fig. 8 is a further embodiment of a two-pole notch filter, and Fig. 9 schematically illustrates a coplanar waveguide notch filter.
DETALJERAD BESKRIVNING AV UPPFINNINGEN I enlighet med uppfinningen är en resonator anordnad på en vàgledaranordning. Figur l visar ett första exempel på en resonator som kan användas. Resonatorn ll innefattar ett dielektrikum 12 i form av ett rektangulärt chip av ett icke-linjärt dielektrikum på vars båda sidor tunna högtemperatur-supraledande filmer HTS l3a, l3b är anordnade. De supraledande filmerna eller plattorna l3a, l3b kan fördelaktigt vara delvis eller fullständigt täckta av normalt ledande filmer 14, av' Au således bildande ohmska med ett fördelaktigt 14 exempelvis kontakter för DC-biasering. I enlighet utföringsexempel består det dielektriska materialet av ett icke- linjärt dielektriskt bulkmaterial eftersom för bulkmaterial är mikrovàgsförlusterna lägre och den dielektriska konstanten är högre än exempelvis för tunna dielektriska filmer. Mikrovågsförlusterna för exempelvis strontiumtitanat, i det följande hänvisat till såsom STO är nära minimum vid temperaturen för flytande kväve, Nhq vilket 10 15 20 30 507 751 diskuteras i LaAlO¿, NdGaO@ ”Dielectric properties of single crystals of ZU¿O@ SrTiO@ and MgO at cryogenic temperatures”, 1994, av Krupka et al., i IEEE Trans. Vol. 42, sidorna 1886-1890. 2000 Microwave Theory Techn., Den dielektriska konstanten för STO är omkring Nnq starkt beroende av vid temperaturen för och den är temperaturen och av pålagda elektriska DC-fält. Detta diskuteras i ”l GHz tunable resonator on bulk single crystal SrTiO3 plated with YBafl1nOk_ films”, Lett., 1995, Vol. 31, Nr 8, sid. 654-656. av O. Vendik i Electron.DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION In accordance with the invention, a resonator is arranged on a guidance device. Figure 1 shows a first example of a resonator that can be used. The resonator 11 comprises a dielectric 12 i in the form of a rectangular chip of a non-linear dielectric on both sides of which are thin high temperature superconducting films HTS 13a, l3b are arranged. The superconducting films or plates l3a, l3b may advantageously be partially or completely covered by normal leading films 14, of 'Au thus forming ohmic with an advantageous 14 for example contacts for DC biasing. According In the exemplary embodiment, the dielectric material consists of a non- linear dielectric bulk material because for bulk material is the microwave losses are lower and the dielectric constant is higher than, for example, for thin dielectric films. Microwave losses for example, strontium titanate, hereinafter referred to as STO is close to the minimum at the temperature for liquid nitrogen, Nhq which 10 15 20 30 507 751 discussed in LaAlO¿, NdGaO @ ”Dielectric properties of single crystals of ZU¿O @ SrTiO @ and MgO at cryogenic temperatures ”, 1994, of Krupka et al., in IEEE Trans. Vol. 42, pages 1886-1890. 2000 Microwave Theory Techn., The dielectric constant for STO is around Nnq strongly dependent on at the temperature of and it is the temperature and of applied electric DC fields. This is discussed in ”L GHz tunable resonator on bulk single crystal SrTiO3 plated with YBa fl1 nOk_ films ”, Lett., 1995, Vol. 31, no 8, p. 654-656. by O. Vendik in Electron.
Eftersom den dielektriska konstanten är extremt hög är våglängden i en mikrovågstransmissionsledare baserad på STO vid temperaturen för Nnq i frekvensbandet 1-3 GHz omkring 0,2-0,6 cm. Den supraledande övergangstemperaturen TC för HTS såsom exempelvis YBCO är betydligt over temperaturen för Nhq och det är också väl känt att HTS-filmer odlade pa STO-substrat har en låg ytresistans vilket diskuteras i den ovan citerade artikeln av Shen.Because the dielectric constant is extreme high is the wavelength of a microwave transmission conductor based on STO at the temperature of Nnq in the frequency band 1-3 GHz about 0.2-0.6 cm. The superconducting transition temperature TC for HTS such as for example YBCO is significantly above the temperature for Nhq and it is also well known that HTS films grown on STO substrates have a low surface resistance which is discussed in the article quoted above by Shen.
Resonatorn kan fördelaktigt bestå av ett icke-linjärt dielektriskt bulkmaterial 12 exempelvis av STO som är täckt av HTS-filmer av YBCO. Naturligtvis är det också möjligt att exempelvis göra resonatorerna på andra sätt, men detta relaterar till ett speciellt fördelaktigt utförande. l3a, dielektriska chipet 12 för att ta hänsyn till mekaniska toleranser förbättrad De supraledande filmerna eller* plattorna l3b i parallellplans-resonatorn har gjorts något mindre än det och för att åstadkomma en förmåga. att styra resonansfrekvensen. Tjockleken på de supraledande plattorna l3a, 13b överstiger London-penetrationsdjupet, där penetrationsdjupet är definierat såsom det djup på vilket fältet har minskat till l/e av värdet på ytan.The resonator may advantageously consist of a non-linear dielectric bulk material 12 for example of STO which is covered by HTS films of YBCO. Of course, it is also possible to for example, do the resonators in other ways, but this relates to a special advantageous execution. l3a, dielectric chip 12 to take into account mechanical tolerances improved The superconducting films or * plates 13b in the parallel plane resonator has been made slightly smaller than that and to achieve an ability. to control the resonant frequency. The thickness of the superconducting plates l3a, 13b exceeds the London penetration depth, where the penetration depth is defined as the depth at which the field has decreased to l / e of the value of the surface.
Figur 2 visar ett första utföringsexempel av ett avstämbart notchfilter 10 i enlighet med uppfinningen. Resonatorn ll i figur l vågledaranordning 15 i form av en detta är anordnad på en mikrostripledare. Resonatorn 11 är i utföringsexempel ansluten till eller förbunden med den centrala ledaren 18 hos 10 15 20 25 30 507 751 mikrostripledaren 15 där sagda centrala ledare 18 innefattar kontaktmedlen eller kopplingsmedlen som åstadkommer ohmsk kontakt ll och Mikrostripledaren 15 innefattar ett subsrat mellan den lägre plattan 13b i parallellplansresonatorn mikrostripledaren 15. exempelvis av Al eller något annat känt dielektrikum för uw- vågsledare. Grundplanet 17 består exempelvis av Cu, Au eller något annat liknande som har normal konduktivitet. Emellertid består i ett mycket fördelaktigt utföringsexempel grundplanet 17 och den centrala ledaren 18 av HTS-filmer. Parallellplansresonator-chipet 11 är så anordnat i förhållande till mikrostripledaren 15 att de magnetiska fältlinjerna för mikrostripet 18 och resonatorn 11 väsentligen sammanfaller vilket säkerställer en (jämför figur 3) hög grad av induktiv koppling, eller exakt precist maximal induktiv koppling. Bredden på centrala mikrostripen 18 bestämmer kopplingsstyrkan mellan resonatorn ll och mikrostripledaren 15 och således kan kopplingsstyrkan styras genon1 val av lämplig' bredd.Figure 2 shows a first embodiment of a tunable notch filter 10 in accordance with the invention. The resonator 11 in Figure 1 waveguide device 15 in the form of a this is arranged on a microstrip conductor. The resonator 11 is in exemplary embodiment connected to or connected to the central conductor 18 of 10 15 20 25 30 507 751 the microstrip conductor 15 where said central conductor 18 includes the contact means or the coupling means which cause ohmic contact ll and The microstrip conductor 15 comprises a subsrat between the lower plate 13b of the parallel plane resonator the microstrip conductor 15. for example of Al or some other known dielectric for waveguide. The ground plane 17 consists, for example, of Cu, Au or something other similar that has normal conductivity. However, in a very advantageous embodiment the ground plane 17 and the central director 18 of HTS films. Parallel plane resonator chip 11 are so arranged in relation to the microstrip conductor 15 that they the magnetic field lines of the microstrip 18 and the resonator 11 essentially coincides which ensures one (compare figure 3) high degree of inductive coupling, or exactly precise maximum inductive coupling. The width of the central microstrip 18 determines the coupling strength between the resonator 11 and the microstrip conductor 15 and thus, the coupling strength can be controlled by selecting the appropriate width.
Bredden kan i ett fördelaktigt utföringsexempel vara ungefärligen i storleksordningen mellan 0,5-1 mm men den kan också vara mindre eller större. Således införes på detta sätt en serieresonanskrets i mikrostripledaren 15 som då agerar som ett bandspärrfilter, dvs ett notchfilter för inkommande mikrovågssignaler. Kopplingsmedel 19, 19 är tillhandahållna genom vilka en DC-biaseringsspänning kan läggas på mellan mikrostripledaren och den övre plattan 13a i parallelplansresonatorn 11. På detta sätt kan elektrisk avstämning åstadkommas och DC-biaseringsspänningen som appliceras på det icke- linjära dielektrikat 12 förändrar dielektricitetskonstanten hos detta och därigenom resonansfrekvensen för parallellplansresonatorn 11.The width may in an advantageous embodiment be approximately in the order of magnitude between 0.5-1 mm but it can also be smaller or greater. Thus, in this way, a series resonant circuit is introduced in the microstrip conductor 15 which then acts as a band-stop filter, i.e. a notch filter for incoming microwave signals. Coupling means 19, 19 are provided by which a DC biasing voltage can be applied on between the microstrip conductor and the upper plate 13a in parallel plane resonator 11. In this way, electrical tuning and the DC biasing voltage applied to the non- linear dielectric 12 changes the dielectric constant of this and thereby the resonant frequency of the parallel plane resonator 11.
I enlighet med ett annat utföringsexempel som inte diskuteras vidare här, kan en temperaturstyrd avstämning tillämpas antingen utöver elektrisk avstämning eller som ett alternativ därtill. 10 15 20 25 30 507 751 10 Optisk eller mekanisk (exempelvis via piezo-elektriska organ) avstämning kan givetvis också användas.In accordance with another embodiment not discussed further here, a temperature controlled tuning can be applied either in addition to electrical tuning or as an alternative thereto. 10 15 20 25 30 507 751 10 Optical or mechanical (eg via piezoelectric means) reconciliation can of course also be used.
Figur 3 är en tvärsnittsvy av notchfiltret 10 sàsom illustrerat i figur 2. Den visar hur resonatorn 11 är anordnad på den centrala microstripen 18 hos mikrostripledaren 15. H betecknar de magnetiska fältlinjerna for resonatorn och mikrostripledaren. Sàsom diskuterats ovan sammanfaller väsentligen fältlinjerna vilket ger en hog grad av koppling mellan resonatorn 11 och mikrostripledaren 15.Figure 3 is a cross-sectional view of the notch filter 10 as illustrated in figure 2. It shows how the resonator 11 is arranged on the central the microstrip 18 of the microstrip conductor 15. H denotes the magnetic ones the field lines of the resonator and the microstrip conductor. Sàsom discussed above, the field lines essentially coincide, which gives a high degree of coupling between the resonator 11 and the microstrip conductor 15.
Figur 4 visar schematiskt en ekvivalent krets for notchfiltret 10 såsom illustrerat i figurerna 2 och 3 ovan. Z0 betecknar impedansen for mikrostripledaren medan den streckade linjen är kretsrepresentationen av resonatorn 11. I ett speciellt utforingsexempel är resonatorn en STO-resonator pläterad med YBCO- filmer såsom diskuterats ovan och dielektrikat har i detta speciella utföringsexempel dimensionerna 2,5 >< 2,5 x 0,5 mm3. I detta utforingsexempel innefattar vågledaranordningen en 50-ohms koppar-mikrostrip på ett 0,5 mm. aluminiumsubstrat. Givetvis är detta bara ett exempel och andra material kan användas, dimensionerna kan vara annorlunda osv. Dessutom behöver resonatorn inte vara rektangulär utan den kan också anta andra former, fyrkantig, oval osv. Emellertid visar figur 5 ett diagranx över temperaturberoendet för mittfrekvensen for ett notchfilter som har ovan nämnda dimensioner och där ingen biaseringsspänning är pàlagd.Figure 4 schematically shows an equivalent circuit for the notch filter 10 as illustrated in Figures 2 and 3 above. Z0 denotes the impedance for the microstrip conductor while the dashed line is the circuit representation of the resonator 11. In a special exemplary embodiment, the resonator is a STO resonator plated with YBCO films as discussed above and dielectrics have in this special embodiments dimensions 2.5> <2.5 x 0.5 mm3. IN this exemplary embodiment comprises the waveguide device a 50-ohm copper microstrip on a 0.5 mm. aluminum substrate. Of course is this is just an example and other materials can be used, the dimensions may be different, etc. In addition, the resonator needs not be rectangular but may also take other forms, square, oval, etc. However, Figure 5 shows a diagram above the temperature dependence of the center frequency of a notch filter that has above-mentioned dimensions and where no biasing voltage is applied.
I figur 6a visas ett alternativt utförande av ett notchfilter 20. som också. i detta fallet består av ett icke- bulkmaterial 22 23b som i sin tur är täckta av normalt En resonator 21, linjärt dielektriskt pläterat med tunna supraledande filmer 23a, ledande skikt 24a, 24b ndkrostripledare 25. Mikrostripledaren 25 består av ett substrat exempelvis av Au, är anordnad pà en 10 15 20 25 30 507 751 ll exempelvis av Al. Pa ett av dess ytor är exempelvis en kopparmikrostrip 27 anordnad medan på andra sidan av substratet är en central mikrostrip 28 anordnad. Den centrala. mikrostripen 28 bildar kontaktmedlen eller forbindelsemedlen mellan resonatorn 21 och mikrostripledaren 25. I detta utforingsexempel àstadkommes en 23b¿ i den resonatorplattan 23b som har en mindre bredd än en första sektion 23bh induktiv belastning genom, en andra sektion undre Också mikrostripledaren 28 är försedd med en andra sektion 28b vars bredd är mindre än bredden på en forsta sektion 28a.Figure 6a shows an alternative embodiment of a notch filter 20. that also. in this case consists of a non- bulk material 22 23b which in turn are covered by normal A resonator 21, linear dielectrically plated with barrel superconducting films 23a, conductive layers 24a, 24b ndchrostrip conductor 25. The microstrip conductor 25 consists of a substrate for example, by Au, is arranged on a 10 15 20 25 30 507 751 ll for example by Al. On one of its surfaces is, for example, one copper microstrip 27 arranged while on the other side of the substrate is a central microstrip 28 is provided. The central. microstrips 28 forms the contact means or the connecting means between the resonator 21 and the microstrip conductor 25. In this embodiment, one is provided 23b¿ i den the resonator plate 23b having a smaller width than a first section 23bh inductive load through, a second section lower The microstrip conductor 28 is also provided with a second section 28b whose width is less than the width of a first section 28a.
Figurerna 6b och 6c är longitudinella vyer sedda ovanifrån av den undre plattan i resonatorn respektive mikrostripledaren, där anordningen som är illustrerad i figur 6a indikerar avsnitten 23b¿ och 28b som vardera har en mindre bredd.Figures 6b and 6c are longitudinal views seen from above of it the lower plate in the resonator and the microstrip conductor, respectively, there the device illustrated in Figure 6a indicates sections 23b¿ and 28b each having a smaller width.
Figur 7 visar mycket schematiskt tvapolsnotchfilter. En resonator 31 (exempelvis såsom diskuterats under hänvisning till tidigare utföringsexempel) är anordnad på en 1nikrostripledare 35. Ett av hörnen på den Övre supraledande filmen 33a är avskuret; detta ger dielektrikat.Figure 7 shows a very schematic two-pole notch filter. A resonator 31 (for example, as discussed with reference to earlier embodiment) is arranged on a 1nicrostrip conductor 35. One of the corners of the upper superconducting film 33a are cut off; this give dielectric.
Eftersom ett av hornen på den Övre supraledande filmen 33a är såledff en asymmetri i resonatorn. 32 indikerar avskuret åstadkommes att resonatorn 31 kan arbeta i två moder.Because one of the horns of the Upper Superconducting Film 33a is thus an asymmetry in the resonator. 32 indicates cut off, it is achieved that the resonator 31 can operate in two modes.
Således kan bredden på spärrbandet och dess skort anpassas till de aktuella behoven. visar ett annat I detta fall Figur 8 notchfilter 40. utföringsexempel av ett två-pols är en resonator 41 (jämför ovan) anordnad på mikrostripledaren 45 på ett sådant sätt att den bildar en_ vinkel med. mikrostripledaren. I detta speciella fall bildar parallellplans-resonatorn 41 en vinkel på 45° med huvudmikrostripledaren. Eftersom en assymetri är introducerad, arbetar resonatorn också i detta fall i två moder. Vinkeln behover 10 15 20 25 30 507 751 12 givetvis inte vara 45° utan den kan anta högre såväl som lägre värden; i princip kan den vara vad som helst utom 90°.Thus, the width of the barrier band and its shorts can be adapted to them current needs. shows another In this case Figure 8 notch filter 40. exemplary embodiment of a two-pole is a resonator 41 (compare above) arranged on the microstrip conductor 45 in such a way that it forms an_ angle with. the microstrip conductor. In this particular case form the parallel plane resonator 41 at an angle of 45 ° with the main microstrip conductor. Since an asymmetry is introduced, the resonator also works in this case in two modes. The angle needs 10 15 20 25 30 507 751 12 of course not be 45 ° but it can assume higher as well as lower values; in principle it can be anything except 90 °.
Uppfinningen kan i princip också tillämpas på multimodsfilter som exempelvis arbetar i tre moder. En sådan anordning är illustrerad i den samtidigt inlämnade methods svenska patentansökan ”Arrangements and relating to multiplexing/switching” av samma sökanden, innehållet i vilken inkorporeras häri.The invention can in principle also be applied to multimode filters such as for example, working in three modes. Such a device is illustrated in it was simultaneously submitted methods Swedish patent application “Arrangements and relating to multiplexing / switching "by the same applicant, the contents of which are incorporated herein.
Figur 9 illustrerar schematiskt ytterligare ett annat utföringsexempel som innefattar ett avstämbart koplanart vågledar (CPW) notchfilter 50 som också kan arbeta i två moder. En supraledande parallellplans-resonator 51 är förbunden med den centrala ledaren 58 på en koplanar vågledare (CPW) 55 för att möjliggöra en högre grad av frihet vad det gäller designen.Figure 9 schematically illustrates yet another embodiments comprising a tunable coplanar waveguide (CPW) notch filter 50 that can also work in two modes. One superconducting parallel plane resonator 51 is connected to it central conductor 58 on a coplanar waveguide (CPW) 55 to enable a greater degree of freedom in terms of design.
Kopplingsstyrkan och vàgimpedansen för den koplanara vàgledaren 55 ges av bredden på den centrala ledaren 58 och öppningarna 59 i CPW en. I allmänhet kan bredden på den centrala ledaren anta de värden som disktuterats tidigare under hänvisning till figur 2 (som också är tillämpligt çfia de andra utföringsexemplen) men i. detta fall är flexibiliteten ännu högre. Bredden är i allmänhet vald beroende på substrattjockleken.Coupling strength and path impedance of the coupler guide 55 is given by the width of the central conductor 58 and the openings 59 in CPW en. In general, the breadth of the central leader can assume them values previously discussed with reference to Figure 2 (as also applies ç utför a the other embodiments) but i. this cases, the flexibility is even higher. The width is generally selected depending on the substrate thickness.
Uppfinningen är inte begränsad» till de visade utföringsexemplen exempelvis behöver det inte vara fall kan utan andra material kan användas, ett dielektriskt bulkmaterial, i några också tunna dielektriska material användas. Dessutom kan formen på resonatorn vara av olika slag likväl som vàgledaranordningarna kan anta ett inte nödvändigtvis vara en antal olika former och det behöver mikrostripledares centrala ledare som bildar kopplingsmedlen.The invention is not limited to the embodiments shown for example, it does not have to be fall can without other materials can be used, a dielectric bulk material, in some also thin dielectric materials are used. In addition, the shape of the resonator can be of different kinds as well as the guide devices can assume one not necessarily be one number of different shapes and it needs central conductor of microstrip conductors forming the coupling means.
Claims (28)
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE9504530A SE507751C2 (en) | 1995-12-19 | 1995-12-19 | Device and method of filtering signals |
JP09522713A JP2000502231A (en) | 1995-12-19 | 1996-12-18 | Apparatus for filtering a signal and associated method |
DE69614142T DE69614142T2 (en) | 1995-12-19 | 1996-12-18 | ARRANGEMENT AND METHOD FOR FILTERING SIGNALS |
ES96943451T ES2159774T3 (en) | 1995-12-19 | 1996-12-18 | PROVISION AND METHOD RELATED TO FILTRATION OF SIGNS. |
EP96943451A EP0868762B1 (en) | 1995-12-19 | 1996-12-18 | Arrangement and method relating to filtering of signals |
PCT/SE1996/001688 WO1997023012A1 (en) | 1995-12-19 | 1996-12-18 | Arrangement and method relating to filtering of signals |
US09/100,168 US6111485A (en) | 1995-12-19 | 1998-06-18 | Arrangement and method relating to filtering of signals |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE9504530A SE507751C2 (en) | 1995-12-19 | 1995-12-19 | Device and method of filtering signals |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE9504530D0 SE9504530D0 (en) | 1995-12-19 |
SE9504530L SE9504530L (en) | 1997-06-20 |
SE507751C2 true SE507751C2 (en) | 1998-07-13 |
Family
ID=20400636
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE9504530A SE507751C2 (en) | 1995-12-19 | 1995-12-19 | Device and method of filtering signals |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0868762B1 (en) |
JP (1) | JP2000502231A (en) |
DE (1) | DE69614142T2 (en) |
ES (1) | ES2159774T3 (en) |
SE (1) | SE507751C2 (en) |
WO (1) | WO1997023012A1 (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2866979A1 (en) * | 2004-02-27 | 2005-09-02 | Centre Nat Rech Scient | Inductive superconductor component for e.g. telephone, has tuning substance providing resistive connection between superconductor materials, where resistivity of connection varies according to visible radiation received from display unit |
WO2006075498A1 (en) * | 2005-01-11 | 2006-07-20 | Murata Manufacturing Co., Ltd. | Dielectric resonator device, oscillator device and transmitting/receiving device |
JP4707650B2 (en) | 2006-03-30 | 2011-06-22 | 富士通株式会社 | Superconducting filter device |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2616594B1 (en) * | 1987-06-09 | 1989-07-07 | Thomson Csf | TUNABLE MICROWAVE FILTER DEVICE WITH DIELECTRIC RESONATOR, AND APPLICATIONS |
US5328893A (en) * | 1991-06-24 | 1994-07-12 | Superconductor Technologies, Inc. | Superconducting devices having a variable conductivity device for introducing energy loss |
JPH05299712A (en) * | 1992-04-22 | 1993-11-12 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Microwave part |
US5496796A (en) * | 1994-09-20 | 1996-03-05 | Das; Satyendranath | High Tc superconducting band reject ferroelectric filter (TFF) |
-
1995
- 1995-12-19 SE SE9504530A patent/SE507751C2/en not_active IP Right Cessation
-
1996
- 1996-12-18 EP EP96943451A patent/EP0868762B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-12-18 ES ES96943451T patent/ES2159774T3/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-12-18 DE DE69614142T patent/DE69614142T2/en not_active Expired - Fee Related
- 1996-12-18 WO PCT/SE1996/001688 patent/WO1997023012A1/en active IP Right Grant
- 1996-12-18 JP JP09522713A patent/JP2000502231A/en active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO1997023012A1 (en) | 1997-06-26 |
EP0868762B1 (en) | 2001-07-25 |
SE9504530D0 (en) | 1995-12-19 |
JP2000502231A (en) | 2000-02-22 |
SE9504530L (en) | 1997-06-20 |
ES2159774T3 (en) | 2001-10-16 |
DE69614142D1 (en) | 2001-08-30 |
DE69614142T2 (en) | 2001-11-15 |
EP0868762A1 (en) | 1998-10-07 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6463308B1 (en) | Tunable high Tc superconductive microwave devices | |
US6525630B1 (en) | Microstrip tunable filters tuned by dielectric varactors | |
Fiedziuszko et al. | Dielectric materials, devices, and circuits | |
US20080055181A1 (en) | Resonant circuit, filter circuit, and antenna device | |
US6216020B1 (en) | Localized electrical fine tuning of passive microwave and radio frequency devices | |
US20010029241A1 (en) | Filter circuit and a superconducting filter circuit | |
Maloratsky | Using modified microstrip lines to improve circuit performance | |
US5153171A (en) | Superconducting variable phase shifter using squid's to effect phase shift | |
JP3071093B2 (en) | Superconducting microwave device structure capable of characteristic modulation | |
EP0567407B1 (en) | Microwave component of oxide superconducter material | |
US6111485A (en) | Arrangement and method relating to filtering of signals | |
US6114931A (en) | Superconducting arrangement with non-orthogonal degenerate resonator modes | |
US5869429A (en) | High Tc superconducting ferroelectric CPW tunable filters | |
JPH08125415A (en) | Variable superconducting delay line | |
SE507751C2 (en) | Device and method of filtering signals | |
KR20200118884A (en) | Biple or Tapered Line Frequency Select Limiter | |
US6078827A (en) | Monolithic high temperature superconductor coplanar waveguide ferroelectric phase shifter | |
US7774034B2 (en) | Signal switching device | |
US6833754B2 (en) | Radio frequency filter | |
JP2898462B2 (en) | High frequency filter | |
Subramanyam et al. | Performance of a K-band voltage-controlled Lange coupler using a ferroelectric tunable microstrip configuration | |
JPH05160616A (en) | Thin film resonator | |
Kim et al. | Design of tunable band-pass filters and phase shifters using BST thin film | |
Cassinese et al. | Multi-stage dual-mode cross-slotted superconducting filters for telecommunication application | |
JP2004229019A (en) | Signal switching device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
NUG | Patent has lapsed |