SE513354C2 - Omkopplingsbar induktor - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 513 354 KORT FIGURBESKRIVNING Uppfinningen ska nu beskrivas såsom en ej begränsande utföringsform i samband med de bifogade ritningarna, i vilka: Fig. 1 är en tvärsektion av en plan omkopplingsbar mikrovågsinduktor, Fig. 2a är en tvärsektion liknande tvärsektionen i ñg. 1, som visar fördelningen av den elektriska strömmen, när vissa områden är i supraledande tillstånd, Fig. 2b är en tvärsektion liknande tvärsektionen i fig. 2a, som visar fördelningen av den elektriska strömmen, när vissa områden har ändrats från supraledande tillstånd till normalt tillstånd, och Fig. 3 är ett diagram över induktansen hos en induktor som funktion av tiden, vilket visar fallet, när vissa områden i en induktor ändras från supraledande tillstånd till normalt tillstånd.

DETALJERAD BESKRIVNING I tvärsektionen i tig. 1 visas en induktor med varierbar indnktans, som är avsedd att inkopplas i Lex. en mikrovågskrets. Induktorn är uppbyggd på ett elektriskt substrat 1 med elektriskt ledande jordskikt 3, såsom ett metallskikt av Lex. Cu, Ag eller Au, på sin bottenyta, varvid jordskiktet täcker väsentligen hela bottenytan som ett sammanhängande skikt. På den övriga ytan fmns ett mönstrat elektriskt ledande skikt 5 med hög elektrisk ledningsfönnåga, såsom en lämplig metall, t.ex. av samma metall som bottenskiktet, d.v.s. av koppar, silver eller guld.

Det mönstrade skiktet 5 är utformat som en remsa med likforrnig bredd WC och bildar en transrnissionsväg eller fortplantningsväg för mikrovågor. Remsan 5 har elekt- riskt ledande ytor eller områden 7 belägna direkt vid sidan eller sidorna om den ledande remsan 5. Dessa områden 7 är gjorda av ett potentiellt supraledande material, företrädes- vis ett supraledande material av högtemperaturtyp. Områdena 7 innefattar remsor, som är placerade vid båda sidor av_den centrala metallremsan 5, företrädesvis symmetriskt i förhållande till denna, varvid dessa remsor sålunda har samrna likformiga bredd som varandra. Bredden hos de supraledande remsorna tillsammans med den centrala ledaren betecknas W.

I det normala tillståndet för det potentiellt supraledande områdena 7 har dessa, för typiska supraledande niaterial av högtemperaturtyp, en elektrisk ledningsförniåga an av cirka 5-105 S/m, vilka ska jämföras med den elektriska ledningsförmågan ac hos den centrala metalledaren 5, som uppgår till cirka 108 S/m. När det potentiellt supraledande områdena 7 är i normalt tillstånd, kommer den elektriska strömmen i enlighet därmed flyta nästan fullständigt i den centrala ledaren 5. Strömfördelningen för detta ej suprale- dande fall framgår av diagrammet i fig. 2. Strömfördelningen är här väsentligen lilcforrnig över ledarens 5 bredd WC.

I det andra fallet, när områdena 7 är i supraledande tillstånd, passerar hela den elektriska strömmen endast genom de vid sidorna liggande supraledande områdena 7 och (Il 10 15 20 25 513 354 3 vid dessas yttre kanter, se strömfördelningsdiagrarnmet i fig. 2a, i enlighet med Meiss- ner-effekten. induktansen hos en microstripledning bestäms i huvudsak av ledningens totala bredd W, t.ex. ungefárligen omvänt proportionell mot bredden, d.v.s. ungefärligen proportionell mot 1/W, förutsatt att microstripledningens höjd h över dess jordplan 3 är fast. Sålunda kommer ändringen av tillståndet hos de potentiellt supraledande områdena 7 till att övergå till och att lämna 'det supraledande tillståndet att ändra microstripledningens induktans, såsom ovan beskrivits, varvid induktansen då antar ett lägre respektive ett högre värde, se diagrammet i fig. 3. Ü Omkoppling mellan det supraledande tillståndet och det normala tillståndet hos de potentiellt supraledande områdena 7 kan uppnås på varje konventionellt sätt, såsom ge- nom att variera temperaturen, genom att variera det magnetiska fältet eller genom 'att variera en likströmsnivå, allt efter vad som erfordras eller önskas. Ett föredraget sätt kan vara att låta en elektrisk ström, som är större än den kritiska strömmen för det suprale- dande materialet, passera eller inte passera genom microstripledningen. Genom att alltid låta en fast förspänningsström, en likström, passera genom ledningen, varvid den fasta förspänníngsströmmen har en styrka, som är något mindre än den kritiska strömmen, och att till denna lägga eller inte lägga en liten styrström, såsom en strömpuls, kan den rever- sibla omkopplingen mellan det supraledande tillståndet och det normala tillståndet utföras ytterst snabbt. Det allmänna uppträdandet hos omkopplingsförloppet framgår av diagram- met i fig. 3. Här är först områdena 7 hos rnicrostripledningen i ett supraledande tillstånd, varvid rnicrostripledningen har en första låg induktans Lsuper, och sedan ändras tillståndet till normalt, vilket åstadkommer en förändring av induktansen till ett högre värde Lnormal.

Då föreligger en liten övergångstid f, innan induktansändringen verkligen har utförts, till exempel, när strömmen genom microstripledningen plötsligt ökas.

Numerisk simulering har visat, att induktansen L hos en rnicrostripledning lätt kan ökas till sitt dubbla värde för en lämplig bredd hos de supraledande områdena 7, vid drift vid rnikrovågsfrekvenser.

Claims (2)

513 354 4 PATENTKRAV

1. l. Induktor för mikrovâgor, k ä n n e t e c k n a d av en central microstripledning gjord av ett elektriskt ledande material, som inte uppvisar supraledande egenskaper över en betraktad temperatur, och områden gjorda av ett material, som uppvisar supraledande s egenskaper över den betraktade temperaturen, varvid områdena är remsformiga och är belägna vid sidorna av den centrala microstripledningen och i samma plan som den cent- rala microstripledningen.

2. Induktor enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att en elektrisk ström fås att flyta genom induktorn och därigenom få områdena, när induktom är över den betraktade w temperaturen och områdena år i ett supraledande tillstånd, att ändras till ett ej supraledan- de tillstånd.