基于MgB2薄膜的超导微带滤波器研究

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超导薄膜制成的滤波器具有低插损,高带外抑制等优点,在移动和卫星通信系统中得到越来越广泛的应用。MgB2薄膜在低于39K时表现出超导特性,与YBCO等高温超导材料相比,MgB2超导薄膜不但具有较大的临界电流密度和临界磁场强度、较大的相干长度、无弱连接效应、表面电阻小等特性,而且MgB2具有结构和组成简单,原料丰富,价格低廉、易于合成加工等特点。MgB2材料超导特性的发现也极大地推进了其相关应用研究,使得 MgB2具有广泛的应用前景。  首先系统地研究了微带滤波器设计的基础理论和设计方法,综合分析微带滤波器拓扑结构以实现滤波器的小型化,采用MgB2超导薄膜设计两种微带滤波器:一种是发夹型结构,产生切比雪夫型滤波响应;另一种是半开环结构,产生准椭圆函数型滤波响应。在给出滤波器设计的一般步骤后,采用ADS微波仿真软件设计两个L波段的射频微带滤波器,针对微带滤波器仿真过程中出现的中心频率偏移,回波损耗过大等问题提出解决方法。  采用CVD法制备 MgB2超导薄膜,用半导体湿法刻蚀工艺在MgB2超导薄膜基片上对半开环结构滤波器进行刻蚀加工,采用微波屏蔽盒对超导滤波器进行封装,并提出 MgB2超导滤波器的测试方案。实验结果表明,本文提出的设计微带滤波器的方法以及调整中心频率偏移、减小回波损耗的措施行之有效。
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