【摘 要】
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低温传输线可分为低温正常态金属传输线和超导传输线两大类。它们都具有低插损、低噪声、高品质因数的优点,因而被广泛应用于高能物理、射电天文、量子通信及量子计算等特殊
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低温传输线可分为低温正常态金属传输线和超导传输线两大类。它们都具有低插损、低噪声、高品质因数的优点,因而被广泛应用于高能物理、射电天文、量子通信及量子计算等特殊技术领域。本文主要研究内容和结果如下:1、以自由电子气模型为基础,对正常态金属材料的主要电磁特性(电导率、趋肤深度、表面阻抗)随频率和温度的变化趋势,尤其是在高频低温下表现出的反常趋肤效应进行了分析。通过对几种常用金属良导体低温直流电导率的计算,本文发现在低温下(<66K)铝具有最优电导率,是未来低温电子器件与线路设计的优选材料;而银具有最小的温度敏感性,适合在较宽温区工作。2、从基于二流体模型的London方程、Pippard理论和BCS理论三种理论入手,研究了超导态金属材料的电磁特性以及计算方法。根据London方程计算结果,本文发现超导体具有非常高的表面品质因数,其表面电阻正比于频率的平方,而表面电抗则主要由穿透深度决定。根据Pippard穿透深度计算公式,本文发现第一类超导体穿透深度随温度的变化比第二类超导体的小。3、本文提出一种新的适合低温杜瓦环境的复传播常数测试方案。对正常态金属同轴传输线的变温实验结果表明:常温下正常态金属同轴线衰减主要由导体损耗贡献,并与频率的平方根成正比;在4K低温下,正常态金属同轴线衰减主要由介质损耗贡献,并与频率成正比。
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