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超导滤波器

/superconducting filter/
条目作者魏斌

魏斌

最后更新 2023-02-08
浏览 173
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利用超导薄膜材料制成,用来分离不同频率微波信号的微波滤波器。

英文名称
superconducting filter
所属学科
材料科学与工程

其主要作用是抑制不需要的信号, 使其不能通过滤波器, 只让需要的信号通过,是一种重要的超导微波器件。由于超导薄膜材料在微波频段的表面电阻接近于零,因此超导滤波器可以实现近于理想的滤波性能,具有通带内损耗极低,频率选择性高的优点,是常规金属滤波器所无法比拟的。

超导滤波器通常采用微带线电路结构,制备在双面镀有高温超导薄膜的介质基片材料上,其中上表面的超导薄膜制作成的超导滤波器电路,中间的介质基片具有极低的损耗特性,下表面的超导薄膜作为微波接地面,具体结构见图。超导滤波器电路内包含N个超导谐振器电路单元,这N个超导谐振器级联耦合,可以实现N阶的滤波特性曲线。滤波器的阶数N越高,频率选择特性就越接近理想的方波型,同时滤波器通带内损耗也就越大。使用超导薄膜材料很好地解决了高阶滤波器的损耗难题。

超导滤波器结构示意图超导滤波器结构示意图

依据对信号滤波的不同特点,超导滤波器有多种分类。根据对指定频带信号选择方式的不同,可分为让信号通过的带通超导滤波器、阻止信号通过的带阻超导滤波器、只让低频信号通过的低通超导滤波器和只让高频信号通过的高通超导滤波器;根据相对带宽的不同,可分为窄带超导滤波器和宽带超导滤波器;根据选通信号频带数量的不同,可分为单通带超导滤波器和多通带超导滤波器;根据各频段信号输出端口数量的不同,可分为超导双工器、超导三工器和超导多工器。此外,还有通带频率可变的可调超导滤波器等类型。

超导滤波器和工作于低温下的低噪声放大器集成在制冷平台中,组成频率选择性优异、灵敏度高的超导接收子系统,可广泛应用于移动通信、卫星通信、射电天文和无线探测等多个领域,提高无线系统在复杂电磁环境中的信号接收能力。

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