极窄带和极低频超导滤波器以及含有毗邻通带的超导多工器的研制

来源 :中国科学院研究生院 中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tianxiaowei2030
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本论文介绍了高温超导滤波器、超导多工器及其子系统的设计与制作。主要涉及极窄带超导滤波器、极低频超导滤波器以及含有毗邻通带的超导多工器等几项工作。   论文前两章介绍了超导微波器件的发展历史和现状,以及研制超导滤波器的相关理论。   第三章介绍了一款C波段的极窄带超导滤波器的研制工作。目前,文献中仅有个别几例相对带宽小于千分之一的极窄带超导滤波器的报导,但阶数都不超过5阶,性能较差,很难实际应用。主要原因在于极窄带滤波器对于参数变化非常敏感,而且寄生耦合的影响也非常严重。阶数增加给极窄带滤波器的设计和制作带来极大的困难。为了解决这些难题,本文提出了精细调节机制和寄生耦合消除机制,并利用这两种机制成功设计了C波段10阶0.1%相对带宽的超导滤波器。   第四章介绍了一个相对带宽12.3%,中心频率255.8MHz的超导滤波器及其子系统的研制工作。该滤波器的设计难点是频率低、带宽较宽。工作在如此低频率的超导滤波器国际上本就不多见,具有较宽通带特性的更是稀少。文献中找不到一种适用于该频段该带宽的微带谐振器,没有可以借鉴的先例。本文提出了一种新颖的改进型的单螺旋结构谐振器。改进的谐振器结构紧凑,不仅达到了对强耦合的要求,还起到了控制寄生耦合影响的作用。以此谐振器为基础成功设计并制作了符合要求的滤波器并集成成了超导接收前端子系统。   第五章介绍了含有毗邻通带的高温超导四工器的设计。四个通道滤波器都是高性能的10阶CQ滤波器,第二与第三个通带衰减特性在3dB交叠。本文使用了匹配分支线法和环形器法两种方案设计多工器。在使用匹配分支线法时,我们提出了可用于毗邻通道多工器的优化方案。匹配分支线法设计的四工器结构简单,体积小,且所有超导电路都集成在一个器件内。但是其仿真优化过程复杂,制作和调谐难度也高。在环形器设计法中我们直接把两个双工器级联成四工器,并且提出了一种环形器与超导器件在不同温区工作的解决方案。环形器法的设计和加工制作都相对简单,但器件多、体积大,不利于小型化,而且会引入额外的插入损耗。
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