基于无线通信中MgB2超导薄膜滤波器的研究

论文摘要

移动通讯用高温超导滤波器以其独特的优越性能和巨大的商业价值吸引着人们去探索和研究。目前,该项目的研究和开发已成为国内外超导应用研究的一个热点。相对于传统滤波器,高温超导滤波器具有带内插损小,带边陡峭,体积小、易于集成等优点。移动通信基站接收机前端通过应用高温超导滤波器,可以减小干扰,节约频率资源,增加基站覆盖范围,提高通话质量,减少盲区,提高传输数据的速率,在航天,卫星,通信,雷达等领域具有广泛的应用前景。在国外,移动通讯用高温超导滤波器子系统已步入实用化阶段,市场不断扩大,取得了很好的经济效益和社会效益。高温超导滤波器的设计是一个网络综合的问题,根据我们目前的设计条件和超导薄膜的尺寸因素,我们选用了平行耦合线电路设计,应用ADS仿真软件,设计了用于移动通讯频段的高温超导滤波器,并对几个重要参数进行了实验测试和分析。本文对面向无线通信用高温超导窄带选择性滤波器做了研究。采用ADS软件设计了一个5阶窄带选择性高温超导滤波器,并对该滤波器进行了加工、封装和测试。本文工作对研制无线通信用窄带选择性高温超导滤波器的贡献:(1)分析了有效利用薄膜面积的窄带选择性高温超导滤波器的拓扑结构和谐振结构的特点。(2)采用全波分析技术结合测试结果与设计结果的偏差,分析了影响超导滤波器性能的多个因素,并提出了准确设计高温超导滤波器时的技术方案。(3)在高温超导滤波器的制作过程中,研究了超导电路与外接电路的连接和超导滤波器的焊接和封装。从设计到封装,以至滤波器的性能测试都取得了满意的实验结果,为进一步开发制作更高性能的移动通讯用高温超导滤波器打下了基础。

论文目录

• 摘要
• Summary
• 第一章 前言
• 1.1 简介
• 1.2 高温超导滤波器的优点和在移动通信中的应用
• 1.3 超导滤波器的应用和要解决的问题
• 1.4 国内外研究动态
• 1.5 本文的工作
• 第二章 高温超导滤波器的原理
• 2.1 微带线理论
• 2.2 微波网络基础
• 2.3 影响滤波器响应曲线的参数
• 2.4 滤波器的一般设计方法
• 2.4.1 最平坦响应低通原型滤波器
• 2.4.2 切比雪夫响应低通原型滤波器
• 2.4.3 椭圆函数响应低通原型滤波器
• 2.4.4 低通原型滤波器的设计
• 2.4.5 带通滤波器的频率变换
• 第三章 图形设计软件的应用
• 3.1 概述
• 3.2 应用ADS软件的设计
• 3.3 影响滤波器损耗曲线的参数
• 3.4 带内损耗
• 第四章 高温超导滤波器的研究
• 4.1 高温超导滤波器的制作材料及物理性能测试
• 4.1.1 所用材料介绍
• 4.1.2 物理性能测试
• 4.2 高温超导滤波器制备工艺的研究
• 4.2.1 光刻原理及主要操作步骤
• 4.2.2 制备过程
• 4.3 高温超导体微波电路与常规导体电路的研究
• 第五章 高温超导滤波器的封装
• 5.1 引言
• 5.2 相互连接
• 5.3 高温超导滤波器端口的焊接与器件的封装
• 5.3.1 高温超导滤波器屏蔽盒的设计
• 5.3.2 接头和端口的处理
• 5.3.3 超导滤波器的密封
• 第六章 高温超导滤波器的实验研究
• 6.1 图形设计
• 6.2 实验过程
• 6.3 实验结果
• 第七章 结论
• 7.1 结论
• 7.2 下一步工作
• 致谢
• 参考文献
• 附录