[发明专利]一种可调谐超导滤波器及其制作方法、金属屏蔽盒

说明书

技术领域

本发明涉及射频或微波工程技术领域，特别是涉及一种适用于窄带高可调性滤波器的要求的可调谐超导滤波器及其制作方法、金属屏蔽盒。

背景技术

可调谐滤波器可用于个人通信系统，跳频接收机，卫星通信，雷达系统等，在微波系统中起着越来越重要的作用。目前，可调谐滤波器主要有机械调谐滤波器、磁调谐滤波器、电调谐滤波器等几种。机械调谐滤波器可以手动调谐或用电机驱动，它有着很高的功率承受能力，但是受制于很慢的调谐速度和笨重的体积。磁调谐滤波器主要是钇铁石榴石(Yttrium-Iron-Garnet，YIG)滤波器，这是目前最常用的可调微波滤波器，有很大的可调范围和很高的选择性。但是，YIG滤波器也有着调谐速度慢，结构复杂，价格高等缺点。

变容二极管调谐滤波器是一种主要的电调谐滤波器。它利用变容二极管和微带线组成谐振器，通过直流偏压改变变容二极管的电容，从而改变谐振器和滤波器的频率。它的结构简单，调谐速度快，也有着比较大的调谐范围。目前，变容二极管调谐滤波器主要是在微波电路板上制作铜微带谐振器然后焊接变容二极管制成的。因为铜微带线本身就有一定的微波损耗，加上变容二极管的电阻，因此，目前制作的电调谐滤波器带宽都比较大，而且有着比较高的插入损耗。

高温超导材料在微波工程领域使用的一种新型材料，其电阻特性会在某一临界温度之下消失，这一转变温度通常在液氮温度(77K)之上，目前研制的该种材料最高转变温度已达到125K以上。利用其在超导状态下，具有极低的微波表面电阻，可以制成极低损耗，极低带宽的滤波器，国内外已经进行了大量的研究。之前的研究主要集中在固定频率的超导滤波器上。现在，可调谐超导滤波器也有着越来越多的研究，但这种研究主要集中在铁电材料与超导材料的结合上。理论上，铁电材料有着较大的可调谐性能和比半导体材料更低的微波损耗，但是由于生长工艺和材料等的限制，目前，铁电材料和超导材料结合的可调滤波器调谐范围还是相对较小，也有着比较大的损耗，难以制成高可调范围，窄带宽，低损耗的微波可调谐滤波器。

发明内容

本发明的一目的在于提供一种可调谐超导滤波器及其制作方法、金属屏蔽盒，用于解决现有技术滤波器无法适用高可调范围，窄带宽，低损耗要求的问题。

为了实现上述目的，本发明提供一种可调谐超导滤波器，其特征在于，包括：多个超导微带谐振器、超导微带输入输出接头；

在所述超导微带谐振器上设置有用于调节所述可调谐超导滤波器的频率的半导体变容二极管，以及用于隔离所述半导体变容二极管的直流电压的固定电容；或设置有两个负极极性相对的用于调节所述可调谐超导滤波器的频率的半导体变容二级管；

所述超导微带输入输出接头与外部微波电路相连接。

所述的可调谐超导滤波器，其中，所述超导微带谐振器、所述超导微带输入输出接头利用高温超导微带线制作而成。

所述的可调谐超导滤波器，其中，所述超导微带谐振器为环形超导微带谐振器。

所述的可调谐超导滤波器，其中，所述半导体变容二极管、所述固定电容利用混合集成电路工艺或单片集成电路工艺设置于所述超导微带谐振器上。

所述的可调谐超导滤波器，其中，所述可调谐超导滤波器为带通，低通，高通或带阻形式的可调谐超导滤波器。

为了实现上述目的，本发明还提供一种金属屏蔽盒，其特征在于，封装有所述的可调谐超导滤波器，所述超导微带输入输出接头通过SMA接头与所述外部微波电路相连接。

为了实现上述目的，本发明还提供一种可调谐超导滤波器的制作方法，其特征在于，包括：

步骤一，制作超导微带谐振器、与外部微波电路连接的超导微带输入输出接头；

步骤二，在所述超导微带谐振器上设置用于调节所述可调谐超导滤波器的频率的半导体变容二极管、用于隔离所述半导体变容二极管的直流电压的固定电容；或在所述超导微带谐振器上设置有两个负极极性相对的用于调节所述可调谐超导滤波器的频率的半导体变容二级管。

所述的可调谐超导滤波器的制作方法，其中，所述步骤一中，进一步包括：

利用高温超导微带线制作所述超导微带谐振器、所述超导微带输入输出接头。

所述的可调谐超导滤波器的制作方法，其中，所述步骤二具体为：

利用混合集成电路工艺将所述半导体变容二极管、所述固定电容粘贴在所述超导微带谐振器上；或

利用单片集成电路工艺将所述半导体变容二极管、所述固定电容生长在高温超导薄膜的衬底上，并与所述超导微带谐振器相连接。