[发明专利]一种铁磁性粉末低通滤波器及封装方法

说明书

本发明公开一种铁磁性粉末低通滤波器及封装方法，涉及滤波器技术领域，铁磁性粉末低通滤波器包括上下两端开口的壳体、绝缘棒、导线线圈和两个封装接头，导线线圈螺旋缠绕于绝缘棒上，且导线线圈的两端分别凸出于绝缘棒的上表面和下表面，导线线圈包括相连接的第一缠绕段和第二缠绕段，第一缠绕段和第二缠绕段的缠绕方向相反，绝缘棒和导线线圈均设置于壳体内部，且绝缘棒设置于壳体中部，壳体的两端分别安装有一个封装接头，导线线圈的两端分别与两个封装接头固定连接，壳体内填充有铁磁性粉末。本发明提供的铁磁性粉末低通滤波器及封装方法，在提升滤波器性能的同时缩减滤波器的尺寸，降低制冷成本，减小对超导器件的测量干扰。

技术领域

本发明涉及滤波器技术领域，特别是涉及一种铁磁性粉末低通滤波器及封装方法。

背景技术

对于超导量子实验的微弱信号实验中的直流信号，需要有效地滤除高频噪声。在提供低温环境的稀释制冷机内部，空间十分狭小，因此在测量时要求所使用的低通滤波器除了应该具有截止频率低，通带外高频信号抑制好的特点之外，还应具有体积小，在低温条件下工作性能出色的特点。

据此，Martinis等人最初报道了铜粉末滤波器，其主要原理是利用高频电磁波在导体内的趋肤效应，使电磁波经过一个充满金属粉末的腔体，从而使高频电磁波在经过金属粉末表面时被剧烈地衰减，与此同时直流信号的衰减很小，由此形成低通滤波的效果。其制作工艺简要叙述如下：在一个长方体或圆柱体的金属腔体内用导线沿一个固定方向缠绕成线圈之后，在腔体内填充满铜粉末或者铜粉末与环氧树脂的一定比例混合物，再在腔体两边安装相匹配的转接头，最后封装成完整的铜粉滤波器。

现有的金属粉末滤波器因其主要衰减有效成分是铜粉末，而铜的磁导率不够高，因此使用铜粉末的金属粉末滤波器的截止频率不够低，频域上通带边带不够陡峭。故若要达到更低的截止频率和频域上更好的矩形系数，就需要增加导线的长度和铜粉末的质量或者体积，进而导致铜粉末滤波器尺寸的增加，这与稀释制冷机内狭小的空间相矛盾，增加了制冷成本。除此之外，现有技术在绕制金属粉末滤波器腔体内的导线线圈时多采用单一方向的绕制方式，这种绕制方式会在滤波器工作时对周围环境激发磁场，从而对超导器件的测量产生干扰。

发明内容

为解决以上技术问题，本发明提供一种铁磁性粉末低通滤波器及封装方法，在提升滤波器性能的同时缩减滤波器的尺寸，降低制冷成本，减小对超导器件的测量干扰。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种铁磁性粉末低通滤波器，包括上下两端开口的壳体、绝缘棒、导线线圈和两个封装接头，所述导线线圈螺旋缠绕于所述绝缘棒上，且所述导线线圈的两端分别凸出于所述绝缘棒的上表面和下表面，所述导线线圈包括相连接的第一缠绕段和第二缠绕段，所述第一缠绕段和所述第二缠绕段的缠绕方向相反，所述绝缘棒和所述导线线圈均设置于所述壳体内部，且所述绝缘棒设置于所述壳体中部，所述壳体的两端分别安装有一个所述封装接头，所述导线线圈的两端分别与两个所述封装接头固定连接，所述壳体内填充有铁磁性粉末。

优选地，所述绝缘棒外壁设置有绝缘双面胶，所述导线线圈固定于所述绝缘双面胶上。

优选地，还包括多个螺丝，所述壳体的上端和下端分别设置有四个螺纹孔，所述螺丝与所述螺纹孔一一对应，通过所述螺丝将所述封装接头固定于所述壳体上。

优选地，所述封装接头为SMA-KFD接头。

优选地，所述壳体为中空的长方体结构，所述绝缘棒的轴心线与所述壳体的轴心线共线。

优选地，所述壳体为不锈钢壳体，所述壳体的高度为54mm，所述壳体的长度和宽度均为14mm，所述壳体外壁四个拐角处的圆角半径为1mm。

优选地，所述绝缘棒为绝缘木棒，所述绝缘木棒为直径5mm、长度42mm的圆柱体，所述导线线圈为漆包铜线，所述漆包铜线的长度为1.5m，所述漆包铜线的直径为0.22mm。