基于可變形高溫超導(dǎo)材料的腔體諧振器及濾波器制造技術(shù)

本實用新型專利技術(shù)的一種基于可變形高溫超導(dǎo)材料的腔體諧振器，包括諧振器腔體，可變形高溫超導(dǎo)材料以完全覆蓋的方式貼附在所述諧振器腔體電路結(jié)構(gòu)表面并相互電連接以形成超導(dǎo)諧振腔。所述可變形高溫超導(dǎo)材料之間以導(dǎo)電膠粘接和/或焊接的形式實現(xiàn)電連接。有益效果：將可變形高溫超導(dǎo)材料引入現(xiàn)有的腔體濾波器/諧振器設(shè)計中，實現(xiàn)了腔體超導(dǎo)濾波器設(shè)計。利用可變形高溫超導(dǎo)帶材易于加工及不易破碎的特點，設(shè)計了可以調(diào)整諧振腔內(nèi)部尺寸的調(diào)諧結(jié)構(gòu)，給腔體超導(dǎo)諧振器/濾波器提供了新的調(diào)諧方式，降低了諧振器的設(shè)計難度，也降低了對諧振器加工的精度要求。設(shè)計電路時通過設(shè)置與目標(biāo)電路頻率的差值設(shè)計，同時解決了產(chǎn)品在調(diào)諧過后的使用穩(wěn)定性問題。

Cavity resonator and filter based on deformable high temperature superconducting material

The utility model is a deformable cavity resonator based on high temperature superconducting materials, including resonator cavity, deformable high temperature superconducting material to completely cover the way attached to the resonator circuit structure surface and electrically connected with each other to form a superconducting cavity. An electrical connection is performed between the deformed high temperature superconducting material in the form of conductive adhesive bonding and / or welding. The invention has the advantages that the high temperature superconducting material can be introduced into the existing cavity filter / resonator design, and the cavity superconducting filter design is realized. The deformation of HTS tapes and easy processing characteristics not easily broken, the design structure can adjust the internal size tunable resonant cavity, cavity to superconducting resonator / filter provides a new way of tuning, reduces the design difficulty of the resonator, also reduces the requirement of processing precision of resonator. The design of the circuit is designed by setting the difference between the frequency of the target circuit and the stability of the product after tuning.

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
基于可變形高溫超導(dǎo)材料的腔體諧振器及濾波器
本技術(shù)屬于超導(dǎo)元器件設(shè)計
，涉及高溫超導(dǎo)諧振元器件基于所述元器件的濾波器，特別涉及一種基于可變形可彎折高溫超導(dǎo)材料的微波腔體諧振器及濾波器。
技術(shù)介紹
高溫超導(dǎo)諧振器件因其良好的電路特性(如高Q值特性)被廣泛應(yīng)用于國防科技、航空航天以及衛(wèi)星通信等前沿領(lǐng)域，作為電路元件的基礎(chǔ)單元。隨著通信產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，各種通信標(biāo)準(zhǔn)同時存在使得頻率資源越來越緊張，對于無線通信系統(tǒng)的前端接收設(shè)備的要求也越來越高。具體表現(xiàn)是高效的頻譜利用率問題，即對具有高選擇性、小體積、低成本、設(shè)計靈活的射頻濾波器有著迫切需求。高溫超導(dǎo)技術(shù)目前發(fā)展已經(jīng)較為成熟，利用高溫超導(dǎo)材料設(shè)計的濾波器具有插損小，帶邊陡峭，矩形系數(shù)高的特點，因此已在通信領(lǐng)域被廣泛使用。但是，目前普遍使用在微波波段的超導(dǎo)材料為基于單晶襯底的超導(dǎo)薄膜材料，此類材料具有幾乎不可變形、加工時容易破碎的不足，通常被用來制作平面型諧振器/濾波器。而作為微波諧振器領(lǐng)域另一常見的元器件-腔體諧振器/濾波器，卻難以通過此類基于單晶襯底的超導(dǎo)材料來實現(xiàn)。本申請人曾做過將基于單晶襯底的超導(dǎo)薄膜材料應(yīng)用到腔體諧振器/濾波器的嘗試，從電路性能參數(shù)來看，確實帶來了很大的突破，但是由于此類超導(dǎo)材料的易碎性，加工難度較大，制作的腔體濾波器由于易碎性的影響，可調(diào)整的參數(shù)也非常有限。。可變形高溫超導(dǎo)材料(如可彎折的鎳基二代高溫超導(dǎo)帶材)在近年來技術(shù)取得了快速發(fā)展，目前已能夠在電力傳輸中被商業(yè)化使用，并可提高電流傳輸容量5至10倍，能耗降低三分之二。此類材料的特點是可隨意彎折，可加工性強(qiáng)。相對于電力傳輸?shù)牡皖l領(lǐng)域，將二代超導(dǎo)帶材應(yīng)用到射頻、微波及更高頻率領(lǐng)域仍然未見嘗試或報道。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本技術(shù)的目的是為了解決現(xiàn)有的超導(dǎo)腔體濾波器加工制造難度大，調(diào)諧參數(shù)有限等不足，提出了一種利用可彎折高溫超導(dǎo)材料制作的微波腔體諧振器及其構(gòu)成的濾波器。本技術(shù)的技術(shù)方案為：基于可變形高溫超導(dǎo)材料的腔體諧振器，其特征在于，包括諧振器腔體，可變形高溫超導(dǎo)材料以完全覆蓋的方式貼附在所述諧振器腔體電路結(jié)構(gòu)表面并相互電連接以形成超導(dǎo)諧振腔。優(yōu)選方案，所述可變形高溫超導(dǎo)材料之間以導(dǎo)電膠粘接和/或焊接的形式實現(xiàn)電連接。優(yōu)選方案，所述可變形高溫超導(dǎo)材料為二代高溫超導(dǎo)帶材。優(yōu)選方案，所述諧振器腔體為導(dǎo)體，所述可變形高溫超導(dǎo)材料通過導(dǎo)電膠粘接在諧振器腔體相應(yīng)表面。優(yōu)選方案，諧振器腔體設(shè)置有調(diào)諧結(jié)構(gòu)部，用于向諧振器腔體內(nèi)部插入調(diào)諧結(jié)構(gòu)。優(yōu)選方案，所述調(diào)諧結(jié)構(gòu)部包括調(diào)諧桿和連接部，所述調(diào)諧桿可相對于諧振器腔體并指向腔體內(nèi)部做伸縮調(diào)節(jié)，所述連接部用于連接調(diào)諧桿的一端部和調(diào)諧桿對應(yīng)位置的可變形高溫超導(dǎo)材料，用于將調(diào)諧桿執(zhí)行調(diào)節(jié)時產(chǎn)生的應(yīng)力傳遞至可變形高溫超導(dǎo)材料，并引起所述可變形高溫超導(dǎo)材料的相應(yīng)形變。優(yōu)選方案，諧振器腔體設(shè)置調(diào)諧結(jié)構(gòu)部的表面粘接可變形高溫超導(dǎo)材料時，導(dǎo)電膠涂覆于以調(diào)諧桿為中心的外邊緣，以使調(diào)諧桿周圍一定面域S內(nèi)無導(dǎo)電膠固定。優(yōu)選方案，所述面域S的面積不小于諧振器設(shè)置調(diào)諧桿的內(nèi)表面面積S1的1/2。優(yōu)選方案，面域S和內(nèi)表面面積S1滿足如下要求，0.5S1≤S≤0.9S1。優(yōu)選方案，所述調(diào)諧結(jié)構(gòu)部包括凹槽，用于實現(xiàn)，所述調(diào)諧桿往腔體外部調(diào)節(jié)時，可通過連接部帶動可變形高溫超導(dǎo)材料向腔外凸起，以增加腔體內(nèi)部空間體積。優(yōu)選方案，腔體內(nèi)部空間體積通過調(diào)諧桿調(diào)節(jié)可實現(xiàn)的最大體積V1、最小體積V2和自由狀態(tài)體積V0之間的關(guān)系滿足：V2＝n1V0，V1＝n2V0；其中，0.2≤n1≤1，1≤n2≤5。優(yōu)選方案，0.2≤n1≤0.5，2≤n2≤5。基于可變形高溫超導(dǎo)材料的腔體濾波器，其特征在于，所述濾波器由上述腔體諧振器中的一種或多種耦合形成。本技術(shù)的有益效果：本技術(shù)將可變形高溫超導(dǎo)材料引入現(xiàn)有的腔體濾波器/諧振器設(shè)計中，實現(xiàn)了腔體超導(dǎo)濾波器設(shè)計。同時，利用可變形高溫超導(dǎo)帶材易于加工及不易破碎的特點，設(shè)計了可以調(diào)整諧振腔內(nèi)部尺寸的調(diào)諧結(jié)構(gòu)和調(diào)諧方法，給腔體超導(dǎo)諧振器/濾波器提供了更豐富且更有效的調(diào)諧方式，降低了諧振器的設(shè)計難度，也降低了對諧振器加工的精度要求。設(shè)計電路時通過設(shè)置與目標(biāo)電路頻率的差值設(shè)計，同時解決了產(chǎn)品在調(diào)諧過后的使用穩(wěn)定性問題。附圖說明：圖1為本技術(shù)的基于可變形高溫超導(dǎo)材料的腔體諧振器實施例：圓柱形腔體諧振器結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1所示圓柱形腔體諧振器的剖視圖；圖3為本技術(shù)的基于可變形高溫超導(dǎo)材料的腔體諧振器實施例：異形腔體諧振器結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為本技術(shù)的基于可變形高溫超導(dǎo)材料的腔體諧振器實施例：同軸腔體諧振器結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本技術(shù)的基于可變形高溫超導(dǎo)材料的腔體諧振器實施例：帶調(diào)諧腔體諧振器結(jié)構(gòu)示意圖。具體實施方式本技術(shù)的實施例是依據(jù)本技術(shù)的原理而設(shè)計，下面結(jié)合附圖和以下具體實施例對本技術(shù)作進(jìn)一步的闡述。實施例1：如圖1及圖2所示，本實施例的可變形高溫超導(dǎo)材料微波腔體諧振器為常規(guī)腔體諧振器中的圓柱形腔體諧振器，包括諧振器腔體11，可變形高溫超導(dǎo)材料12以完全覆蓋的方式貼附在所述諧振器腔體電路結(jié)構(gòu)表面并相互電連接以形成超導(dǎo)諧振腔。實施例2：如圖3所示，本實施例的可變形高溫超導(dǎo)材料微波腔體諧振器為異形腔體結(jié)構(gòu)的諧振器，包括諧振器腔體21，可變形高溫超導(dǎo)材料22以完全覆蓋的方式貼附在所述諧振器腔體電路結(jié)構(gòu)表面并相互電連接以形成超導(dǎo)諧振腔。其中，在諧振器腔體22的主體上具有異形結(jié)構(gòu)部23。異形結(jié)構(gòu)部的設(shè)計方式已經(jīng)在傳統(tǒng)的腔體濾波器中得到驗證，一方面可以根據(jù)安裝環(huán)境等客觀因素確定合適的異形結(jié)構(gòu)，增加實用性；另一方面，異形結(jié)構(gòu)也帶來了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)難以實現(xiàn)的諧振方式和電路特性，具有重要價值。但是由于傳統(tǒng)超導(dǎo)工藝及材料的限制，異形結(jié)構(gòu)的諧振器難以在低成本的前提下引入超導(dǎo)電路。本實施例結(jié)合采用的可變形超導(dǎo)材料的獨(dú)特性能，將異形腔體諧振器與超導(dǎo)相結(jié)合，形成了異形腔體超導(dǎo)諧振器。實施例3：如圖4所示，本實施例的可變形高溫超導(dǎo)材料微波腔體諧振器為常規(guī)腔體諧振器中的圓柱形同軸腔體諧振器，包括諧振器腔體31，可變形高溫超導(dǎo)材料32以完全覆蓋的方式貼附在所述諧振器腔體電路結(jié)構(gòu)表面并相互電連接以形成超導(dǎo)諧振腔。在以上實施例中，由于高頻的微波具有趨膚效應(yīng)，當(dāng)電路通路中具有超導(dǎo)通路時，幾乎所有的電流會通過超導(dǎo)通路流過。因此，諧振器腔體主要用于提供超導(dǎo)材料形成電路時的標(biāo)準(zhǔn)電路尺寸，主要起到力學(xué)支撐及保護(hù)作用，同時還兼具包括提供調(diào)諧結(jié)構(gòu)設(shè)計在內(nèi)的其他作用。所述可變形高溫超導(dǎo)材料之間優(yōu)選以導(dǎo)電膠粘接和/或焊接的形式實現(xiàn)電連接。所述可變形高溫超導(dǎo)材料為可彎折加工的高溫超導(dǎo)材料，比如二代高溫超導(dǎo)帶材。優(yōu)選實施例方案，所述諧振器腔體11(21或31)為導(dǎo)體，可變形高溫超導(dǎo)材料可通過導(dǎo)電膠粘接在諧振器腔體相應(yīng)表面。采用導(dǎo)體作為腔體材質(zhì)，可以在一定程度上提高電路的性能，具體表現(xiàn)在可輔助解決相互分離的超導(dǎo)電路片之間的連續(xù)到點問題，提高其導(dǎo)電的可靠性。優(yōu)選實施例：如圖5所示，諧振器腔體設(shè)置有調(diào)諧結(jié)構(gòu)部，用于向諧振器腔體內(nèi)部插入調(diào)諧結(jié)構(gòu)，比如調(diào)諧螺釘。在本實施例中，調(diào)諧結(jié)構(gòu)部具體包括設(shè)置在諧振器腔體41上的腔體內(nèi)部的圓弧凹槽42，設(shè)置在腔體圓弧凹槽42上的調(diào)諧螺釘44連接到超導(dǎo)片43上本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】
基于可變形高溫超導(dǎo)材料的腔體諧振器，其特征在于，包括諧振器腔體，可變形高溫超導(dǎo)材料以完全覆蓋的方式貼附在所述諧振器腔體電路結(jié)構(gòu)表面并相互電連接以形成超導(dǎo)諧振腔。

【技術(shù)特征摘要】
1.基于可變形高溫超導(dǎo)材料的腔體諧振器，其特征在于，包括諧振器腔體，可變形高溫超導(dǎo)材料以完全覆蓋的方式貼附在所述諧振器腔體電路結(jié)構(gòu)表面并相互電連接以形成超導(dǎo)諧振腔。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于可變形高溫超導(dǎo)材料的腔體諧振器，其特征在于，所述可變形高溫超導(dǎo)材料之間以導(dǎo)電膠粘接和/或焊接的形式實現(xiàn)電連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于可變形高溫超導(dǎo)材料的腔體諧振器，其特征在于，所述可變形高溫超導(dǎo)材料為二代高溫超導(dǎo)帶材。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于可變形高溫超導(dǎo)材料的腔體諧振器，其特征在于，所述諧振器腔體為導(dǎo)體，所述可變形高溫超導(dǎo)材料通過導(dǎo)電膠粘接在諧振器腔體相應(yīng)表面。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于可變形高溫超導(dǎo)材料的腔體諧振器，其特征在于，諧振器腔體設(shè)置有調(diào)諧結(jié)構(gòu)部，用于向諧振器腔體內(nèi)部插入調(diào)諧結(jié)構(gòu)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于可變形高溫超導(dǎo)材料的腔體諧振器，其特征在于，所述調(diào)諧結(jié)構(gòu)部包括調(diào)諧桿和連...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：羊愷，
申請(專利權(quán))人：電子科技大學(xué)，
類型：新型
國別省市：四川,51