适用于集群通信的高温超导滤波器设计与制造

来源 :天津理工大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:zhshgu1983
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随着高温超导技术的发展愈来愈成熟,许多行业开始将高温超导技术运用在其中,并且超导产品相比之前的性能有了极大的提升,尤其是在电子信息和通讯领域。超导材料近乎为零的表面电阻,而其做成的滤波器具有插入损耗低、带边陡度高、带外抑制好的特点,对所需信号具有更高的选择性从而减少来自相邻信道信号的干扰,高温超导滤波器可以有效降低系统噪声系数,提高检测弱信号的能力。而且超导滤波器可以在不牺牲插入损耗的情况下,增加滤波器的阶数,从而有效的增加带边陡度,使滤波器的频率响应曲线更加接近理想的矩形,应用于通信基站的接收机前端,使基站设备的抗干扰能力有了进一步的提升。其中集群通信系统是极其专业的移动通信系统,是当今专用移动通信发展方向,国内公共通信设施离不开集群通信的建设,其中包括公安集群系统和铁路集群系统,而集群通信作为通信系统其中的一个种类,必然会存在其他通信系统都会存在的问题,譬如覆盖盲区问题、语音质量不佳问题、掉话问题等等。高温超导材料制作而成的滤波器可以很容易将滤波器的频带做的很窄,并且在频段很低的情况下将接收端的体积小型化,可以有效改善掉话,覆盖范围不佳以及无法检测微弱信号等问题,从而很大程度上提高集群通信系统的工作效率。本文依据集群通信系统对射频前端接收滤波器的技术要求,采用超导薄膜材料开发适用于集群通信系统的高温超导滤波器。综合考虑滤波器工作频段和要求参数来确定滤波器的类型,并且给出了超导滤波器的设计理论模型、采用滤波器综合技术获得理论响应曲线,提取出耦合矩阵参数。此外还采用协同仿真技术设计了滤波器的物理电路结构,并通过曝光、显影、蚀刻、切割等平面精细加工技术制作了超导滤波器芯片,同时对滤波器进行组装,低温测试,得到滤波器的实际频率响应曲线。文章主要采用了两种基底材料氧化镁(MgO),铝酸镧(LaAlO3)作为对比进行设计滤波器的微带电路,采用SONNET软件进行仿真,随后对两种滤波器进行实际的测试,进而对比两种滤波器的性能随后进行分析,比较不同基底之间滤波器的性能差异以及差异的原因,最后两种材料制成的滤波器的中心频率均为353.5MHz,插入损耗不高于0.1dB,回波损耗高于18dB,带外抑制高于80dB,滤波器实际测试结果达到预期,设计结果符合集群通信系统的技术要求。
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