带有高温超导块材的低损耗微波腔体滤波器制造技术

一种带有高温超导块材的低损耗微波腔体滤波器，其包括常导金属形成的外壳，以及由单畴高温超导块材加工成的内部部件。以及该微波腔体滤波器的制造方法。本实用新型专利技术利用高温超导块材在转变温度下的优良微波性能，替代原有常导金属制备的微波腔体滤波器中谐振杆部分，从而使滤波器具有滤波器通带插损小、阻带带边陡峭、带外抑制好，相位延时和色散特性好等优点。高温超导块材具有一定的体积，能够承受比高温超导薄膜更高的功率信号，具有大功率容量的优良性能。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及ー种在低温工作的低损耗微波腔体滤波器，具体涉及带有超导块材谐振杆的低损耗微波腔体滤波器。
技术介绍
在临界条件下，同常导金属相比，钇钡铜氧(YBCO)等高温超导材料具有更低的射频和微波电阻，通常可比常导金属低2-3个数量级。因而由高温超导材料制备的滤波器具有插入损耗低、带边陡峭、带外抑制好等优点。以YBCO薄膜为例，由大尺寸YBCO薄膜制备的高温超导滤波器，已经应用在移动基站的接收系统前端，极大地改善了通信质量和信道容量水平。限于高温超导薄膜的性质和高温超导薄膜滤波器的结构形式，其可以承受的微波 功率为毫瓦至几十毫瓦级。如能将高温超导材料应用于如腔体形式的微波滤波器中，则可以实现高温超导材料在较高功率的滤波器中的应用。特别是高温超导块材具有一定的体积，可以提高承载微波功率的能力，可以利用高温超导块材加工性使之能够应用到较高功率的腔体滤波器中。已有报道利用单畴高温超导块材应用到高Q值的微波谐振腔，采用ー个端面用高温超导块材替代无氧铜的方法，50K时可提高原铜谐振腔的Q值5倍以上强激光与粒子束，Vol. 16,No. I, Jan.，2004]。但由于高温超导块材是ー种陶瓷结构，具有強烈的脆性，因而在对复杂形状进行加工时成品率极低。同时高温超导块材的制备最大尺度为小于Φ < 100mm,直接利用高温超导块材制备全超导微波滤波器的可行性受到限制。
技术实现思路
针对现有技术的上述问题，本技术采用超导部件替代滤波器中部分简单结构的常导金属部件，在保证高温超导块材加工性能的前提下，可以改善腔体形微波滤波器的微波特性，提高其带外抑制、微波损耗、通讯质量。为实现上述目的，本技术包括如下技术方案—种带有高温超导块材的低损耗微波腔体滤波器，其包括常导金属形成的外売，以及由单畴高温超导块材加工成的内部部件。如上所述的微波腔体滤波器，其中，该微波腔体滤波器为近微波和L、S、C、X和Ku等波段工作的腔体滤波器。如上所述的微波腔体滤波器，其中，该低损耗微波腔体滤波器为梳状线滤波器。如上所述的微波腔体滤波器，其中，该由单畴高温超导块材加工成的内部部件为谐振杆。如上所述的微波腔体滤波器，其中，该高温超导块材为能够工作在77K以下温度条件下的单畴高温超导块材。如上所述的微波腔体滤波器，其中，该高温超导块材为稀土钡铜氧。如上所述的微波腔体滤波器，其中，该单畴高温超导块材为熔融织构方法制备出的大尺寸单畴超导块材，通过机械加工方式获得。如上所述的微波腔体滤波器，其中，该谐振杆的形状为圆柱形或长方体形。如上所述的微波腔体滤波器，其中，该的常导金属为Fe、Cu或Ag。本技术的有益效果在干本技术的微波腔体滤波器在具有可加工性的充分条件下，利用高温超导块材在转变温度下的优良微波性能，替代原有常导金属制备的微波腔体滤波器中谐振杆部分，从而使滤波器具有滤波器通带插损小、阻带带边陡峭、带外抑制好，相位延时和色散特性好等优点。高温超导块材具有一定的体积，能够承受比高温超导薄膜更高的功率信号，具有大功率容量的优良性能。附图说明图I是加装高温超导块材之前的梳状线滤波器结构示意图。图2是实施例I所述的带有高温超导块材的低损耗微波腔体滤波器。具体实施方式下面将结合附图和具体实施例子对本技术作进ー步说明。实施例I带有高温超导块材的低损耗微波腔体滤波器如图2所示，本技术的一种优选技术方案中，带有高温超导块材的低损耗微波腔体滤波器包括常导金属形成的外壳1，以及由单畴高温超导块材加工成的谐振杆2。如图I所示，该谐振杆2嵌插在外壳I底部的预留槽3中，使用导电胶体粘结谐振杆底面与预留槽底面。实施例2制作带有高温超导块材的低损耗微波腔体滤波器(一)采用常规金属加工技术，制备微波腔体滤波器的腔体和两个侧盖。其中腔体部分按照标准微波腔体滤波器的尺寸进行加工，但去除长方体谐振杆部分，并且在腔体中留出深O. 2_、与梳齿截面尺寸相同的槽体，预备安放高温超导块材谐振杆部件。如图I。本实例中的常导金属为Cu。采用熔融织构方法，利用Ba211相籽晶，进行YBCO单畴高温超导块材制备，其整体块材尺寸为Φ 50 X 30mm。对高温超导块材进行切割，其切割长度方向按照标准abc向进行，以防止在其他方向进行加工时出现容易开裂等现象。切割加工尺寸按照微波腔体滤波器标准谐振杆矩形截面+0. 05mm公差进行。对切割后的矩形YBCO单畴长方体块材进行表面打磨加工，使之截面尺寸与预留槽相同，典型尺寸为4mmX4mmX 14mm(长*宽*高)，并具有-O. 05mm的公差水平。将长方体YBCO块材底面涂覆导电胶体，放置到预留槽中进行固定，形成带有高温超导块材的标准滤波器腔体。将两个腔体滤波器的侧盖与腔体通过螺钉进行固定，形成常导/高温超导块材微波腔体滤波器。实施例3制作带有高温超导块材的低损耗微波腔体滤波器(ニ)采用常规金属加工技术，制备微波腔体滤波器的腔体和两个侧盖。其中腔体部分按照标准微波腔体滤波器的尺寸进行加工，但去除长方体谐振杆部分，并且在腔体中留出深O. 2_、与谐振杆截面尺寸相同的槽体，预备安放高温超导块材梳齿部件。如图I。本实例中的常导金属为不锈钢。采用熔融织构方法，利用NdBCO籽晶，进行GdBCO单畴高温超导块材制备，其整体块材尺寸为Φ 30 X 30mm高。 对高温超导块材进行切割，其切割方向按照标准abc向进行，以防止在其他方向进行加工时出现容易开裂等现象。切割加工尺寸按照微波腔体滤波器标准谐振杆矩形截面+0. Imm公差进行。对切割后的矩形GdBCO单畴长方体块材进行表面打磨加工，使之截面尺寸与预留槽相同，典型尺寸为4mmX4mmX 14mm,并具有-O. 05的公差水平。将长方体GdBCO块材底面涂覆导电胶体，放置到预留槽中进行固定，形成带有高温超导块材的标准滤波器腔体。将两个腔体滤波器的侧盖与腔体通过螺钉进行固定，形成常导/高温超导块材微波腔体滤波器。实施例4制作带有高温超导块材的低损耗微波腔体滤波器(三)采用常规金属加工技术，制备微波腔体滤波器的腔体和两个侧盖。其中腔体部分按照标准微波腔体滤波器的尺寸进行加工，但去除长方体谐振杆部分，并且在腔体中留出深O. 2_、与梳齿截面圆形尺寸相同的槽体，预备安放高温超导块材谐振杆。如图I。本实例中的常导金属为Ag。采用熔融织构方法，利用NdBCO籽晶，进行GdBCO单畴高温超导块材制备，其整体块材尺寸为Φ 50 X 30mm高。对高温超导块材进行切割，其切割方向按照标准abc向进行，以防止在其他方向进行加工时出现容易开裂等现象。切割加工尺寸按照微波腔体滤波器标准谐振杆圆形截面+0. Imm公差进行。对切割后的矩形GdBCO单畴长方体块材进行表面打磨加工，使之截面尺寸与预留槽相同，并具有-O. 05的公差水平。将长方体GdBCO块材底面涂覆导电胶体，放置到预留槽中进行固定，形成带有高温超导块材的标准滤波器腔体。将两个腔体滤波器的侧盖与腔体通过螺钉进行固定，形成常导/高温超导块材微波腔体滤波器。权利要求1.一种带有高温超导块材的低损耗微波腔体滤波器，其特征在于，所述的微波腔体滤波器包括常导金属形成的外壳，以及由单畴高温超导块材加工成的内部部件。2.如权利要求I所述的微波腔体滤波器，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李弢，焦玉磊，郑明辉，
申请(专利权)人：北京有色金属研究总院，
类型：实用新型
国别省市：