365MHz高温超导带阻滤波器的研制

的仿真数据与理论值一致，从而确定第一个谐振器与传输线耦合位置。依次完成各个谐振器与传输线的耦合设计。

最后，搭建出8阶高温超导带阻滤波器的整体物理电路，并进行电路的电磁场全波模拟仿真。由于非预期寄生效应的客观存在，滤波器的仿真结果会与理论结果存在一定的差距，还需要对滤波器的整体物理电路进行细微调节，最终实现滤波器的物理设计，得到理想的模拟仿真结果。滤波器结构示意图如图5所示，滤波器的性能仿真结果如图6所示。

图5、8阶高温超导带阻滤波器电路结构示意图

图6、8阶高温超导带阻滤波器最终仿真曲线

4、滤波器的制作与测试

将以上设计完成的滤波器电路制作到厚度为0.5mm的2英寸LaAlO₃为衬底的双面DyBCO高温超导薄膜上。高温超导薄膜材料的制备采用的是多源热共蒸技术，微带电路的加工采用半导体平面精细加工工艺技术，经过曝光、显影、离子束刻蚀、切割等过程，得到超导带阻滤波器电路芯片，超导芯片最后封装到铜质屏蔽盒中，标准SMA接头作为输入输出端口，输入输出匹配阻抗均为50Ω。封装完成后，采用Agilent公司的8753ES网络分析仪对高温超导带阻滤波器性能进行测试。工作温度设定为75K，测试结果如图7所示，其中图7(a)为滤波器阻带特性，图7(b)为滤波器的宽频域特性。横坐标为频率(MHz)，纵坐标为幅度(dB)，两图中传输特性S21的0dB参考线在最上方第一条横格线，反射特性S11的0dB参考线在中间的第六条横格线。由滤波器测试曲线可以看出，滤波器的阻带中心频率为365MHz，阻带宽度为9.2MHz，阻带抑制最高达到80dB，滤波器通带的回波损耗优于20dB，通带插入损耗小于0.1dB，实际测试结果与设计结果吻合度很高，取得了非常理想的结果。

(a)阻带特性、(b)宽频域特性

图7、8阶高温超导带阻滤波器测试结果

5、结论

本文设计了一款新型的8阶高温超导带阻滤波器，用于滤除无线通信中的强干扰信号，提高系统的信号接收灵敏度和抗干扰能力。并制作出了滤波器实物，经低温测试，带阻滤波器的性能比较理想。表明采用双螺旋结构谐振器和折线结构传输线设计的带阻滤波器不但具有紧凑的物理结构，而且性能指标与设计结果具有很好的吻合性。

参考文献：

[1] JI LaiYun, MA Jie, SUN Jun, et al.,"Design and performance of dual-band high temperature superconducting filter," Science China,Information sciences,vol.55,no.4,pp.956~961.Apr.2012.
[2] J. Guo, L. Sun, S.Y. Zhou, Y.B. B, J.Wang, B. Cui, et al."A 12-pole K-band wideband high-temperature superconducting microstrip filter," IEEE Trans Appl Supercond, vol.22, no.2, Apr. 2012.
[3] 季来运，高文斌，何立娟等，六阶极窄带宽高温超导滤波器的研制, 中国科学(信息科学), 第43卷第8期，1058-1064，2013年8月。
[4] 王丹，魏斌，曹必松等，宽阻带抑制的高温超导带通滤波器设计，低温与超导，41卷第3期，21~24，2013年3月。
[5] G. L. Matthaei, L. Young, and E. M. T. Jones, Microwave filters Impetance-matching Network and Coupling Structure ,  Artech House, Inc., 1980.
[6] E.R.Soares, "Design  and  construction of High performance HTS pseudo-elliptic band-stop filter",1999 IEEE MTT-S Int. Microwave Symp. Dig., pp. 1555-1558, June,1999.

本文刊登于MWRF旗下《微波射频技术》杂志 2016微波技术专刊，未经允许谢绝转载。