专利名称：贴片式高温超导电路层叠结构微带滤波器及其生产方法
技术领域：
本发明涉及一种适用于微波通讯的高温超导微带滤波器及其生产方法，特别是一种贴片式高温超导电路层叠结构微带滤波器及其生产方法。
背景技术：
长久以来，滤波器一直在电子信号的处理中起着极其重要的作用，它具有过滤使用频率的信号和抑制干扰信号的功用。随着微波无线通信的快速发展，对滤波器的电学性能提出了越来越高的要求。近年发展起来的高温超导滤波器技术很好的适应了这种需求，由于高温超导薄膜有很高的品质因子(Q值)，所以采用高温超导薄膜制成的微带型滤波器，具有极低的插入损耗及优异的频率选择特性(高通带边缘陡峭度)，使其特别适用于移动通讯基站的接收和发射系统上。移动通讯基站使用高温超导滤波器之后，可以增加基站的覆盖面积、降低杂讯的干扰，提高通话质量；并可降低手机的发射功率，大幅减少电磁波辐射对人脑的影响，达到绿色环保的要求。
目前使用高温超导薄膜制作的微波滤波器多为微带型的平面结构，其工作片结构一般有五层组成，包括滤波器的输入输出焊接点镀金层、超导电路层、介电层、底部超导层、底部镀金层。滤波器的整体组装结构是将滤波器工作片依底部的镀金层焊接于滤波器封装屏蔽盒腔体的底面上，将输入输出接头与滤波器焊接点焊接在一起，加盖滤波器封装屏蔽盒盒盖形成闭合的腔体，这样，滤波器工作片与盒盖之间为一段真空的距离。对于半波长谐振器式耦合滤波器，其电路基本构成一般为信号的输入微带、输出微带、多个产生谐振耦合的微带谐振器，谐振器的有效长度为中心频率的半波长，多极谐振器对相应频率电磁波的激励和耦合传输作用而最终达到对微波信号的过滤处理。在一般的电路设计中，谐振器的有效长度与介电层的有效介电常数的平方根成反比，因此，采用具有较大的介电常数的介电层，可以更容易实现滤波器的小型化。
发明内容
本发明的目的在于设计一种贴片式高温超导电路层叠结构微带滤波器，它采用双面的高温超导薄膜带制作滤波器的贴片式工作电路，可以改善滤波器的工作性能，提高功率负载能力。同时它可以提高滤波器工作片结构的有效介电常数，进而减小滤波器工作片的面积，更容易实现小型化，且采用本方案制作的滤波器整体结构更紧凑。
本发明的技术方案一种贴片式高温超导电路层叠结构微带滤波器，其特征在于它的工作片是由上介电片、下介电片以及贴片式双面高温超导电路三部分共同层叠组合而成。
上述所说的滤波器中之上介电片、下介电片为单面镀有超导材料和金的介电陶瓷材料片。
上述所说的滤波器中之贴片式双面高温超导电路由输入微带单元、输出微带单元和多个标准谐振器单元共同组合排列而成。
上述所说的滤波器中之贴片式双面高温超导电路之输入微带单元、输出微带单元根据需要可以设计成直接激励模式结构，也可以设计成耦合激励模式结构。
上述所说的滤波器中之贴片式双面高温超导电路之多个标准谐振器单元可以根据需要设计成矩形带状谐振器、发夹式谐振器以及紧凑发夹型谐振器结构。
上述所说的滤波器中之贴片式双面高温超导电路可以由镀有双面高温超导材料的双面高温超导薄膜带切割制作而成，也可以由超导材料衬底预制的电路单元外围蒸镀超导材料层制作而成。
一种上述所说的贴片式高温超导电路层叠结构微带滤波器的生产方法，其特征在于采用如下生产工艺步骤(1)采用传统的半导体工艺技术，在介电陶瓷材料片上镀单面的高温超导材料和金，并按所需尺寸切割成滤波器的上下介电片；(2)在双面高温超导薄膜带上制造切割出输入微带单元、输出微带单元和多个标准的谐振器单元；也可以在超导材料衬底上切割出各电路单元，然后在其外围蒸镀超导材料层制造出贴片式双面高温超导电路的各个单元；(3)将上下介电片分别依镀金层焊接于滤波器的封装屏蔽装置上下片上；(4)将输入微带单元、输出微带单元平行粘接于下介电片的介电层上，固定焊接滤波器的输入输出接头，并将所需个数的标准谐振器单元平行放置于下介电片的介电层上；(5)将焊接于滤波器封装屏蔽装置上片的上介电片依介电层叠放于滤波器超导电路上，并将滤波器的封装屏蔽装置上片和下片固定在一起；(6)配合即时测量系统，调整每个标准谐振器单元的位置，直至得到符合要求的滤波器频率响应特性；(7)最后将每个标准谐振器单元永久固定，得到最终的贴片式高温超导电路层叠结构滤波器。
本发明的优越性在于1、贴片式高温超导电路层叠结构微带滤波器可以改善滤波器的工作性能，提高功率负载能力；2、贴片式高温超导电路层叠结构微带滤波器可以提高滤波器的有效介电常数，更易于实现小型化，且滤波器的整体结构更紧凑；3、贴片式高温超导电路层叠结构可以配合即时测量系统，调测出具有优良特性的产品，灵活的调测方式可以提高产品成品率。
附图1-1为现有典型的微带滤波器工作片结构示意图。
附图2-1为常用的输入微带单元、输出微带单元的激励模式的平面结构示意图。
附图2-2为常用的谐振器单元的平面结构示意图。
附图3-1为本发明所涉一种贴片式高温超导电路层叠结构微带滤波器之上介电片的结构示意图。
附图3-2为本发明所涉一种贴片式高温超导电路层叠结构微带滤波器之下介电片的结构示意图。
附图4-1为本发明所涉一种贴片式高温超导电路层叠结构微带滤波器之贴片式双面高温超导电路之输入微带、标准谐振器单元、输出微带的结构示意图。
附图4-2为用来制作本发明所涉一种贴片式高温超导电路层叠结构微带滤波器之贴片式双面高温超导电路的双面高温超导薄膜带的侧面结构示意图。
附图4-3为本发明所涉一种贴片式高温超导电路层叠结构微带滤波器之另一种贴片式双面高温超导电路结构的标准谐振器单元立体剖面示意图。
附图5-1为本发明所涉一种贴片式高温超导电路层叠结构微带滤波器之上介电片焊接于封装屏蔽装置上片后的结构示意图。
附图5-2为本发明所涉一种贴片式高温超导电路层叠结构微带滤波器之下介电片、贴片式双面高温超导电路、输入输出接头组装焊接于封装屏蔽装置下片后的结构示意图。
附图5-3为本发明所涉一种贴片式高温超导电路层叠结构微带滤波器组合后的结构侧面示意图。
其中10为现有典型的微带滤波器工作片本体，11为滤波器工作片底部镀金层，12为滤波器工作片底部超导层，13为滤波器工作片的介电层，14为滤波器工作片超导电路，15为滤波器工作片焊接点镀金层；21为直接激励模式结构，22a、22b为两种不同的耦合激励模式结构，23为矩形带状谐振器结构，24为典型的发夹式谐振器结构，25a、25b为两种不同的紧凑型发夹式谐振器结构；30为上介电片本体，31为介电层，32为高温超导层，33为上介电片底部镀金层；34为下介电片本体，35为介电层，36为高温超导层，37为下介电片底部镀金层；40为贴片式双面高温超导电路本体，41a、41b分别为输入、输出微带单元本体，42为标准谐振器单元本体，43为制作贴片式双面高温超导电路40的双面高温超导薄膜带，44为双面高温超导薄膜带的材料衬底，45为双面高温超导薄膜带的两面超导材料层；46为另一种谐振器单元本体，47为超导材料衬底，48为外围的超导材料层；51为滤波器封装屏蔽装置上片，52为滤波器封装屏蔽装置下片，53a、53b分别为输入、输出接头。
具体实施例方式实施例1一种贴片式高温超导电路层叠结构微带滤波器，其特征在于它的工作片是由上介电片30、下介电片34以及贴片式双面高温超导电路40三部分共同层叠组合而成。
上述所说的滤波器中之上介电片30、下介电片34为单面镀有超导材料和金的介电陶瓷材料片。
上述所说的滤波器中之贴片式双面高温超导电路40由输入微带单元41a、输出微带单元41b和多个标准谐振器单元42共同组合排列而成。
上述所说的滤波器中之贴片式双面高温超导电路40之输入微带单元41a、输出微带单元41b根据需要可以设计成直接激励模式结构21，也可以设计成耦合激励模式结构22a、22b。
上述所说的滤波器中之贴片式双面高温超导电路40之多个标准谐振器单元42可以根据需要设计成矩形带状谐振器23、发夹式谐振器24以及紧凑发夹型谐振器25a、25b结构。
上述所说的滤波器中之贴片式双面高温超导电路40可以由镀有双面高温超导材料45的双面高温超导薄膜带43切割制作而成。
一种上述所说的贴片式高温超导电路层叠结构微带滤波器的生产方法，其特征在于采用如下生产工艺步骤(1)采用传统的半导体工艺技术，在介电陶瓷材料片上镀单面的高温超导材料和金，并按所需尺寸切割成滤波器的上下介电片30、34；(2)在双面高温超导薄膜带43上制造切割出输入微带单元41a、输出微带单元41b和多个标准的谐振器单元42；(3)将上下介电片30、34分别依镀金层33、37焊接于滤波器的封装屏蔽装置上下片51、52上；(4)将输入微带单元41a、输出微带单元41b平行粘接于下介电片34的介电层35上，固定焊接滤波器的输入输出接头53a、53b，并将所需个数的标准谐振器单元42平行放置于下介电片34的介电层35上；(5)将焊接于滤波器封装屏蔽装置上片51的上介电片30依介电层31叠放于滤波器超导电路40上，并将滤波器的封装屏蔽装置上片51和下片52固定在一起；(6)配合即时测量系统，调整每个标准谐振器单元42的位置，直至得到符合要求的滤波器频率响应特性；(7)最后将每个标准谐振器单元42永久固定，得到最终的贴片式高温超导电路层叠结构滤波器。
实施例2上述所说的滤波器中之贴片式双面高温超导电路40可以由超导材料衬底47预制的电路单元外围蒸镀超导材料层48制作而成。
上述所说的贴片式高温超导电路层叠结构微带滤波器的生产方法，其采用的生产工艺步骤(2)也可以为在超导材料衬底47上切割出各电路单元，然后在其外围蒸镀超导材料层48制造出贴片式双面高温超导电路的各个单元46。
权利要求
1.一种贴片式高温超导电路层叠结构微带滤波器，其特征在于它的工作片是由上介电片、下介电片以及贴片式双面高温超导电路三部分共同层叠组合而成。
2.根据权利要求1所说的一种贴片式高温超导电路层叠结构微带滤波器，其特征在于所说的滤波器中之上介电片、下介电片为单面镀有超导材料和金的介电陶瓷材料片。
3.根据权利要求1所说的一种贴片式高温超导电路层叠结构微带滤波器，其特征在于所说的滤波器中之贴片式双面高温超导电路由输入微带单元、输出微带单元和多个标准谐振器单元共同组合排列而成。
4.根据权利要求1所说的一种贴片式高温超导电路层叠结构微带滤波器，其特征在于所说的滤波器中之贴片式双面高温超导电路之输入微带单元、输出微带单元根据需要可以设计成直接激励模式结构，也可以设计成耦合激励模式结构。
5.根据权利要求1所说的一种贴片式高温超导电路层叠结构微带滤波器，其特征在于所说的滤波器中之贴片式双面高温超导电路之多个标准谐振器单元可以根据需要设计成矩形带状谐振器、发夹式谐振器以及紧凑发夹型谐振器结构。
6.根据权利要求1所说的一种贴片式高温超导电路层叠结构微带滤波器，其特征在于所说的滤波器中之贴片式双面高温超导电路可以由镀有双面高温超导材料的双面高温超导薄膜带切割制作而成，也可以由超导材料衬底预制的电路单元外围蒸镀超导材料层制作而成。
7.一种上述所说的贴片式高温超导电路层叠结构微带滤波器的生产方法，其特征在于采用如下生产工艺步骤(1)采用传统的半导体工艺技术，在介电陶瓷材料片上镀单面的高温超导材料和金，并按所需尺寸切割成滤波器的上下介电片；(2)在双面高温超导薄膜带上制造切割出输入微带单元、输出微带单元和多个标准的谐振器单元；也可以在超导材料衬底上切割出各电路单元，然后在其外围蒸镀超导材料层制造出贴片式双面高温超导电路的各个单元；(3)将上下介电片分别依镀金层焊接于滤波器的封装屏蔽装置上下片上；(4)将输入微带单元、输出微带单元平行粘接于下介电片的介电层上，固定焊接滤波器的输入输出接头，并将所需个数的标准谐振器单元平行放置于下介电片的介电层上；(5)将焊接于滤波器封装屏蔽装置上片的上介电片依介电层叠放于滤波器超导电路上，并将滤波器的封装屏蔽装置上片和下片固定在一起；(6)配合即时测量系统，调整每个标准谐振器单元的位置，直至得到符合要求的滤波器频率响应特性；(7)最后将每个标准谐振器单元永久固定，得到最终的贴片式高温超导电路层叠结构滤波器。
全文摘要
本发明提供一种微带滤波器结构和生产方法，该滤波器工作片是由上介电片、下介电片以及贴片式双面高温超导电路三部分共同层叠组合而成。其生产方法为用传统的半导体技术，制造出各电路组成单元，配合即时调测系统，组合调整各单元位置，得到符合技术要求的滤波器。本发明的优越性在于贴片式高温超导电路层叠结构微带滤波器可以提高滤波器的功率负载能力；可以提高滤波器的有效介电常数，更易于实现小型化，灵活的调测方式可以提高产品成品率。
文档编号H01P1/20GK1612407SQ20031010672
公开日2005年5月4日 申请日期2003年10月29日 优先权日2003年10月29日
发明者季来运, 陈勤文 申请人:海泰超导通讯科技(天津)有限公司