一种高Q值宽频域可调谐超导陷波器的制作方法

一种高q值宽频域可调谐超导陷波器
技术领域
1.本发明涉及微波射频通信技术领域，具体涉及一种高q值宽频域可调谐超导陷波器。


背景技术：

2.可调谐超导陷波器是中心频率或带宽可以跳变的一种超导微波器件。利用超导膜制成的可调谐超导陷波器不仅具有灵敏度高、抗干扰能力强、体积重量小等优点，而且用可调谐超导陷波器替代开关陷波器组以后可以大大降低系统的体积，增加系统的稳定性。同时由于其频点可以连续变化，增加了接收机频段覆盖范围，兼容性能更强。
3.现有的可调谐超导陷波器一般通过谐振器上加载一个砷化镓变容管来实现。此外，为了增大陷波器的调谐范围并防止谐振器短路，一般还会在谐振器上加载隔直电容。但是由于砷化镓变容管和隔直电容的q值较低，导致整体电路的q值也较低。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种高q值宽频域可调谐超导陷波器，该可调谐超导陷波器能够解决现有技术中的不足，通过并联加载多个变容管，并采用超导插指电容作为隔直电容的方式，不仅可以增大陷波器的调谐范围，还可以提高整体电路的q值，进而提高可调谐陷波器的性能。
5.为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
6.一种高q值宽频域可调谐超导陷波器，包括陷波器电路；所述陷波器电路包括主传输线和超导谐振器；所述超导谐振器加载有超导插指电容和至少两个变容管。
7.进一步的，该高q值宽频域可调谐超导陷波器还包括陷波器腔体；所述陷波器电路安装于所述陷波器腔体内；所述陷波器腔体上设有输入接头和输出接头。
8.进一步的，所述主传输线的两端分别设有输入端和输出端；所述输入端与所述输入接头相连；所述输出端与所述输出接头相连。
9.进一步的，所述变容管并联加载在所述超导谐振器上。
10.进一步的，所述主传输线、所述超导谐振器以及所述超导插指电容均为微带形式，三者均采用超导材料。
11.进一步的，所述变容管采用砷化镓变容管。
12.进一步的，所述输入接头和所述输出接头均为sma、n、din中的任意一种或多种的组合。
13.进一步的，所述超导谐振器包括正极加电端子、负极加电端子、限流电阻一和限流电阻二；所述正极加电端子经所述限流电阻一与所述超导插指电容的一端相连，所述超导插指电容的另一端经所述限流电阻二与所述负极加电端子相连；所述变容管的一端连接在所述限流电阻一与所述超导插指电容之间的节点上，所述变容管的另一端连接在所述限流电阻二与所述超导插指电容之间的节点上；各个所述变容管相互并联。
14.进一步的，所述陷波器腔体上设有穿心电容；所述正极加电端子和所述负极加电端子分别通过一穿心电容与电源连接。
15.进一步的，所述主传输线包括若干平行设置的第一传输部和将若干第一传输部连接成一条线的若干第二传输部。
16.进一步的，所述超导谐振器的数量为一个或多个；所述超导谐振器位于相邻的两个第一传输部之间。
17.和现有技术相比，本发明的优点为：
18.(1)本发明在宽频域上实现中心频率跳变的高q值超导陷波器，通过在谐振器上加载两个或以上的砷化镓变容管，能够有效提高电路的q值。本发明能够滤除微波通信系统工作时信号通路中产生的干扰信号。
19.(2)本发明所述的可调谐超导陷波器通过采用超导插指电容作为隔直电容，不仅能够增大陷波器的调谐范围，还可以提高整体电路的q值，更好地改善陷波器及相关系统的性能。
附图说明
20.图1是本发明中高q值宽频域可调谐超导陷波器的结构示意图；
21.图2是本发明中陷波器腔体的结构示意图。
22.其中：
23.1、输入端，2、输出端，3、主传输线，4、超导谐振器，5、超导插指电容，6、变容管，7、负极加电端子，8、限流电阻二，9、陷波器电路，10、输入接头，11、输出接头，12、穿心电容，13、陷波器腔体，14、正极加电端子，15、限流电阻一，16、第一传输部，17、第二传输部。
具体实施方式
24.下面结合附图对本发明做进一步说明：
25.如图1和图2所示的一种高q值宽频域可调谐超导陷波器，包括陷波器电路9和陷波器腔体13。所述陷波器电路9安装于所述陷波器腔体13内；所述陷波器腔体13上设有输入接头10和输出接头11。陷波器腔体13用于超导电路的磁屏蔽，方便制冷以及和其它器件连接。
26.如图1所示，所述陷波器电路9包括主传输线3和超导谐振器4；所述超导谐振器4加载有超导插指电容5和至少两个变容管6。所述超导插指电容5作为隔直电容。所述变容管6为可调陷波器的调谐元件，加载方式为焊接或粘接。所述超导谐振器4加载超导插指电容5，形成该陷波器的主要功能电路。将两个或两个以上的变容管并联加载在超导谐振器上，同时采用超导插指电容作为隔直电容，能够有效提高整体电路的q值和调谐范围。变容管6在改变加载电压时，可以改变谐振器的谐振频率，从而实现电路陷波频段的可调。
27.进一步的，所述主传输线3的两端分别设有输入端1和输出端2；所述输入端1与所述输入接头10焊接相连；所述输出端2与所述输出接头11焊接相连。
28.进一步的，所述变容管6并联加载在所述超导谐振器4上。
29.进一步的，所述主传输线3、所述超导谐振器4以及所述超导插指电容5均为微带形式，三者均采用超导材料，优选的，所述超导材料为ybco材料。超导微带电路方便变容管组装。
30.进一步的，所述变容管6采用砷化镓变容管。
31.进一步的，所述输入接头10和所述输出接头11均为sma、n、din中的任意一种或多种的组合。
32.进一步的，所述超导谐振器4包括正极加电端子14、负极加电端子7、限流电阻一15和限流电阻二8；所述正极加电端子14经所述限流电阻一15与所述超导插指电容5的一端相连，所述超导插指电容5的另一端经所述限流电阻二8与所述负极加电端子7相连；所述变容管6的一端连接在所述限流电阻一15与所述超导插指电容5之间的节点上，所述变容管6的另一端连接在所述限流电阻二8与所述超导插指电容5之间的节点上；各个所述变容管6相互并联。所述限流电阻一15和限流电阻二8，用于限制外接电源的电流，防止电流超过变容管6的阈值。
33.进一步的，所述陷波器腔体13上设有穿心电容12；所述正极加电端子14和所述负极加电端子7分别通过一穿心电容12与电源连接。外接电源通过穿心电容和加电端子将电压加载在变容管上，用于调节变容管的容值。外接电源通过穿心电容方便加电。
34.进一步的，所述主传输线3包括若干平行设置的第一传输部16和将若干第一传输部16连接成一条线的若干第二传输部17。
35.进一步的，所述超导谐振器4的数量为一个或多个；所述超导谐振器4位于相邻的两个第一传输部16之间。
36.本发明的工作原理为：
37.变容管的容值会随着加载电压的改变而改变，当把变容管加载在谐振器上时，谐振器的频率也会随着加载电压的改变而改变，进而会改变整个陷波器电路的陷波频段，实现陷波的可调谐。并联加载两个或以上变容管时可以增强谐振电路在一个周期内的储能效率，进而增大q值。超导插指电容具有极低的微波损耗，可以降低存储能量所需付出的能量耗散约束，进而提高电路q值。此外，隔直电容可以提高相同电压变化量时，谐振器谐振频率的变化量，进而增大陷波器的调谐范围。
38.以上所述实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。