一种能改善回波损耗的高Q值可调谐超导带通滤波器的制作方法

一种能改善回波损耗的高q值可调谐超导带通滤波器
技术领域
1.本发明涉及微波射频通信学技术领域，具体涉及一种能改善回波损耗的高q值可调谐超导带通滤波器。


背景技术：

2.可调谐超导滤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滤波器不仅具有灵敏度高、抗干扰能力强、体积重量小等优点，而且用可调谐超导滤波器替代开关滤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，兼容性更强。
3.现有的可调谐超导带通滤波器通过调节砷化镓变容管的电压来实现谐振器谐振频率的调节，进而实现滤波器通带的调节。但是由于这种方式不能调节谐振器间的耦合系数，因此，调节滤波器的通带后会造成带内回波的恶化。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供能改善回波损耗的高q值可调谐超导带通滤波器，该高q值可调谐超导带通滤波器能够解决现有技术中的不足，滤除干扰信号，实现微波通信系统信号通路的跳频和高质量通信。
5.为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
6.一种能改善回波损耗的高q值可调谐超导带通滤波器，包括滤波器电路；所述滤波器电路包括若干超导谐振器和设置在相邻超导谐振器之间的二次耦合线；所述超导谐振器加载有至少两个第一变容管；所述二次耦合线加载有第二变容管和隔直电容。所述超导谐振器上并联加载两个或以上的第一变容管，有效提高电路的q值，更好的改善滤波器及相关系统的性能。
7.进一步的，所述超导谐振器包括正极加电端子一、负极加电端子一、限流电阻一和限流电阻二；所述正极加电端子一的一端接电源，另一端接限流电阻一的第一端；所述负极加电端子一的一端接电源，另一端接限流电阻二的第一端；所述第一变容管的一端接限流电阻一的第二端，另一端接限流电阻二的第二端；各个第一变容管相互并联。
8.进一步的，所述二次耦合线包括耦合传输线；所述二次耦合线上还加载有限流电阻三和限流电阻四；所述限流电阻三的一端与耦合传输线的第一端相连，另一端连接有正极加电端子二；所述限流电阻四的一端与耦合传输线的第二端相连，另一端连接有负极加电端子二；所述第二变容管的一端连接在耦合传输线与限流电阻三之间的节点上，另一端与隔直电容的一端相连，所述隔直电容的另一端连接在耦合传输线与限流电阻四之间的节点上。
9.进一步的，还包括滤波器腔体；所述滤波器电路安装于所述滤波器腔体内；所述滤波器腔体上设有输入接头和输出接头。
10.进一步的，所述超导谐振器采用半波长谐振器结构；所述二次耦合线采用环形谐
振器结构。
11.进一步的，所述第一变容管并联加载在所述超导谐振器上；所述第一变容管和第二变容管均为可调滤波器的调谐元件，二者均采用砷化镓变容管。
12.进一步的，所述滤波器腔体上设有用于加电端子与电源连接的穿心电容。
13.进一步的，所述滤波器电路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。
14.进一步的，所述超导谐振器、所述输入端、所述输出端和所述二次耦合线均为微带形式，三者均采用超导材料。
15.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。
16.和现有技术相比，本发明的优点为：
17.(1)本发明通过在谐振器之间加载可调谐的二次耦合线，实现谐振器间的耦合系数可调，进而实现滤波器带内回波的改善。本发明通过在二次耦合线加载有第二变容管，可以在调节谐振器谐振频率的同时调节谐振器间的二次耦合，有效改善超导带通滤波器的带内回波。
18.(2)本发明通过并联加载多个第一变容管的方式，可有效提高整体电路的q值，提高可调谐滤波器的性能。通过调节谐振器和二次耦合线上的各变容管，可实现谐振器谐振频率和耦合系数的同时调节，使得滤波器在调节频率的同时实现带内回波的改善，更好地改善相关系统的性能。
附图说明
19.图1是本发明中高q值可调谐超导带通滤波器的结构示意图；
20.图2是本发明中滤波器腔体的结构示意图。
21.其中：
22.1、输入端，2、输出端，3、超导谐振器，4、二次耦合线，5、第一变容管，6、正极加电端子二，7、限流电阻四，8、隔直电容，9、滤波器电路，10、输入接头，11、输出接头，12、穿心电容，13、滤波器腔体。
具体实施方式
23.下面结合附图对本发明做进一步说明：
24.如图1和图2所示的一种能改善回波损耗的高q值可调谐超导带通滤波器，包括滤波器电路9；所述滤波器电路9包括若干超导谐振器3和设置在相邻超导谐振器3之间的二次耦合线4；所述超导谐振器3加载有至少两个第一变容管5；所述二次耦合线4加载有第二变容管和隔直电容8。第一变容管、第二变容管和隔直电容的加载方式为焊接或粘接。二次耦合线4的数量比超导谐振器3的数量少一个，在两个相邻的超导谐振器3之间设有一个二次耦合线4。相邻谐振器间有二次耦合线，二次耦合线加载有变容管，通过调节变容管的容值来改变谐振器之间的耦合，实现不同频率下回波损耗的改善。所述二次耦合线4加载有第二变容管，可以在调节谐振器谐振频率的同时调节谐振器间的二次耦合，有效改善超导带通滤波器的带内回波。所述超导谐振器3上并联加载两个或以上的第一变容管5，能够有效提
高电路的q值，更好地改善滤波器及相关系统的性能。二次耦合线通过加载隔直电容8防止短路。
25.进一步的，所述超导谐振器3包括正极加电端子一、负极加电端子一、限流电阻一和限流电阻二；所述正极加电端子一的一端接电源，另一端接限流电阻一的第一端；所述负极加电端子一的一端接电源，另一端接限流电阻二的第一端；所述第一变容管5的一端接限流电阻一的第二端，另一端接限流电阻二的第二端；各个第一变容管5相互并联。外接电源通过加电端子将电压加载在第一变容管上，用于调节第一变容管的容值。
26.进一步的，所述二次耦合线4包括耦合传输线；所述二次耦合线4上还加载有限流电阻三和限流电阻四7；所述限流电阻三的一端与耦合传输线的第一端相连，另一端连接有正极加电端子二6；所述限流电阻四7的一端与耦合传输线的第二端相连，另一端连接有负极加电端子二；所述第二变容管的一端连接在耦合传输线与限流电阻三之间的节点上，另一端与隔直电容8的一端相连，所述隔直电容8的另一端连接在耦合传输线与限流电阻四7之间的节点上。限流电阻三和线路电阻四用于限制外接电源的电流，防止电流超过变容管的阈值。
27.进一步的，还包括滤波器腔体13；所述滤波器电路9安装于所述滤波器腔体13内；所述滤波器腔体13上设有输入接头10和输出接头11。滤波器腔体13用于超导电路的磁屏蔽，方便制冷以及和其它器件连接。
28.进一步的，所述超导谐振器3采用半波长谐振器结构；所述二次耦合线4采用环形谐振器结构。
29.进一步的，所述第一变容管5并联加载在所述超导谐振器3上；所述第一变容管5和第二变容管均为可调滤波器的调谐元件，二者均采用砷化镓变容管。变容管在改变加载电压时，可以改变谐振器的谐振频率，从而实现电路频段的可调。
30.进一步的，所述滤波器腔体13上设有用于加电端子与电源连接的穿心电容12。各个加电端子通过腔体上的穿心电容与电源连接。加电端子与穿心电容12焊接相连。外接电源通过穿心电容方便加电。
31.进一步的，所述滤波器电路9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。
32.进一步的，所述超导谐振器3、所述输入端1、所述输出端2和所述二次耦合线4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。
33.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。
34.综上所述，本发明通过在谐振器之间加载可调谐的二次耦合线，实现谐振器间的耦合系数可调，进而实现滤波器带内回波的改善。本发明通过在二次耦合线加载有第二变容管，可以在调节谐振器谐振频率的同时调节谐振器间的二次耦合，有效改善超导带通滤波器的带内回波。本发明通过并联加载多个第一变容管的方式，可有效提高整体电路的q值，提高可调谐滤波器的性能。通过调节谐振器和二次耦合线上的各变容管，可实现谐振器谐振频率和耦合系数的同时调节，使得滤波器在调节频率的同时实现带内回波的改善，更好地改善相关系统的性能。
35.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。