研究目的
设计一种基于分裂环谐振器结构的高温超导带通滤波器,用于紧凑型高性能微波应用。
研究成果
基于SRR结构设计的高温超导滤波器工作在2.515GHz频段,具有低插入损耗(0.1dB)和良好选择性(矩形系数1.22),仿真与实测结果一致,证实SRR结构适用于高温超导滤波器应用。
研究不足
由于基板介电常数值和制造公差的差异可能导致潜在的频率偏移;该滤波器针对特定频率设计,可能不易扩展或调谐。
1:实验设计与方法选择:
采用八极点原型结构并集成SRR单元实现滤波器设计,以获得优异的边带选择性和紧凑尺寸。通过理论模型与耦合矩阵法进行优化设计。
2:样品选择与数据来源:
使用MgO衬底上的YBCO薄膜,具有特定尺寸与材料特性。
3:实验设备与材料清单:
YBCO薄膜、MgO衬底(介电常数εr=9.78,厚度0.5毫米,损耗角正切4×10??)、Sonnet电磁仿真软件、CST初始设计软件、Agilent N5244A PNA-X矢量网络分析仪用于测试。
4:78,厚度5毫米,损耗角正切4×10??)、Sonnet电磁仿真软件、CST初始设计软件、Agilent N5244A PNA-X矢量网络分析仪用于测试。 实验流程与操作步骤:
4. 实验流程与操作步骤:利用Sonnet软件进行含介质与导体损耗的滤波器仿真,随后在70K低温环境下制备器件,通过矢量网络分析仪测量S11和S21参数。
5:数据分析方法:
提取中心频率、相对带宽、矩形系数、回波损耗及插入损耗等关键指标,并与仿真结果进行对比验证。
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Agilent N5244A PNA-X Network Analyzer
N5244A
Agilent
Used to measure the S11 and S21 parameters of the filter at 70K.
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Sonnet software
Sonnet
Used for simulation and optimization of the filter design.
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CST software
CST
Used as a solver for initial design calculations, particularly for substrate properties.
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YBCO thin film
Used as the superconducting material for the filter, providing low surface resistance.
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MgO substrate
Used as the dielectric substrate for the filter, with specific permittivity and loss properties.
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