183MHz高温超导微带线滤波器设计：高性能与紧凑结构

本篇论文深入探讨了183 MHz 高性能高温超导滤波器的设计与实现。作者郭旭波、魏斌和张晓平、曹必松来自清华大学电子工程系和物理系，他们针对移动通信系统对低插损、高带边陡峭度和高带外抑制的需求，提出了一种创新的解决方案。他们采用微带线技术，线宽和线间距被精确设定为80微米，这一选择使得滤波器能够在紧凑的2英寸基片上工作，显著缩小了设备尺寸，挑战了传统超导滤波器设计中频率低导致尺寸庞大的问题。 设计的关键在于采用螺旋形谐振器结构，它在低频段表现出良好的共振特性。通过精确的设计和高精度加工工艺，滤波器展现出优良性能，插入损耗小于0.27 dB，反射损耗高达13.8 dB，显示出极高的信号传输效率和稳定性。在与低温低噪声放大器集成后，整个超导滤波器系统的表现更加出色，反射损耗超过15.8 dB，带内增益达到20.7 dB，增益平坦度小于0.15 dB，这些参数都达到了实际应用所需的高标准。 值得一提的是，由于高温超导薄膜的微波表面电阻远低于常规金属，这使得超导滤波器在性能上具有明显优势。然而，对于低频段的滤波器设计，以往的研究主要集中在800 MHz 至2 GHz 的范围内，这对于频率更低的应用来说是一个挑战。作者们通过创新设计成功地突破了这一限制，为低频段的高温超导滤波器开发提供了新的可能。 论文详细介绍了设计过程中的关键步骤，包括模拟仿真和实际制作测试，以及对不同尺寸cell的影响分析。这种结构紧凑的滤波器设计不仅有利于小型化，而且仿真结果的准确性较高，软件误差对其影响较小。这项研究为高温超导滤波器在移动通信领域，特别是在频率较低的应用中，提供了实用且高效的技术支持，具有重要的理论和实践价值。