HF/VHF频段宽带高温超导滤波器研究

基本信息
批准号:61601030
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:21.00
负责人:许湛
学科分类:
依托单位:北京理工大学
批准年份:2016
结题年份:2019
起止时间:2017-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:李雅朦,王佳欣,任豪,汪昊
关键词:
超导滤波器
结项摘要

High-temperature superconducting filters can significantly improve the sensitivity and anti-interference ability of wireless communication systems, in many cases providing a solution incomparable with traditional methods. Wideband receivers in HF/VHF bands (3-300 MHz) often suffer from serious electromagnetic interference, and are in urgent need of wideband high-temperature superconducting filters. Nevertheless, the difficulties to realize strong couplings, compact sizes, and accurate simulations in HF/VHF bands stand in the way of developing such filters. Currently there are few reports in literature on this topic. This project plans to attack on the scientific problems and key technologies in wideband high-temperature superconducting filters in HF/VHF bands. Based on the field-circuit model of resonators and physical model of superconducting material and surface-mount capacitors, with the aid of double-surface circuits and surface-mount capacitors, high-performance wideband high-temperature superconducting filters in HF/VHF bands meeting practical needs are to be developed. Systemic independent intellectual property rights in the design, fabrication, and packaging of wideband high-temperature superconducting filters in HF/VHF bands will be acquired. It would be helpful for the better performance of wireless communication systems and wider applications of superconductors.

高温超导滤波器可有效提高无线通信系统的灵敏度与抗干扰能力,为许多系统提供了传统手段无法比拟的解决方案。工作于HF/VHF频段(3-300 MHz)的宽带接收设备常受到严重的电磁干扰,对宽带高温超导滤波器提出了迫切的应用需求。然而HF/VHF频段宽带高温超导滤波器的研制面临强耦合不易实现、小型化与精确仿真困难等关键障碍,目前相关的研究极少。本项目拟研究HF/VHF频段宽带高温超导滤波器的相关科学问题与关键技术,基于谐振器场路模型、超导材料物理模型与贴片电容物理模型,通过使用双面电路和贴片电容等途径,研制出满足实际应用需求的高性能HF/VHF频段宽带高温超导滤波器,在HF/VHF频段宽带高温超导滤波器的设计方法、制备与封装工艺等方面取得系统的自主知识产权,为提升无线通信系统的性能,拓展超导的应用领域作出贡献。

项目摘要

高温超导滤波器可有效提高无线通信系统的灵敏度与抗干扰能力,为许多系统提供了传统手段无法比拟的解决方案。工作于HF/VHF频段(3-300MHz)的宽带接收设备常受到严重的电磁干扰,对宽带高温超导滤波器提出了迫切的应用需求。然而HF/VHF频段宽带高温超导滤波器的研制面临强耦合不易实现、小型化困难等关键障碍,目前相关的研究极少。本项目着眼于HF/VHF频段宽带高温超导滤波器的相关科学问题与关键技术,在滤波器小型化设计方法、耦合强度调控方法、宽带滤波器设计方法等方面开展研究。项目研究了基于电容加载的滤波器小型化设计方法,在HF频段实现尺寸仅为传统微带结构滤波器百分之一的高温超导滤波器,推广了高温超导滤波器的适用频段;基于谐振器场路模型设计了能灵活调控耦合强度的共面波导耦合结构,可以实现跨近四个数量级的耦合强度变化,能在实现宽带滤波器所需的强耦合同时,有效抑制非相邻谐振器间的寄生耦合效应,提高滤波器的带外抑制与带边陡峭度;基于频率变换,实现了结构紧凑,性能优异的三通带高温超导滤波器和超宽带高温超导滤波器,通过将无穷大频率映射到有限频率处的准传输零点,能实现极高的带边陡峭度和高达80 dB的带外抑制。本项目的研究成果,可广泛应用于高温超导滤波器设计,有效提升无线通信系统的性能。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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