JPH1051205A - プレーナ形高周波共振器およびフィルタ並びに共振器の製造方法 - Google Patents
プレーナ形高周波共振器およびフィルタ並びに共振器の製造方法Info
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- JPH1051205A JPH1051205A JP9125623A JP12562397A JPH1051205A JP H1051205 A JPH1051205 A JP H1051205A JP 9125623 A JP9125623 A JP 9125623A JP 12562397 A JP12562397 A JP 12562397A JP H1051205 A JPH1051205 A JP H1051205A
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P1/00—Auxiliary devices
- H01P1/20—Frequency-selective devices, e.g. filters
- H01P1/201—Filters for transverse electromagnetic waves
- H01P1/203—Strip line filters
- H01P1/20327—Electromagnetic interstage coupling
- H01P1/20354—Non-comb or non-interdigital filters
- H01P1/20363—Linear resonators
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P7/00—Resonators of the waveguide type
- H01P7/08—Strip line resonators
- H01P7/082—Microstripline resonators
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- Electromagnetism (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
- Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 超伝導体マイクロ構造の幾何学形状が共振器
の共振特性、例えば共振の位置および幅を決定する形式
の、サブストレート２０上に被着された超伝導体マイク
ロ構造を備えたプレーナ形高周波共振器１１を一層高い
Ｑに最適化できるように改良する。 【解決手段】 共振器の前以て決められた部分を常伝導
状態に移行させる、即ち超伝導体の実効ラテラル寸法を
変化させることができる手段を設けて、磁場空間に妨害
体を必要としないで、僅かな高周波損しか有しない切換
可能なフィルタを実現できるようになる。
の共振特性、例えば共振の位置および幅を決定する形式
の、サブストレート２０上に被着された超伝導体マイク
ロ構造を備えたプレーナ形高周波共振器１１を一層高い
Ｑに最適化できるように改良する。 【解決手段】 共振器の前以て決められた部分を常伝導
状態に移行させる、即ち超伝導体の実効ラテラル寸法を
変化させることができる手段を設けて、磁場空間に妨害
体を必要としないで、僅かな高周波損しか有しない切換
可能なフィルタを実現できるようになる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、請求項１の上位概
念に記載のプレーナ形高周波共振器並びに請求項９記載
の上位概念に記載のプレーナ形高周波フィルタから出発
している。
念に記載のプレーナ形高周波共振器並びに請求項９記載
の上位概念に記載のプレーナ形高周波フィルタから出発
している。
【０００２】
【従来の技術】ＷＯ９３／００７２０から既に、切換可
能な高周波共振器が公知である。この場合共振器は、サ
ブストレート上の高温超伝導体から成るマイクロ構造体
から成っており、その上には砒化ガリウムプレートが接
着された。光入射によって、砒化ガリウムの導電率は数
オーダ高めることができる。従って、共振器の周囲の実
効誘電関数（effective dielektrische Funktion）も変
化させることができ、これにより共振器の共振特性が変
化する。共振器の固有周波数が入射する高周波スペクト
ルの外側にシフトされるかまたは著しく過減衰される
と、この種の共振器を有するフィルタは遮断される。
能な高周波共振器が公知である。この場合共振器は、サ
ブストレート上の高温超伝導体から成るマイクロ構造体
から成っており、その上には砒化ガリウムプレートが接
着された。光入射によって、砒化ガリウムの導電率は数
オーダ高めることができる。従って、共振器の周囲の実
効誘電関数（effective dielektrische Funktion）も変
化させることができ、これにより共振器の共振特性が変
化する。共振器の固有周波数が入射する高周波スペクト
ルの外側にシフトされるかまたは著しく過減衰される
と、この種の共振器を有するフィルタは遮断される。
【０００３】ＷＯ９４／２８５９２には、マイクロスト
リップ導体構造における同調可能な帯域通過フィルタが
記載されている。ここにおいて高温超伝導体から製造さ
れた複数の共振器が入力側導体および出力側導体ととも
に複合多層サブストレート上に被着される。この多層サ
ブストレートは、支持体材料および強誘電体または反強
誘電体層並びに複数の必要な緩衝層を有している。強誘
電体または反強誘電体層に電界が印加される。この電界
はこの強誘電体または反強誘電体層の実効誘電関数を変
化し、これにより周囲の実効誘電関数も同様に変化され
る。実効誘電関数の実部の変化によって、フィルタにお
けるすべての共振器の固有周波数がほぼ均一にシフトさ
れる。従ってこれら共振器を用いて構成されたフィルタ
は同調可能であるかまたは同調領域が既に十分に選択さ
れた場合には、切換可能でもある。
リップ導体構造における同調可能な帯域通過フィルタが
記載されている。ここにおいて高温超伝導体から製造さ
れた複数の共振器が入力側導体および出力側導体ととも
に複合多層サブストレート上に被着される。この多層サ
ブストレートは、支持体材料および強誘電体または反強
誘電体層並びに複数の必要な緩衝層を有している。強誘
電体または反強誘電体層に電界が印加される。この電界
はこの強誘電体または反強誘電体層の実効誘電関数を変
化し、これにより周囲の実効誘電関数も同様に変化され
る。実効誘電関数の実部の変化によって、フィルタにお
けるすべての共振器の固有周波数がほぼ均一にシフトさ
れる。従ってこれら共振器を用いて構成されたフィルタ
は同調可能であるかまたは同調領域が既に十分に選択さ
れた場合には、切換可能でもある。
【０００４】共振器を離調する別の方法は、ＶＤＩ−Fo
rtschrittberichtenn, Reihe 9, 第１８９頁（１９９４
年）に記載されている。ここでは、極めて種々の誘電体
特性を有する妨害体（Stoerkoerper）が機械的な調整装
置を介して共振器上の磁場空間内に混入される。誘電体
特性が変化しない妨害体の位置変化によって、ストリッ
プ導体の周囲の実効誘電関数も同様に僅かに変化され
る。この方法はしばしば、フィルタエレメントの調整ま
たは較正並びにダイナミック調整のためにまたはスイッ
チとしてして利用される。
rtschrittberichtenn, Reihe 9, 第１８９頁（１９９４
年）に記載されている。ここでは、極めて種々の誘電体
特性を有する妨害体（Stoerkoerper）が機械的な調整装
置を介して共振器上の磁場空間内に混入される。誘電体
特性が変化しない妨害体の位置変化によって、ストリッ
プ導体の周囲の実効誘電関数も同様に僅かに変化され
る。この方法はしばしば、フィルタエレメントの調整ま
たは較正並びにダイナミック調整のためにまたはスイッ
チとしてして利用される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、請求
項１の上位概念に記載の共振器を、高いＱに最適化可能
であるように改良することである。
項１の上位概念に記載の共振器を、高いＱに最適化可能
であるように改良することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この課題は、本発明によ
れば、請求項１の特徴部分に記載の構成によって解決さ
れる。
れば、請求項１の特徴部分に記載の構成によって解決さ
れる。
【０００７】請求項１に記載の本発明の共振器は、それ
が比較的高いＱに最適化可能であるという利点を有して
いる。というのは、本発明の共振器は損失を高める妨害
体なしに切換可能であるからである。別の利点として挙
げられるのは、その製造が、僅かな構造コストおよび僅
かな処理ステップに結び付いていることである。その上
これら処理ステップは標準マイクロ構造方法と完全にコ
ンパチブルである。
が比較的高いＱに最適化可能であるという利点を有して
いる。というのは、本発明の共振器は損失を高める妨害
体なしに切換可能であるからである。別の利点として挙
げられるのは、その製造が、僅かな構造コストおよび僅
かな処理ステップに結び付いていることである。その上
これら処理ステップは標準マイクロ構造方法と完全にコ
ンパチブルである。
【０００８】その他の請求項に記載の構成によって、請
求項１に記載の切換可能なプレーナ形高周波共振器の有
利な実施例および改良例が可能である。
求項１に記載の切換可能なプレーナ形高周波共振器の有
利な実施例および改良例が可能である。
【０００９】
【発明の実施の形態】超伝導性の材料として銅酸塩を使
用すると特別有利である。その理由は、この材料は、酸
素化学量論の変化による臨界温度の特別簡単な影響を可
能にするからである。
用すると特別有利である。その理由は、この材料は、酸
素化学量論の変化による臨界温度の特別簡単な影響を可
能にするからである。
【００１０】更に、共振器に縁部において、高周波電流
の流れに対して垂直に配設されているジョセフソン接点
を備えるようにすれば特別有利である。というのは、こ
れらスイッチは高さ方向のビームに対しては殆ど敏感で
ないからである。別の利点として、複数のジョセフソン
接点を従属接続した場合、個別接点に欠陥があっても全
体に及ぶことがないことが挙げられる。これにより、使
用の際に機能しなくなる可能性が低減されかつ製造時の
廃棄率が低減される。
の流れに対して垂直に配設されているジョセフソン接点
を備えるようにすれば特別有利である。というのは、こ
れらスイッチは高さ方向のビームに対しては殆ど敏感で
ないからである。別の利点として、複数のジョセフソン
接点を従属接続した場合、個別接点に欠陥があっても全
体に及ぶことがないことが挙げられる。これにより、使
用の際に機能しなくなる可能性が低減されかつ製造時の
廃棄率が低減される。
【００１１】更に、電気的な絶縁層および磁場を発生す
る導体を超伝導体層上に被着すると特別有利である。そ
の理由は、絶縁層は同時に、超伝導体に対する保護層と
して用いることができるからである。
る導体を超伝導体層上に被着すると特別有利である。そ
の理由は、絶縁層は同時に、超伝導体に対する保護層と
して用いることができるからである。
【００１２】更に、共振器構造に、種々異なった臨界温
度を有する帯域を生成すると特別有利である。というの
は、これら帯域を用いて、共振器は微同調することがで
きるばかりでなく、切り換えることもできるからであ
る。
度を有する帯域を生成すると特別有利である。というの
は、これら帯域を用いて、共振器は微同調することがで
きるばかりでなく、切り換えることもできるからであ
る。
【００１３】更に、共振器構造における種々異なった臨
界温度のこれらの帯域を超伝導体フィルムにおける結晶
学的な不秩序によって実現すると特別有利である。とい
うのはこれにより、出発材料としての超伝導体マイクロ
構造を用いて種々の共振器の列を形成することができる
からである。
界温度のこれらの帯域を超伝導体フィルムにおける結晶
学的な不秩序によって実現すると特別有利である。とい
うのはこれにより、出発材料としての超伝導体マイクロ
構造を用いて種々の共振器の列を形成することができる
からである。
【００１４】更に、超伝導体マイクロ構造における種々
異なった臨界温度を超伝導体フィルムにおける酸素含量
の変化によって実現すると特別有利である。その理由
は、この方法によれば、変化された領域における転移温
度を正確にコントロールし、かつ同時に高周波損を僅か
に抑えることができるからである。
異なった臨界温度を超伝導体フィルムにおける酸素含量
の変化によって実現すると特別有利である。その理由
は、この方法によれば、変化された領域における転移温
度を正確にコントロールし、かつ同時に高周波損を僅か
に抑えることができるからである。
【００１５】
【実施例】次に本発明を図示の実施例につき図面を用い
て詳細に説明する。
て詳細に説明する。
【００１６】第１図には、プレーナ形の帯域通過フィル
タが示されている。分かり易くするために、場合により
存在するケーシングは図示されていない。誘電体サブス
トレート２０の下面に、アース導体３０として機能する
高温超伝導体から成る構造化されていない薄い層が存在
している。サブストレート２０の上面に、斜めに相並ん
で配設された、５つの、矩形の超伝導体マイクロ構造が
存在し、これら構造は共振器１１を形成している。これ
ら共振器の詳細はその他の図に示されている。サブスト
レート２０の上面に同様に、共振器１１の他に、高温超
伝導体から成る、容量結合された入力側１３および容量
結合された出力側１４が設けられている。
タが示されている。分かり易くするために、場合により
存在するケーシングは図示されていない。誘電体サブス
トレート２０の下面に、アース導体３０として機能する
高温超伝導体から成る構造化されていない薄い層が存在
している。サブストレート２０の上面に、斜めに相並ん
で配設された、５つの、矩形の超伝導体マイクロ構造が
存在し、これら構造は共振器１１を形成している。これ
ら共振器の詳細はその他の図に示されている。サブスト
レート２０の上面に同様に、共振器１１の他に、高温超
伝導体から成る、容量結合された入力側１３および容量
結合された出力側１４が設けられている。
【００１７】ここから超伝導体マイクロ構造を製造する
高温超伝導体フィルムのエピタキシャル成長を保証しか
つ高周波損を僅かに抑えるために、単結晶のサブストレ
ート２０を使用すると有利である。高温超伝導体フィル
ムの厚さは、公知技術によれば約４０００Åに制限され
ているが、ここに説明する用途に対しては問題でない。
高温超伝導体フィルムのエピタキシャル成長を保証しか
つ高周波損を僅かに抑えるために、単結晶のサブストレ
ート２０を使用すると有利である。高温超伝導体フィル
ムの厚さは、公知技術によれば約４０００Åに制限され
ているが、ここに説明する用途に対しては問題でない。
【００１８】本明細書では、「超伝導性」とは超伝導性
の状態にあるという意味において使用され、その際超伝
導性の状態は当業者にはマイスナー効果および消失する
オーミック抵抗によって一義的に特徴付けられている。
これに対して、「超伝導体」は、常伝導性（超伝導性で
はない）状態にあるときも、十分に冷却されると超伝導
性になることができる材料を表すものである。
の状態にあるという意味において使用され、その際超伝
導性の状態は当業者にはマイスナー効果および消失する
オーミック抵抗によって一義的に特徴付けられている。
これに対して、「超伝導体」は、常伝導性（超伝導性で
はない）状態にあるときも、十分に冷却されると超伝導
性になることができる材料を表すものである。
【００１９】入射するマイクロ波またはミリメートル波
１２は、その周波数が共振器の周波数と一致しない場
合、共振器１１によって反射される。そうでない場合に
は、それは伝送され、その際波動伝播の大部分は誘電体
サブストレート２０において行われる。個々の共振器の
共振周波数は、まず第１に、そのラテラルな寸法並びに
共振器を取り囲む媒体の実効誘電関数によって決定され
る。フィルタリングされた信号１５が容量結合出力側１
４において取り出される。
１２は、その周波数が共振器の周波数と一致しない場
合、共振器１１によって反射される。そうでない場合に
は、それは伝送され、その際波動伝播の大部分は誘電体
サブストレート２０において行われる。個々の共振器の
共振周波数は、まず第１に、そのラテラルな寸法並びに
共振器を取り囲む媒体の実効誘電関数によって決定され
る。フィルタリングされた信号１５が容量結合出力側１
４において取り出される。
【００２０】誘電体サブストレート２０での個々の本発
明の共振器１１は図２のａにて平面図にて示されてお
り、その際図１と同じかまたは機能が同じである構成部
分には同じ参照番号が付されている。共振器１１の外縁
に対してほぼ垂直に、共振器内に複数のジョセフソン接
点５０が存在しており、ここには線分として略示されて
いる。選択された例において、それぞれのジョセフソン
接点５０は共振器１１の長さのほぼ１／３にわたって延
在している。ジョセフソン接点５０の領域において、共
振器１１に、該共振器１１の外縁にほぼ平行に、制御導
体７０が存在している。この制御導体の端部に、共振器
１１から十分に離されて、接点パッド８０が存在してい
る。共振器１１と制御導体７０との間に、共振器および
制御導体の導電的な減結合のための薄い絶縁層６０が被
着されている。図２のａには一点鎖線で切断面が示され
ている。
明の共振器１１は図２のａにて平面図にて示されてお
り、その際図１と同じかまたは機能が同じである構成部
分には同じ参照番号が付されている。共振器１１の外縁
に対してほぼ垂直に、共振器内に複数のジョセフソン接
点５０が存在しており、ここには線分として略示されて
いる。選択された例において、それぞれのジョセフソン
接点５０は共振器１１の長さのほぼ１／３にわたって延
在している。ジョセフソン接点５０の領域において、共
振器１１に、該共振器１１の外縁にほぼ平行に、制御導
体７０が存在している。この制御導体の端部に、共振器
１１から十分に離されて、接点パッド８０が存在してい
る。共振器１１と制御導体７０との間に、共振器および
制御導体の導電的な減結合のための薄い絶縁層６０が被
着されている。図２のａには一点鎖線で切断面が示され
ている。
【００２１】図２のｂには、図２のａの共振器が、図２
のａに示された切断線に沿って見た側方断面が示されて
いる。ここでもこれまでの図と同じかまたは同じ機能を
有する構成部分には同じ参照番号が付されている。サブ
ストレート２０に共振器１１が存在しており、共振器に
はその縁に対してほぼ垂直にジョセフソン接点５０が存
在している。ジョセフソン接点５０の下方に、サブスト
レート中に、結晶学的に乱された領域が存在している。
この領域は以下、平面で見たその形状のために、線状の
乱れ９０とも表す。共振器１１上に、共振器とは絶縁層
６０によって分離されて、制御導体７０が存在してい
る。
のａに示された切断線に沿って見た側方断面が示されて
いる。ここでもこれまでの図と同じかまたは同じ機能を
有する構成部分には同じ参照番号が付されている。サブ
ストレート２０に共振器１１が存在しており、共振器に
はその縁に対してほぼ垂直にジョセフソン接点５０が存
在している。ジョセフソン接点５０の下方に、サブスト
レート中に、結晶学的に乱された領域が存在している。
この領域は以下、平面で見たその形状のために、線状の
乱れ９０とも表す。共振器１１上に、共振器とは絶縁層
６０によって分離されて、制御導体７０が存在してい
る。
【００２２】制御導体７０を電流が流れると、制御導体
は磁場によって取り囲まれる。この磁界は図２のｂには
磁力線１００によって示されている。適当に選択された
磁場ではジョセフソン接点５０は超伝導性のキャリアに
対して阻止されており、従って超伝導性の共振器の寸法
は低減されている。この実施例において、共振器はほぼ
係数３だけ短縮され、その結果その固有周波数は３倍に
なる。この著しい離調は、新しい共振周波数が入力信号
のスペクトルの外側にあるとき、遮断に等しい。種々に
選定されたジョセフソン接点によってこのようにして、
複数の共振周波数間で切り替わる多重スイッチも実現す
ることができる。
は磁場によって取り囲まれる。この磁界は図２のｂには
磁力線１００によって示されている。適当に選択された
磁場ではジョセフソン接点５０は超伝導性のキャリアに
対して阻止されており、従って超伝導性の共振器の寸法
は低減されている。この実施例において、共振器はほぼ
係数３だけ短縮され、その結果その固有周波数は３倍に
なる。この著しい離調は、新しい共振周波数が入力信号
のスペクトルの外側にあるとき、遮断に等しい。種々に
選定されたジョセフソン接点によってこのようにして、
複数の共振周波数間で切り替わる多重スイッチも実現す
ることができる。
【００２３】上述のジョセフソン接点を銅酸塩で製造す
る方法は、サブストレート中の線状の乱れ９０を、例え
ば集束されたイオンビームを用いた書き込みによって、
超伝導体層の沈積の前に生成することにある。この種の
サブストレート上に成長した超伝導体フィルムは、著し
く乱された超伝導体材料から成る薄い、非導電性の壁を
有してる。この壁がジョセフソン接点として機能する。
比較的大きなコヒーレンスの長さを有する超伝導体で
は、ジョセフソン接点を実現するために、比較的大面積
の乱れも生成されなければならないことに注目すべきで
ある。
る方法は、サブストレート中の線状の乱れ９０を、例え
ば集束されたイオンビームを用いた書き込みによって、
超伝導体層の沈積の前に生成することにある。この種の
サブストレート上に成長した超伝導体フィルムは、著し
く乱された超伝導体材料から成る薄い、非導電性の壁を
有してる。この壁がジョセフソン接点として機能する。
比較的大きなコヒーレンスの長さを有する超伝導体で
は、ジョセフソン接点を実現するために、比較的大面積
の乱れも生成されなければならないことに注目すべきで
ある。
【００２４】別の実施例が図３に平面図にて示されてい
る。ここにおいて共振器１１が異なった臨界温度を有す
る３つの帯域に分割されている。ここに選択された実施
例において、共振器１１は、イットリウム−バリウム−
銅酸塩から成っている。臨界温度は、帯域１１１では９
０Ｋ．であり、帯域１１２では８５Ｋ．であり、帯域１
１３では８０Ｋ．である。
る。ここにおいて共振器１１が異なった臨界温度を有す
る３つの帯域に分割されている。ここに選択された実施
例において、共振器１１は、イットリウム−バリウム−
銅酸塩から成っている。臨界温度は、帯域１１１では９
０Ｋ．であり、帯域１１２では８５Ｋ．であり、帯域１
１３では８０Ｋ．である。
【００２５】図４のａには、図３の一点鎖線に沿って切
断して見た横断面図が示されている。同じまたは機能の
同じ構成部分にはここでも同じ参照番号が付されてい
る。サブストレート２０の下面にはイットリウム−バリ
ウム−銅酸塩３０が存在しており、その上に薄い絶縁層
２００および導体層２０１が被着されている。絶縁層２
００は、超伝導体とコンパチブルとすべきでありかつ例
えば、酸化ジルコニウムから形成することができ、導体
層２０１は非超導電性の金属から形成されているべきで
ある。サブストレート２０には図３から分かる、異なっ
た転移温度の３つの帯域１１１，１１２，１１３を有す
る共振器１１が存在している。真ん中の帯域は中心帯域
とも称され、２つの外側の帯域は合わせて縁帯域とも称
される。
断して見た横断面図が示されている。同じまたは機能の
同じ構成部分にはここでも同じ参照番号が付されてい
る。サブストレート２０の下面にはイットリウム−バリ
ウム−銅酸塩３０が存在しており、その上に薄い絶縁層
２００および導体層２０１が被着されている。絶縁層２
００は、超伝導体とコンパチブルとすべきでありかつ例
えば、酸化ジルコニウムから形成することができ、導体
層２０１は非超導電性の金属から形成されているべきで
ある。サブストレート２０には図３から分かる、異なっ
た転移温度の３つの帯域１１１，１１２，１１３を有す
る共振器１１が存在している。真ん中の帯域は中心帯域
とも称され、２つの外側の帯域は合わせて縁帯域とも称
される。
【００２６】この種の特性を有する共振器は少なくとも
２つの方法で製造することができる。第１の方法におい
て、マイクロ構造化の前または後で超伝導体フィルムの
イオン照射によって、超伝導体、ここではイットリウム
−バリウム−銅酸塩における不秩序が高められる。それ
ぞれ所望の転移温度はこの方法によって製造可能であ
る。しかし非常に低い転移温度には高い損失が生じるの
で、高いＱを有するフィルタに対しては望ましくない。
第２の方法によれば、材料が還元される。即ち、材料の
還元によって、損失が高められることなしに、同様に、
それぞれ任意の臨界温度を調整設定することができる。
酸素含量の空間的に制限された低減は、例えば、還元性
の雰囲気（通例アルゴンまたは真空）においてレーザビ
ームを用いた局所的な加熱によって実現される。
２つの方法で製造することができる。第１の方法におい
て、マイクロ構造化の前または後で超伝導体フィルムの
イオン照射によって、超伝導体、ここではイットリウム
−バリウム−銅酸塩における不秩序が高められる。それ
ぞれ所望の転移温度はこの方法によって製造可能であ
る。しかし非常に低い転移温度には高い損失が生じるの
で、高いＱを有するフィルタに対しては望ましくない。
第２の方法によれば、材料が還元される。即ち、材料の
還元によって、損失が高められることなしに、同様に、
それぞれ任意の臨界温度を調整設定することができる。
酸素含量の空間的に制限された低減は、例えば、還元性
の雰囲気（通例アルゴンまたは真空）においてレーザビ
ームを用いた局所的な加熱によって実現される。
【００２７】そこで図３の共振器の共振特性は温度の変
化によって３段階に切り換え可能である。フィルタが７
７Ｋ．（窒素の沸騰温度）で作動すると、共振器全体が
活性状態である。図４のａないしｃにおいて、２０１
で、抵抗加熱として用いられる導体が示されている。電
圧を導体２０１に印加することによって、導体を通って
電流が流れ、この電流がフィルタを加熱する。８９Ｋ．
に高められた作動温度では、その共振周波数は２倍にな
る。その理由は、超伝導性のセグメントの長さが半分に
短縮されるからである。
化によって３段階に切り換え可能である。フィルタが７
７Ｋ．（窒素の沸騰温度）で作動すると、共振器全体が
活性状態である。図４のａないしｃにおいて、２０１
で、抵抗加熱として用いられる導体が示されている。電
圧を導体２０１に印加することによって、導体を通って
電流が流れ、この電流がフィルタを加熱する。８９Ｋ．
に高められた作動温度では、その共振周波数は２倍にな
る。その理由は、超伝導性のセグメントの長さが半分に
短縮されるからである。
【００２８】作動温度として７７Ｋ．が設定されると、
抵抗加熱で十分である。しかし、帯域１１３および１１
２が、アース導体３０および共振器１１の中心帯域１１
が常伝導性になる前に、常伝導性にならなければならな
いことを考慮すべきである。それ故に、サブストレート
２０は十分良好に熱伝導性であるかまたは十分薄くなけ
ればならない。
抵抗加熱で十分である。しかし、帯域１１３および１１
２が、アース導体３０および共振器１１の中心帯域１１
が常伝導性になる前に、常伝導性にならなければならな
いことを考慮すべきである。それ故に、サブストレート
２０は十分良好に熱伝導性であるかまたは十分薄くなけ
ればならない。
【００２９】抵抗加熱の別の実現例が図４のｂに示され
ている。この実施例では、共振器の等温化および加熱の
ために共振器上に付加的に被着されたマイクロ構造を備
えている。即ち、導体２０１が、薄い絶縁層２００によ
って導電的に分離されて、共振器の表面に被着されてい
る。
ている。この実施例では、共振器の等温化および加熱の
ために共振器上に付加的に被着されたマイクロ構造を備
えている。即ち、導体２０１が、薄い絶縁層２００によ
って導電的に分離されて、共振器の表面に被着されてい
る。
【００３０】図４のｃに示されているように、フィルタ
の熱容量を低減しかつフィルタの高周波損を僅かに抑え
るために、帯域１１３および１１４にのみ加熱を行うよ
うにすることもできる。即ち、この実施例では、ペルチ
ェ冷却および加熱のために、共振器上に付加的に取り付
けられた２つのマイクロ構造を有している。いずれの場
合にも、絶縁層２００が十分に良好な熱伝導性を有して
おり、かつ中心帯域１１１が縁帯域１１３および１１２
の前に常伝導性にならないように考慮されなければなら
ない。このような等温化は一般に金属層２０１による熱
伝導率によって既に実現される。
の熱容量を低減しかつフィルタの高周波損を僅かに抑え
るために、帯域１１３および１１４にのみ加熱を行うよ
うにすることもできる。即ち、この実施例では、ペルチ
ェ冷却および加熱のために、共振器上に付加的に取り付
けられた２つのマイクロ構造を有している。いずれの場
合にも、絶縁層２００が十分に良好な熱伝導性を有して
おり、かつ中心帯域１１１が縁帯域１１３および１１２
の前に常伝導性にならないように考慮されなければなら
ない。このような等温化は一般に金属層２０１による熱
伝導率によって既に実現される。
【００３１】作動温度が素子に生じる最低の臨界温度よ
り高ければ、温度調整設定のための加熱は十分でなくか
つ付加的な冷却を設定する必要がある。このことはしば
しば、ペルチェ原理に従って機能することができるの
で、その結果これまで説明した図における抵抗加熱は単
に、オーバラップする２つの異なった金属層によって置
換するだけでよい。
り高ければ、温度調整設定のための加熱は十分でなくか
つ付加的な冷却を設定する必要がある。このことはしば
しば、ペルチェ原理に従って機能することができるの
で、その結果これまで説明した図における抵抗加熱は単
に、オーバラップする２つの異なった金属層によって置
換するだけでよい。
【００３２】更に別の解決手段によれば、この種のフィ
ルタに対するケーシングに加熱および／または冷却機能
を備えるようにしている。この種の調整に対する実施例
が図５に示されている。サブストレート２０上に共振器
１１と、出力側１４と、入力側（見えていない）とから
成るプレーナ形フィルタエレメントは、切断して図示さ
れているケーシング３００に存在している。簡単にする
ために、ここではケーシングとして、すべての構造上の
ディテールが省略された簡単な立方体が選ばれた。共振
器は図１のパターンに従って構成されている。ケーシン
グ内に、ペルチェ効果素子３０１が収容されており、こ
れはフィルタ全体を加熱しかつ冷却し、従ってオンオフ
することができる。その他の温度調整法は当業者には明
らかである。
ルタに対するケーシングに加熱および／または冷却機能
を備えるようにしている。この種の調整に対する実施例
が図５に示されている。サブストレート２０上に共振器
１１と、出力側１４と、入力側（見えていない）とから
成るプレーナ形フィルタエレメントは、切断して図示さ
れているケーシング３００に存在している。簡単にする
ために、ここではケーシングとして、すべての構造上の
ディテールが省略された簡単な立方体が選ばれた。共振
器は図１のパターンに従って構成されている。ケーシン
グ内に、ペルチェ効果素子３０１が収容されており、こ
れはフィルタ全体を加熱しかつ冷却し、従ってオンオフ
することができる。その他の温度調整法は当業者には明
らかである。
【図１】５つの共振器から成るマイクロストリップ技術
におけるプレーナ形帯域通過フィルタの概略図である。
におけるプレーナ形帯域通過フィルタの概略図である。
【図２】ジョセフソン接点を備えた共振器の平面図およ
び側方断面図である。
び側方断面図である。
【図３】異なった臨界温度の帯域を有する共振器の平面
図である。
図である。
【図４】それぞれ、付加的に加熱／冷却部が取り付けら
れている、図３の装置の実施例の側方断面図である。
れている、図３の装置の実施例の側方断面図である。
【図５】温度調整機能を備えたケーシング内に組み立て
られフィルタの斜視図である。
られフィルタの斜視図である。
１１ 共振器、 ２０ サブストレート、 ３０ アー
ス導体、 ５０ ジョセフソン接点、 ６０，２００
絶縁層、 ７０ 制御導体、 ９０ 線状の乱れ、 １
１１，１１２，１１３ 異なった臨界温度を有する帯
域、 ２０１ 導体層、 ３０１ ペルチェ効果素子
ス導体、 ５０ ジョセフソン接点、 ６０，２００
絶縁層、 ７０ 制御導体、 ９０ 線状の乱れ、 １
１１，１１２，１１３ 異なった臨界温度を有する帯
域、 ２０１ 導体層、 ３０１ ペルチェ効果素子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 クラウス シュミット ドイツ連邦共和国 マークシュタット ア ルテ シュツットガルター シュトラーセ 78 (72)発明者 マッティアス クラウダ ドイツ連邦共和国 シュツットガルト ラ ンダウアー シュトラーセ 76 (72)発明者 ノイマン クリスティアン ドイツ連邦共和国 メークリンゲン ホー エンシュタウフェンシュトラーセ 28
Claims (12)
- 【請求項１】 サブストレート上に被着された超伝導体
マイクロ構造を備えたプレーナ形高周波共振器であっ
て、超伝導体マイクロ構造の幾何学形状が共振器の共振
特性、例えば共振の位置および幅を決定する形式のもの
において、共振器の前以て決められた部分を常伝導状態
に移行させることができる手段が設けられていることを
特徴とするプレーナ形高周波共振器。 - 【請求項２】 超伝導体マイクロ構造は銅酸塩から形成
されている請求項１記載のプレーナ形高周波共振器。 - 【請求項３】 常伝導状態に移行される部分に対して、
前記超伝導体マイクロ構造において、該超伝導体マイク
ロ構造の縁部に対してほぼ垂直に、少なくとも１つのジ
ョセフソン接点が取り付けられている請求項１または２
記載のプレーナ形高周波共振器。 - 【請求項４】 ジョセフソン接点はサブストレートの結
晶構造の局所的な障害帯域をカバーする請求項３記載の
プレーナ形高周波共振器。 - 【請求項５】 ジョセフソン接点とは絶縁層を介して分
離されている電気導体が設けられており、かつ該導体を
流れる電流によって、前記ジョセフソン接点に対して平
行である成分を有する磁場を発生可能である請求項３ま
たは４記載のプレーナ形高周波共振器。 - 【請求項６】 前記超伝導体マイクロ構造は異なった臨
界温度を有する少なくとも２つの帯域から成り、かつ共
振器の温度を変えるための装置が設けられている請求項
１または２記載のプレーナ形高周波共振器。 - 【請求項７】 前記帯域は種々異なった結晶学的な不秩
序によって実現されている請求項６記載のプレーナ形高
周波共振器。 - 【請求項８】 前記帯域は、化学量論における変化、例
えば局所的な酸素含量における変化によって実現されて
いる請求項６記載のプレーナ形高周波共振器。 - 【請求項９】 少なくとも１つの入力側、少なくとの１
つの出力側および請求項１から８までのいずれか１項記
載の少なくとも１つの共振器がサブストレート上に配設
されていることを特徴とするプレーナ形高周波フィル
タ。 - 【請求項１０】 誘電体サブストレート上に、超伝導体
層を被着しかつマイクロ構造化し、かつ超伝導性の層を
被着する前に、サブストレートが高められた不秩序の線
形状の構造を備えるようにすることを特徴とする請求項
３記載の共振器の製造方法。 - 【請求項１１】 誘電体サブストレート上に、超伝導体
層を被着しかつマイクロ構造化し、該超伝導体層は銅酸
塩から成っており、かつ結晶学的な不秩序をマイクロ構
造化の前または後でフィルムのイオン照射を用いて製造
する請求項８記載の共振器の製造方法。 - 【請求項１２】 誘電体サブストレート上に、超伝導体
層を被着しかつマイクロ構造化し、局所的な酸素含量の
変化を還元雰囲気中の強力な光照射を用いた局所的な加
熱によって製造する請求項８記載の共振器の製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19619585A DE19619585C2 (de) | 1996-05-15 | 1996-05-15 | Schaltbarer planarer Hochfrequenzresonator und Filter |
| DE19619585.3 | 1996-05-15 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1051205A true JPH1051205A (ja) | 1998-02-20 |
Family
ID=7794392
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9125623A Pending JPH1051205A (ja) | 1996-05-15 | 1997-05-15 | プレーナ形高周波共振器およびフィルタ並びに共振器の製造方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5912472A (ja) |
| JP (1) | JPH1051205A (ja) |
| CN (1) | CN1173079A (ja) |
| DE (1) | DE19619585C2 (ja) |
| FR (1) | FR2748859B1 (ja) |
| RU (1) | RU2179356C2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016512672A (ja) * | 2013-03-14 | 2016-04-28 | インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーションＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｂｕｓｉｎｅｓｓ Ｍａｃｈｉｎｅｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ | パーセル損失を制御する方法、システム、チップおよびコンピュータ・プログラム |
| JP2018503249A (ja) * | 2014-12-09 | 2018-02-01 | ノースロップ グラマン システムズ コーポレイションＮｏｒｔｈｒｏｐ Ｇｒｕｍｍａｎ Ｓｙｓｔｅｍｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ | 超伝導スイッチシステム |
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| EP0920067A3 (en) * | 1997-11-12 | 2001-05-16 | Com Dev Ltd. | Microwave switch and method of operation thereof |
| SE513355C2 (sv) * | 1998-07-17 | 2000-08-28 | Ericsson Telefon Ab L M | Omkopplingsbart lågpassfilter |
| DE19833512A1 (de) * | 1998-07-25 | 2000-01-27 | Daimler Chrysler Ag | Aktives Hochfrequenzsteuerelement |
| MXPA02000642A (es) * | 1999-07-23 | 2002-07-02 | Univ Columbia | Resonador y filtro superconductores de alta temperatura sintonizables. |
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| US6496351B2 (en) | 1999-12-15 | 2002-12-17 | Jds Uniphase Inc. | MEMS device members having portions that contact a substrate and associated methods of operating |
| US6229684B1 (en) | 1999-12-15 | 2001-05-08 | Jds Uniphase Inc. | Variable capacitor and associated fabrication method |
| US6593833B2 (en) | 2001-04-04 | 2003-07-15 | Mcnc | Tunable microwave components utilizing ferroelectric and ferromagnetic composite dielectrics and methods for making same |
| TWI232610B (en) * | 2003-12-04 | 2005-05-11 | Chung Shan Inst Of Science | Method for fine tuning a thermal tunable superconductor filter |
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| RU2293397C2 (ru) * | 2005-03-28 | 2007-02-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Северо-Кавказский государственный технический университет" | Тонкопленочный полупроводниковый электронный резонатор |
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| US8972921B2 (en) | 2013-03-14 | 2015-03-03 | International Business Machines Corporation | Symmetric placement of components on a chip to reduce crosstalk induced by chip modes |
| US8865537B2 (en) | 2013-03-14 | 2014-10-21 | International Business Machines Corporation | Differential excitation of ports to control chip-mode mediated crosstalk |
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1996
- 1996-05-15 DE DE19619585A patent/DE19619585C2/de not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-05-15 US US08/856,840 patent/US5912472A/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-05-15 JP JP9125623A patent/JPH1051205A/ja active Pending
- 1997-05-15 RU RU97107761/09A patent/RU2179356C2/ru active
- 1997-05-15 CN CN97113505A patent/CN1173079A/zh active Pending
- 1997-05-15 FR FR9705985A patent/FR2748859B1/fr not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
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|---|---|
| US5912472A (en) | 1999-06-15 |
| RU2179356C2 (ru) | 2002-02-10 |
| FR2748859B1 (fr) | 1999-03-26 |
| CN1173079A (zh) | 1998-02-11 |
| DE19619585C2 (de) | 1999-11-11 |
| FR2748859A1 (fr) | 1997-11-21 |
| DE19619585A1 (de) | 1997-11-27 |
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