高温超导微波延迟线的制备及测试研究

摘要

所谓延迟线,就是电子系统中可以实现信号延迟的元件。随着近代电子工业的迅猛发展,延迟线得到了越来越多的重视,广泛应用在了雷达、电子战、频谱分析等领域。高温超导微波延迟线有着极为广阔的发展空间和巨大的应用潜力,随着制备工艺的逐步成熟,高温超导微波延迟线必将成为未来微波器件的重要组件。其具备的体积小、重量轻、Q值高、插损小等优点都是常规导体所无法比拟的。
　　 本文说明了微带线的结构和原理,讲解了高温超导材料的发展、应用和特性。在频率很高时,超导体内有交变电场存在。交变电场同样作用于正常电子,会使他们产生运动,这样就会带来损耗。这就表明了在高频时超导体具有电阻Rs。本文采用电子科大的镜像蓝宝石谐振法,对制备的小面积高温超导薄膜的表面电阻进行了测试,得到了谐振器的固有品质因数和有载品质因数,并根据公式计算出了高温超导薄膜的表面电阻。
　　 这次实验采用HFSS对曲折双螺旋结构高温超导微波延迟线进行了仿真,得出了S参数、插损和群时延仿真图。并使用常规金属对微波延迟线进行了预制,结合仿真结果和对预制延迟线的测试,推测出同规格高温超导微波延迟线应具备的性质。
　　 本文利用脉冲激光沉积(PLD)方法按照微带线结构制备了YBCO高温超导微波延迟线,并使用矢量网络分析仪对其进行了测试。将测试结果和制备前的仿真结果进行了对比,通过对比,在工艺方面找出了实验中的一些不足,并简单提出了改进方案。

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前言

第一章 电磁场微带理论

1.1 微带线的发展和应用

1.2 微带电路的结构

1.3 微带线的常用材料

1.3.1 介质材料

1.3.2 铜箔种类及厚度选择

1.3.3 环境适应性选择

1.4 微带线的传输特性分析和设计方法

1.4.1 微带线的传输特性分析

1.4.2 微带线设计方法

1.5 色散效应和高次模的影响

1.6 微带线的损耗

第二章 高温超导介绍

2.1 、超导研究的历史和应用

2.1.1 超导研究的发展简史

2.1.2 高温超导技术的应用

2.2 超导材料的基本性质

2.2.1 伦敦方程和迈斯纳效应

2.2.2 临界磁场

2.2.3 临界温度特性分析

2.2.4 临界电流密度特性

2.2.5 高温超导材料表面电阻特性

第三章 高温超导薄膜的表面电阻测试

3.1 测试方法简介

3.2 测试方法的理论模型

3.3 A、B值的计算方法

3.4 校准方法

3.5 测量固有品质因数

3.6 利用镜像法测HTS薄膜的表面电阻

第四章 高温超导微波延迟线的制备

4.1 预制曲折双螺旋延迟线

4.2 高温超导微波延迟线的设计简述

4.2.1 高温超导微波延迟线简史

4.2.2 葛温超导微波延迟线结构设计

4.3 高温超导微波延迟线的仿真

4.4 高温超导延迟线的加工

4.4.1 高温超导薄膜的制备

4.4.2 制作掩模板

4.4.3 高温超导薄膜的光刻

4.4.4 封装电路

第五章 高温超导微波延迟线的测试和分析

5.1 测试系统

5.2 测试结果和相关分析

5.3 改进方案和总结

第六章 结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文