JP2002057506A - 超伝導フィルタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 多段化を容易に行うことができ、また、各段
間の信号の結合度を容易に調整することのできる超伝導
フィルタを提供する。 【解決手段】 内部に導体板１４を有し、電磁波を遮蔽
する金属製容器１６と、誘電体基板２０と、誘電体基板
２０の一面に形成された酸化物高温超伝導体のフィーダ
ラインパターン２４と、誘電体基板２０の他面に形成さ
れたグランドプレーン１８とを有し、グランドプレーン
１８が導体板１４に接触するように導体板１４上に配置
された入出力フィーダ用基板１２と、誘電体基板２０
と、誘電体基板２０の一面に形成された酸化物高温超伝
導体のヘアピン型パターンと、誘電体基板２０の他面に
形成されたグランドプレーン１８とを有し、入出力フィ
ーダ用基板１２間の導体板１４上に、グランドプレーン
１８が導体板１４に接触するように配置された複数の１
／２波長型ヘアピン型共振器１０を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、準マイクロ波や、
マイクロ波、ミリ波等の高周波電気信号を扱う超伝導フ
ィルタに関する。

【０００２】

【従来の技術】酸化物高温超伝導体を回路導体とした平
面型回路のフィルタでは、酸化マグネシウムやランタン
アルミネート等の誘導体基板の片面ないしは両面に酸化
物高温超伝導体膜の回路パターンを形成することが行わ
れている。

【０００３】平面型回路のフィルタの伝送線路構造とし
ては、例えば、誘電体基板の一方の面にストリップ導体
を、他方の面に接地導体を設けて、これら二つの導体間
に電界を加えて電磁波を伝搬するマイクロストリップラ
イン（microstrip line）が知られている。その他に、
トリプレートストリップライン（triplate strip lin
e）、コプレーナライン（coplanar line）等が知られて
いる。これらの伝送線路構造が、フィルタの使用目的等
に応じて使い分けられている。

【０００４】上述の平面型回路からなる酸化物高温超伝
導フィルタは、準マイクロ波や、マイクロ波、ミリ波等
の高周波電気信号を扱うことができる。このように、フ
ィルタの回路導体として酸化物高温超伝導体膜を用いた
場合、電気良導体である金や、銀、銅、アルミニウム等
を回路導体として用いた場合に比べてエネルギー損失を
低減することができる。したがって、酸化物高温超伝導
フィルタ回路は、最小挿入損失が小さく、かつ周波数遮
断特性が急峻な高無負荷Ｑのフィルタを構成するのに有
効なものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】同じ無負荷Ｑを有する
共振器を用いて、より急峻な周波数遮断特性を有するフ
ィルタを構成するためには、共振器の数、すなわち段数
を増すことが必要となる。平面型回路のフィルタの段数
を増すためには、共振器回路を形成する基板面積を大き
くする必要がある。しかしながら、基板面積が大きくな
るにつれて、回路導体となる酸化物高温超伝導膜を基板
上に均質に成膜した基板を作製することが次第に容易で
なくなり、該フィルタ製作のコストアップの一因となっ
ていた。

【０００６】また、一般に、電磁場の共振を利用した高
周波フィルタにおいて、周波数遮断などの伝送特性は、
段間の信号結合度が変わることによって変化する。この
ため、調整ネジを設けるなどして信号の結合度を調整す
ることが必要に応じて行われている。設計に基づく所要
の精度の伝送特性は、調整ネジによる信号の結合度の調
整によって近似される。しかしながら、調整ネジによっ
て信号の結合度を調整する場合、段数が増加するにつれ
て最適でない解が一般に増す傾向にある。このために、
各段間の信号結合度の調整が、段数を増すにつれて困難
になることが経験的に知られている。同じ通過帯域幅の
バンドパスフィルタを構成する場合、高い無負荷Ｑを有
する酸化物高温超伝導フィルタでは、低い無負荷Ｑを有
するフィルタに比べて、相対的に段間の信号の結合を弱
める必要がある。このためには段間の距離を離し信号結
合度を調整することが有効である。しかしながら、段間
の距離を離した場合、通常の調整ネジを用いた方法で
は、段間の結合度を充分に調整することが困難なものに
なってしまっていた。

【０００７】本発明の目的は、多段化を容易に行うこと
ができ、また、各段間の信号の結合度を容易に調整する
ことのできる超伝導フィルタを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的は、内部に電気
伝導性の載置面を有し、電磁波を遮蔽する容器と、誘電
体基板と、前記誘電体基板の一面に形成された酸化物高
温超伝導体の入力フィーダ用回路パターンと、前記誘電
体基板の他面に形成された接地層とを有し、前記接地層
が前記載置面に接触するように前記載置面上に配置され
た入力フィーダ用基板と、誘電体基板と、前記誘電体基
板の一面に形成された酸化物高温超伝導体の出力フィー
ダ用回路パターンと、前記誘電体基板の他面に形成され
た接地層とを有し、前記接地層が前記載置面に接触する
ように前記載置面上に配置された出力フィーダ用基板
と、誘電体基板と、前記誘電体基板の一面に形成された
酸化物高温超伝導体の共振器用回路パターンと、前記誘
電体基板の他面に形成された接地層とを有し、前記入力
フィーダ用基板と前記出力フィーダ用基板との間の前記
載置面上に、前記接地層が前記載置面に接触するように
配置された複数の共振器用基板とを有することを特徴と
する超伝導フィルタにより達成される。

【０００９】また、上記目的は、内部に電気伝導性の載
置面を有し、電磁波を遮蔽する容器と、誘電体基板と、
前記誘電体基板の一面に形成された酸化物高温超伝導体
の入力フィーダ用回路パターンと、前記誘電体基板の他
面に形成された接地層とを有し、前記接地層が前記載置
面に接触するように前記載置面上に配置された入力フィ
ーダ用基板と、誘電体基板と、前記誘電体基板の一面に
形成された酸化物高温超伝導体の出力フィーダ用回路パ
ターンと、前記誘電体基板の他面に形成された接地層と
を有し、前記接地層が前記載置面に接触するように前記
載置面上に配置された出力フィーダ用基板と、誘電体基
板と、前記誘電体基板の一面に形成された酸化物高温超
伝導体の共振器用回路パターンと、前記誘電体基板の他
面に形成された接地層とを有し、前記入力フィーダ用基
板と前記出力フィーダ用基板との間の前記載置面上に、
前記接地層が前記載置面に接触するように配置された複
数の共振器用基板と、誘電体基板と、前記誘電体基板の
一面に形成された接地層とを有し、前記誘電体基板の他
面が、前記入力フィーダ用回路パターンと、前記出力フ
ィーダ用回路パターンと、前記共振器用回路パターンと
に接触するように、前記入力フィーダ用基板と、前記出
力フィーダ用基板と、前記共振器用基板の誘電体基板の
一面上にそれぞれ配置された複数の回路カバー用基板と
を有することを特徴とする超伝導フィルタにより達成さ
れる。

【００１０】また、上記の超伝導フィルタにおいて、板
状体を前記容器の底面に配置し、前記板状体の一面を前
記載置面としてもよい。

【００１１】また、上記の超伝導フィルタにおいて、前
記板状体は、誘電体基板と、前記誘電体基板の一面に形
成された酸化物高温超伝導体膜とを有し、前記誘電体基
板の前記一面を前記載置面としてもよい。

【００１２】また、上記の超伝導フィルタにおいて、前
記共振器用基板を、前記載置面上で、前記共振器用基板
の配置方向に対して略垂直に移動し、前記共振器用基板
間の相対的位置関係を変化する位置調整機構を更に有す
るようにしてもよい。

【００１３】

【発明の実施の形態】［第１実施形態］本発明の第１実
施形態による超伝導フィルタについて図１乃至図４を用
いて説明する。図１は、本実施形態による超伝導フィル
タの構造を示す概略図、図２は、超伝導フィルタの伝送
線路構造を示す斜視図、図３は、共振器位置調整機構を
設けた超伝導フィルタの構造を示す上面図、図４は、誘
電体のブリッジングによる信号結合調整を示す概略図で
ある。

【００１４】まず、本実施形態による超伝導フィルタの
構造について図１及び図２を用いて説明する。図１
（ａ）は、超伝導フィルタの構造を示す上面図、図１
（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ′断面図である。

【００１５】本実施形態による超伝導フィルタは、マイ
クロストリップライン伝送線路構造で、１／２波長型ヘ
アピン型共振器１０からなる１１段のバンドパスフィル
タである。

【００１６】本実施形態による超伝導フィルタでは、図
１に示すように、外部電磁波を遮蔽する金属製容器１６
底部に導体板１４が固定されている。導体板１４上に
は、入出力フィーダ用基板１２が両端に、それらの間に
１／２波長型ヘアピン型共振器１０が一列に配置されて
いる。また、金属製容器１６には、その両端に外部機器
との接続のための同軸コネクタ２８が取り付けられ、上
蓋３４によって開口が閉じられている。

【００１７】１／２波長型ヘアピン型共振器１０及び入
出力フィーダ用基板１２は、誘電体基板２０からなるも
のであり、図２に示すように、誘電体基板２０の導体板
１４と接触する側に酸化物高温超伝導体膜であるグラン
ドプレーン１８が形成されている。１／２波長型ヘアピ
ン型共振器１０の誘電体基板２０の上面には酸化物高温
超伝導体からなる１／２波長型のヘアピン型パターン２
２が形成されている。入出力フィーダ用基板１２の誘電
体基板２０上面には、酸化物高温超伝導体膜からなる１
／４波長型のフィーダラインパターン２４と、その端部
に電極２６とが形成されている。

【００１８】金属製容器１６両端に取り付けられた同軸
コネクタ２８のピン３０は、図１に示すように、入出力
フィーダ用基板１２の電極２６にはんだ、導体ペースト
等により固定されている。また、金属製容器１６を閉鎖
する上蓋３４には、必要に応じて信号結合度調整用ネジ
３２が取り付けられている。

【００１９】以下に、本実施形態による超伝導フィルタ
の各構成部分について詳述する。

【００２０】（１）１／２波長型ヘアピン型共振器１
０、入出力フィーダ用基板１２ １／２波長型ヘアピン型共振器１０及び入出力フィーダ
用基板１２の誘電体基板２０としては、例えば、ＭｇＯ
単結晶基板が用いられる。このとき、ヘアピン型パター
ン２２またはフィーダラインパターン２４と、グランド
プレーン１８とが形成されるＭｇＯ単結晶基板の面は
（１００）面となっている。

【００２１】１／２波長型ヘアピン型共振器１０及び入
出力フィーダ用基板１２のグランドプレーン１８は、酸
化物高温超伝導体膜、例えば、０．４μｍ〜１μｍの厚
さのＹＢａ₂Ｃｕ₃Ｏ_7-δ超伝導体膜によって形成され
る。

【００２２】ヘアピン型パターン２２及びフィーダライ
ンパターン２４は、共に酸化物高温超伝導体膜、例え
ば、０．２μｍ〜１μｍの厚さのＹＢａ₂Ｃｕ₃Ｏ_7-δ超
伝導体膜によって形成される。

【００２３】フィーダラインパターン２４の端部には、
入出力用の電極２６が設けられており、例えばＡｇ膜等
で形成される。これらの電極２６には、金属製容器１６
に取り付けられる同軸コネクタ２８のピン３０がはん
だ、導体ペースト等により固定される。

【００２４】上述の１／２波長型ヘアピン型共振器１０
及び入出力フィーダ用基板１２は、例えば、ＭｇＯ（１
００）基板の両面にレーザー蒸着法によりＹＢａ₂Ｃｕ₃
Ｏ_7-δを成膜した後、設計に基づくヘアピン型パターン
２２及びフィーダラインパターン２４の形成工程、電極
２６の形成工程、基板を所要寸法にカットするダイシン
グ工程等を経て作製される。

【００２５】このように、本実施形態による超伝導フィ
ルタを構成する各１／２波長型ヘアピン型共振器１０及
び入出力フィーダ用基板１２が、それぞれ分割されて作
製されるので、酸化物高温超伝導体膜の不良領域に形成
された粗悪品を除外し、良品のみを選別して超伝導フィ
ルタを構成することができる。

【００２６】従来までの、同一基板上に伝送線路となる
回路パターンの全てを形成する平面型回路のフィルタで
は、多段するためには基板を大面積にする必要があっ
た。しかし、基板を大面積にした場合、基板全領域にわ
たり回路パターンとして使用できる状態で酸化物高温超
伝導体膜を形成することは困難であった。このため、多
段化したフィルタを歩留まり良く製造することは困難で
あった。

【００２７】しかしながら、本実施形態による超伝導フ
ィルタは、上述のように作製された１／２波長型ヘアピ
ン型共振器１０及び入出力フィーダ用基板１２の中から
良品のみを選別して伝送線路を構成することができるの
で、容易に多段化を行うことができる。

【００２８】また、本実施形態による超伝導フィルタで
は、伝送線路を構成するヘアピン型パターン２２及びフ
ィーダラインパターン２４それぞれが、別々の誘電体基
板２０上に形成されている。このため、各誘電体基板２
０を導体板１４に配置する位置を調整することにより、
超伝導フィルタとしての周波数特性の調整を容易に行う
ことができる。

【００２９】（２）導体板１４ 導体板１４は、例えば、インバー合金にＮｉ下地のＡｕ
メッキまたはＡｇメッキを３μｍの厚さで施したもので
ある。

【００３０】このような導体板１４上に、上述の１／２
波長型ヘアピン型共振器１０と入出力フィーダ用基板１
２とがグランドプレーン１８を下にしてインジウム−錫
合金等により融着される。これにより、各１／２波長型
ヘアピン型共振器１０と入出力フィーダ用基板１２とが
同一電位となっている。

【００３１】また、１／２波長型ヘアピン型共振器１０
と入出力フィーダ用基板１２の、グランドプレーン１８
が形成された底面に、さらにＡｇまたはＡｕ薄膜を形成
して導体板１４に配置してもよい。この場合、導体板１
４との密着性が良好であり、かつ滑りが良好であるた
め、インジウム−錫合金による融着の場合と比べて１／
２波長型ヘアピン型共振器１０の位置の微調整を行うこ
とができる。このような微調整後に、インジウム−鉛合
金等により融着して導体板１４に固定してもよい。その
他、銀ペースト等の導体ペーストにより固定してもよい
し、板バネを介して導体板１４にネジ止めしてもよい。

【００３２】１／２波長型ヘアピン型共振器１０と入出
力フィーダ用基板１２との導体板１４への配置は、通
常、計算機シュミレーション等により予め所望のフィル
タ特性が得られるように設計されている。

【００３３】（３）金属製容器１６、上蓋３４ 金属製容器１６の底部には、１／２波長型ヘアピン型共
振器１０と入出力フィーダ用基板１２との配列が接着さ
れた導体板１４が固定される。金属製容器１６の側面に
は同軸コネクタ２８が取り付けられる。同軸コネクタ２
８のピン３０は、入出力フィーダ用基板１２の電極２６
にはんだ、導体ペースト等により固定される。

【００３４】上蓋３４は、導体板１４の固定された金属
製容器１６を閉鎖するものである。上蓋３４には、必要
に応じて信号結合度調整用ネジ３２を取り付けることが
できる。

【００３５】このように、１／２波長型ヘアピン型共振
器１０と入出力フィーダ用基板１２とが配置された導体
板１４を金属製容器１６内に収容し、金属製容器１６の
開口を上蓋３４で閉じることにより、外部電磁波による
信号への干渉が遮蔽される。

【００３６】（４）信号結合度調整ネジ３２ 信号結合度調整用ネジ３２は、必要に応じて上蓋３４に
取り付けられる。信号結合度調整用ネジ３２の端部は、
１／２波長型ヘアピン型共振器１０と入出力フィーダ用
基板１２との配列の上方の空間で上下移動することがで
きる。これにより、各１／２波長型ヘアピン型共振器１
０間及び１／２波長型ヘアピン型共振器１０と入出力フ
ィーダ用基板１２との間の信号の結合度を調整すること
ができる。信号結合度調整用ネジ３２としては、金属製
や樹脂製のものを用いることができる。また、複数の信
号結合度調整ネジを上蓋３４に取り付けてもよい。

【００３７】（５）信号結合度の調整 本実施形態による超伝導フィルタでは、信号結合調整ネ
ジ３２による信号結合度の調整だけでなく、以下に述べ
る各種方法によって信号結合度の調整を行うことができ
る。

【００３８】（ａ）ブリッジングによる信号結合度の調
整 図３に示すように、１／２波長型ヘアピン型共振器１０
間や１／２波長型ヘアピン型共振器１０と入出力フィー
ダ用基板１２間に誘電体２９を配置する、すなわち、ブ
リッジングすることにより、各１／２波長型ヘアピン型
共振器１０間及び１／２波長型ヘアピン型共振器１０と
入出力フィーダ用基板１２との間の信号の結合度を調整
することが可能である。図３の点線楕円内は、１／２波
長型ヘアピン型共振器１０間に誘電体２９をブリッジン
グした状態の断面図を示している。この目的には、酸化
マグネシウム、酸化チタン、ランタンアルミネート、サ
ファイア、アルミナ、チタン酸ストロンチウム、チタン
酸マグネシウム、チタン酸カルシウム、石英ガラス、Ｐ
ＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＰＥ（ポリエ
チレン）、ＰＩ（ポリイミド）、ＰＭＭＡ（ポリメタク
リル酸メチル）等の誘電体を用いることができる。

【００３９】また、図３に示すように、上述のブリッジ
ングされた誘電体２９の位置を移動する誘電体位置調整
機構３１を設けてもよい。

【００４０】誘電体位置調整機構３１は、金属製容器１
６の内壁近傍に設けられ、ブリッジングされた誘電体２
９にシャフト３３を介して接続されている。

【００４１】誘電体位置調整機構３１は、例えばピエゾ
素子のような圧電素子から構成されている。この誘電体
位置調整機構３１に電圧を印加することにより、１／２
波長型ヘアピン型共振器１０の配列の方向に対して誘電
体位置調整機構３１を垂直に伸縮する。これにより、シ
ャフト３３を介して誘電体位置調整機構３５に接続され
た誘電体２９の位置を移動して、信号の結合度を調整す
ることが可能である。

【００４２】なお、誘電体２９の代わりに、図４に示す
ように、酸化物高温超伝導体３５を１／２波長型ヘアピ
ン型共振器１０間や１／２波長型ヘアピン型共振器１０
と入出力フィーダ用基板１２との間にブリッジングする
ことによっても、信号の結合度を調整することが可能で
ある。

【００４３】（ｂ）共振器位置調整機構３６による信号
結合度の調整 １／２波長型ヘアピン型共振器１０を導体板１４上に固
定せず、図５に示すように、１／２波長型ヘアピン型共
振器１０に共振器位置調整機構３６を設けることによ
り、各１／２波長型ヘアピン型共振器１０間の信号結合
度を調整することができる。

【００４４】共振器位置調整機構３６が接続される１／
２波長型ヘアピン型共振器１０は、例えば、前述のよう
に、その底面にＡｇまたはＡｕ薄膜が形成されて導体板
１４に配置される。これにより、共振器位置調整機構３
６が接続される１／２波長型ヘアピン型共振器１０は、
導体板１４上でスライドすることができる。

【００４５】共振器位置調整機構３６は、金属製容器１
６の内壁近傍に設けられ、導体板１４に固定されていな
い１／２波長型ヘアピン型共振器１０端部にシャフト３
７を介して接続されている。図５は、共振器位置調整機
構３６が、配列された１／２波長型ヘアピン型共振器１
０の一つおきに接続されている場合を示したものであ
る。

【００４６】共振器位置調整機構３６は、例えばピエゾ
素子のような圧電素子から構成されている。この共振器
位置調整機構３６に電圧を印加することにより、１／２
波長型ヘアピン型共振器１０の配列の方向に対して共振
器位置調整機構３６を垂直に伸縮することができる。こ
れにより、シャフト３７を介して共振器位置調整機構３
６に接続された１／２波長型ヘアピン型共振器１０の、
隣接する１／２波長型ヘアピン型共振器１０との位置関
係を変化することができる。

【００４７】なお、共振器位置調整機構３６に接続され
た１／２波長型ヘアピン型共振器１０の移動方向にずれ
が生じないように、スライド用ガイド５０等を導体板１
４に設けることが望ましい。

【００４８】こうして各１／２波長型ヘアピン型共振器
１０の位置関係を変化することにより、各１／２波長型
ヘアピン型共振器１０間の信号の結合度を調整すること
ができる。

【００４９】なお、共振器位置調整機構３６の接続は、
配列された１／２波長型ヘアピン型共振器１０の一つお
きのものに限定されるものではない。例えば、全ての１
／２波長型ヘアピン型共振器１０に共振器位置調整機構
３６を設けてもよい。

【００５０】また、共振器位置調整機構３６は、ネジ等
を用いた機械的手段によって１／２波長型ヘアピン型共
振器１０をそれらの配列に対して垂直に移動するもので
あってもよい。

【００５１】このように本実施形態によれば、１／２波
長型ヘアピン型共振器及び入出力フィーダ用基板といっ
た平面型回路の超伝導フィルタを構成する基板を分割す
ることにより、相対的に大面積の回路を同一基板上に形
成する必要がない。このため、製造欠陥部分を回避する
ことが容易となり、フィルタの多段化を容易に行うこと
がことができる。さらに、平面型回路でありながら、超
伝導フィルタを構成する各１／２波長型ヘアピン型共振
器及び入出力フィーダ用基板の配置に自由度があるた
め、周波数特性を容易に調整することができる。

【００５２】［第２実施形態］本発明の第２実施形態に
よる超伝導フィルタについて図６を用いて説明する。図
６は、本実施形態による超伝導フィルタの伝送線路構造
を示す斜視図である。なお、第１実施形態による超伝導
フィルタと同一の構成要素については同一の符号を付与
し説明を省略或いは簡略にする。

【００５３】本実施形態による超伝導フィルタは、トリ
プレートストリップライン型の伝送線路構造で１／２波
長型共振器３８からなる９段のバンドパスフィルタであ
り、第１実施形態とは、伝送線路の構造が異なる点を除
いてほぼ同一である。

【００５４】図６（ａ）に示すように、本実施形態によ
る超伝導フィルタの伝送線路では、導体板１４上に入出
力フィーダ用基板１２が両端に配置され、それらの間に
１／２波長型共振器３８が配置されている。

【００５５】入出力フィーダ用基板１２の誘電体基板２
０の下面には、グランドプレーン１８が形成され、上面
には、１／２波長型のフィーダラインパターン２４とそ
の端部に電極２６とが設けられている。電極２６には、
導体薄片シート４０が接着されている。

【００５６】１／２波長型共振器３８の誘電体基板２０
の下面には、グランドプレーン１８が形成され、上面に
は、１／２波長型のラインパターン４２が形成されてい
る。

【００５７】上述の１／２波長型共振器３８と、入出力
フィーダ用基板１２の上部にそれぞれには、図６（ｂ）
に示すように、上面にグランドプレーン４４が形成され
た複数の誘電体基板４６が配置される。さらに、これら
の上から導体板４８によって挟まれ、機械的に固定され
たものが本実施形態による超伝導フィルタのトリプレー
トストリップライン型の伝送線路構造である。

【００５８】導体板１４及び導体板４８は、例えば、イ
ンバー合金にＮｉ下地のＡｕメッキまたはＡｇメッキを
３μｍの厚さで施したものである。また、導体板１４と
して、ＭｇＯ単結晶基板の（１００）面上に酸化物高温
超伝導体膜を形成したものなどを用いてもよい。この場
合、導体板１４による信号のエネルギー損失を低減する
ことができ、超伝導フィルタの高無負荷Ｑ化に有効であ
る。

【００５９】誘電体基板２０及び誘電体基板４６には、
例えばＭｇＯ単結晶基板が用いられる。このとき、酸化
物高温超伝導体膜であるグランドプレーン１８及びフィ
ーダラインパターン２４またはラインパターン３８が形
成される誘電体基板２０の上下両面が（１００）面とな
っている。また、グランドプレーン４４が形成される誘
電体基板４６の上面が（１００）面となっている。

【００６０】グランドプレーン１８、フィーダラインパ
ターン２４、ラインパターン４２、グランドプレーン４
４は、酸化物高温超伝導体膜、例えば０．４μｍ〜１μ
ｍの厚さのＳｍＢａ₂Ｃｕ₃Ｏ_7-δ超伝導体膜によって形
成される。

【００６１】フィーダラインパターン２４端部に設けら
れる入出力用の電極２６は、例えばＡｇ膜で形成され
る。電極２６には、例えばＡｕのリボン状の導体薄片シ
ート４０が接着されている。

【００６２】上記の回路パターンが形成される入出力フ
ィーダ用基板１２及び１／２波長型共振器３８と、上面
にグランドプレーン４４が形成された誘電体基板４６と
については、第１実施形態と同様の方法を用いて作製す
ることができる。

【００６３】上述した伝送線路構造は、第１実施形態と
同様に金属製容器等の中に固定され、入出力用の電極２
６に接着されている導体薄片シート４０には、金属製容
器に取り付けられた同軸コネクタのピンに接続される。

【００６４】なお、本実施形態による超伝導フィルタ
は、伝送線路構造を金属製容器内に収容しなくても、フ
ィルタとして動作することができる。

【００６５】また、第１実施形態と同様に、ラインパタ
ーン４２、フィーダラインパターン２４が形成されてい
る誘電体基板２０間に、誘電体或いは酸化物高温超伝導
体をブリッジングすることにより、各１／２波長型共振
器３８間及び１／２波長型共振器３８と入出力フィーダ
用基板１２との間の信号の結合度の調整を行うことがで
きる。

【００６６】また、第１実施形態と同様の共振器位置調
整機構を１／２波長型共振器３８に接続することによっ
ても信号の結合度を調整することが可能である。

【００６７】このように本実施形態によれば、１／２波
長型共振器及び入出力フィーダ用基板といった平面型回
路の超伝導フィルタを構成する基板を分割することによ
り、相対的に大面積の回路を同一基板上に形成する必要
がない。このため、製造欠陥部分を回避することが容易
となり、フィルタの多段化を容易に行うことができる。
さらに、平面型回路でありながら、超伝導フィルタを構
成する各１／２波長型共振器及び入出力フィーダ用基板
の配置に自由度があるため、周波数特性を容易に調整す
ることができる。

【００６８】［変形実施形態］本発明の上記実施形態に
限らず種々の変形が可能である。

【００６９】例えば、上記実施形態では、グランドプレ
ーン１８、ヘアピン型パターン２２、フィーダラインパ
ターン２４、ラインパターン４２、グランドプレーン４
４を形成する酸化物高温超伝導体膜として、ＹＢａ₂Ｃ
ｕ₃Ｏ_7-δ超伝導体膜及びＳｍＢａ₂Ｃｕ₃Ｏ_7-δ超伝導
体膜を用いているが、これらに限定されるものではな
い。例えば、Ｂｉ_n1Ｓｒ_n2Ｃａ_n3Ｃｕ_n4Ｏ_n5（１．８≦
ｎ１≦２．２、１．８≦ｎ２≦２．２、０．９≦ｎ３≦
１．２、１．８≦ｎ４≦２．２、７．８≦ｎ５≦８．
４）、Ｐｂ_k1Ｂｉ_k2Ｓｒ_k3Ｃａ_k4Ｃｕ_k5Ｏ_k6（１．８≦
ｋ１＋ｋ２≦２．２、０≦ｋ１≦０．６、１．８≦ｋ３
≦２．２、１．８≦ｋ４≦２．２、１．８≦ｋ５≦２．
９．５≦ｋ６≦１０．８）、Ｙ_m1Ｂａ_m2Ｃｕ_m3Ｏ
_m4（０．５≦ｍ１≦１．２、１．８≦ｍ２≦２．２、
２．５≦ｍ３≦３．５、６．６≦ｍ４≦７．０）、Ｎｄ
_p1Ｂａ_p2Ｃｕ_p3Ｏ_p4（０．５≦ｐ１≦１．２、１．８≦
ｐ２≦２．２、２．５≦ｐ３≦３．５、６．６≦ｐ４≦
７．０）、Ｎｄ_q1Ｙ_q2Ｂａ_q3Ｃｕ_q4Ｏ_q5（０≦ｑ１≦
１．２、０≦ｑ２≦１．２、０．５≦ｑ１＋ｑ２≦１．
２、１．８≦ｑ２≦２．２、２．５≦ｑ３≦３．５、
６．６≦ｑ４≦７．０）、Ｓｍ_p1Ｂａ_p2Ｃｕ_p3Ｏ
_p4（０．５≦ｐ１≦１．２、１．８≦ｐ２≦２．２、
２．５≦ｐ３≦３．５、６．６≦ｐ４≦７．０）、Ｈｏ
_p1Ｂａ_p2Ｃｕ_p3Ｏ_p4（０．５≦ｐ１≦１．２、１．８≦
ｐ２≦２．２、２．５≦ｐ３≦３．５、６．６≦ｐ４≦
７．０）等のような酸化物高温超伝導体のうちいずれか
１種類以上のものを用いることができる。

【００７０】また、上記実施形態では、誘電体基板２０
として、酸化マグネシウム単結晶基板を用いているが、
これに限定されるものではない。例えば、誘電体基板２
０として、酸化チタン、ランタンアルミネート、酸化セ
リウムコートサファイア、チタン酸ストロンチウム、チ
タン酸マグネシウム等の基板を用いてもよい。

【００７１】また、上記実施形態では、超伝導フィルタ
に関し、バンドパスフィルタについて記述したが、ロー
パスフィルタや、ハイパスフィルタ、バンドストップフ
ィルタを構成することも可能である。

【００７２】また、上記実施形態では、共振器の酸化物
高温超伝導体膜のパターンとして、ヘアピン型パターン
２２及びラインパターン４２を用いているが、酸化物高
温超伝導体膜のパターンの形状はこれらに限定されるも
のではない。例えば、円形やＳ字型のパターンであって
もよい。ただし、所望のフィルタ特性に応じて、例え
ば、円形パターンの場合はその直径が１／２波長、ある
いは、Ｓ字型パターンの場合はその全長が１／２波長と
なるように設計される。

【００７３】また、上記実施形態では、１／２波長型ヘ
アピン型共振器１０又は１／２波長型共振器３８と入出
力フィーダ用基板１２とを、導体板１４上に配置してか
ら金属製容器１６の底面に固定しているが、伝送線路を
構成する各１／２波長型ヘアピン型共振器１０又は１／
２波長型共振器３８と入出力フィーダ用基板１２とが同
一電位となるようにできればこの限りではない。例え
ば、金属製容器１６の底面に、１／２波長型ヘアピン型
共振器１０又は１／２波長型共振器３８と入出力フィー
ダ用基板１２とを直接配置してもよい。

【００７４】［付記］ （付記１） 内部に電気伝導性の載置面を有し、電磁波
を遮蔽する容器と、誘電体基板と、前記誘電体基板の一
面に形成された酸化物高温超伝導体の入力フィーダ用回
路パターンと、前記誘電体基板の他面に形成された接地
層とを有し、前記接地層が前記載置面に接触するように
前記載置面上に配置された入力フィーダ用基板と、誘電
体基板と、前記誘電体基板の一面に形成された酸化物高
温超伝導体の出力フィーダ用回路パターンと、前記誘電
体基板の他面に形成された接地層とを有し、前記接地層
が前記載置面に接触するように前記載置面上に配置され
た出力フィーダ用基板と、誘電体基板と、前記誘電体基
板の一面に形成された酸化物高温超伝導体の共振器用回
路パターンと、前記誘電体基板の他面に形成された接地
層とを有し、前記入力フィーダ用基板と前記出力フィー
ダ用基板との間の前記載置面上に、前記接地層が前記載
置面に接触するように配置された複数の共振器用基板と
を有することを特徴とする超伝導フィルタ。

【００７５】（付記２） 内部に電気伝導性の載置面を
有し、電磁波を遮蔽する容器と、誘電体基板と、前記誘
電体基板の一面に形成された酸化物高温超伝導体の入力
フィーダ用回路パターンと、前記誘電体基板の他面に形
成された接地層とを有し、前記接地層が前記載置面に接
触するように前記載置面上に配置された入力フィーダ用
基板と、誘電体基板と、前記誘電体基板の一面に形成さ
れた酸化物高温超伝導体の出力フィーダ用回路パターン
と、前記誘電体基板の他面に形成された接地層とを有
し、前記接地層が前記載置面に接触するように前記載置
面上に配置された出力フィーダ用基板と、誘電体基板
と、前記誘電体基板の一面に形成された酸化物高温超伝
導体の共振器用回路パターンと、前記誘電体基板の他面
に形成された接地層とを有し、前記入力フィーダ用基板
と前記出力フィーダ用基板との間の前記載置面上に、前
記接地層が前記載置面に接触するように配置された複数
の共振器用基板と、誘電体基板と、前記誘電体基板の一
面に形成された接地層とを有し、前記誘電体基板の他面
が、前記入力フィーダ用回路パターンと、前記出力フィ
ーダ用回路パターンと、前記共振器用回路パターンとに
接触するように、前記入力フィーダ用基板と、前記出力
フィーダ用基板と、前記共振器用基板の誘電体基板の一
面上にそれぞれ配置された複数の回路カバー用基板とを
有することを特徴とする超伝導フィルタ。

【００７６】（付記３） 付記１又は２記載の超伝導フ
ィルタにおいて、前記入力フィーダ用基板と、前記出力
用フィーダ基板と、前記共振器用基板の接地層は酸化物
高温超伝導体により形成されていることを特徴とする超
伝導フィルタ。

【００７７】（付記４） 付記１乃至３のいずれかに記
載の超伝導フィルタにおいて、複数の前記共振器用基板
と、前記入力フィーダ用基板と、前記出力フィーダ用基
板の隣接する基板間の少なくとも一対の基板間に橋渡し
され、その基板間の信号の結合を調整する誘電体を更に
有することを特徴とする超伝導フィルタ。

【００７８】（付記５） 付記１乃至３のいずれかに記
載の超伝導フィルタにおいて、複数の前記共振器用基板
と、前記入力フィーダ用基板と、前記出力フィーダ用基
板の隣接する基板間の少なくとも一対の基板間に橋渡し
され、その基板間の信号の結合を調整する酸化物高温超
伝導体を更に有することを特徴とする超伝導フィルタ。

【００７９】（付記６） 付記１乃至５のいずれかに記
載の超伝導フィルタにおいて、板状体を前記容器の底面
に配置し、前記板状体の一面を前記載置面としたことを
特徴とする超伝導フィルタ。

【００８０】（付記７） 付記６記載の超伝導フィルタ
において、前記板状体は、誘電体基板と、前記誘電体基
板の一面に形成された酸化物高温超伝導体膜とを有し、
前記誘電体基板の前記一面を前記載置面としたことを特
徴とする超伝導フィルタ。

【００８１】（付記８） 付記１乃至８のいずれかに記
載の超伝導フィルタにおいて、前記共振器用基板を、前
記載置面上で、前記共振器用基板の配置方向に対して略
垂直に移動し、前記共振器用基板間の相対的位置関係を
変化する位置調整機構を更に有することを特徴とする超
伝導フィルタ。

【００８２】

【発明の効果】以上の通り、本発明によれば、内部に電
気伝導性の載置面を有し、電磁波を遮蔽する容器と、誘
電体基板と、誘電体基板の一面に形成された酸化物高温
超伝導体の入力フィーダ用回路パターンと、誘電体基板
の他面に形成された接地層とを有し、接地層が載置面に
接触するように載置面上に配置された入力フィーダ用基
板と、誘電体基板と、誘電体基板の一面に形成された酸
化物高温超伝導体の出力フィーダ用回路パターンと、誘
電体基板の他面に形成された接地層とを有し、接地層が
載置面に接触するように載置面上に配置された出力フィ
ーダ用基板と、誘電体基板と、誘電体基板の一面に形成
された酸化物高温超伝導体の共振器用回路パターンと、
誘電体基板の他面に形成された接地層とを有し、入力フ
ィーダ用基板と出力フィーダ用基板との間の載置面上
に、接地層が載置面に接触するように配置された複数の
共振器用基板とを有するので、多段化を容易に行うこと
ができ、また、各段間の信号の結合度を容易に調整する
ことのできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態による超伝導フィルタの
構造を示す概略図である。

【図２】本発明の第１実施形態による超伝導フィルタの
伝送線路構造を示す斜視図である。

【図３】本発明の第１実施形態による超伝導フィルタに
おける誘電体のブリッジングによる信号結合度の調整を
示す概略図である。

【図４】本発明の第１実施形態による超伝導フィルタに
おける酸化物高温超伝導体のブリッジングによる信号結
合度の調整を示す概略図である。

【図５】本発明の第１実施形態による超伝導フィルタの
共振器位置調整機構を設けた場合の構造を示す上面図で
ある。

【図６】本発明の第２実施形態による超伝導フィルタの
伝送線路構造を示す斜視図である。

【符号の説明】

１０…１／２波長型ヘアピン型共振器 １２…入出力フィーダ用基板 １４…導体板 １６…金属製容器 １８…グランドプレーン ２０…誘電体基板 ２２…ヘアピン型パターン ２４…フィーダラインパターン ２６…電極 ２８…同軸コネクタ ２９…誘電体 ３０…ピン ３１…誘電体位置調整機構 ３２…信号結合度調整用ネジ ３３…シャフト ３４…上蓋 ３５…酸化物高温超伝導体 ３６…共振器位置調整機構 ３７…シャフト ３８…１／２波長型共振器 ４０…導体薄片シート ４２…ラインパターン ４４…グランドプレーン ４６…誘電体基板 ４８…導体板 ５０…スライド用ガイド

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中西 輝 神奈川県川崎市中原区上小田中４丁目１番 １号 富士通株式会社内 Ｆターム(参考） 5J006 HB03 HB12 HB14 JA01 LA11 NA08 NB10 NE02 NE03 NE11 NE13 NE17 PA03

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部に電気伝導性の載置面を有し、電磁
   波を遮蔽する容器と、 誘電体基板と、前記誘電体基板の一面に形成された酸化
   物高温超伝導体の入力フィーダ用回路パターンと、前記
   誘電体基板の他面に形成された接地層とを有し、前記接
   地層が前記載置面に接触するように前記載置面上に配置
   された入力フィーダ用基板と、 誘電体基板と、前記誘電体基板の一面に形成された酸化
   物高温超伝導体の出力フィーダ用回路パターンと、前記
   誘電体基板の他面に形成された接地層とを有し、前記接
   地層が前記載置面に接触するように前記載置面上に配置
   された出力フィーダ用基板と、 誘電体基板と、前記誘電体基板の一面に形成された酸化
   物高温超伝導体の共振器用回路パターンと、前記誘電体
   基板の他面に形成された接地層とを有し、前記入力フィ
   ーダ用基板と前記出力フィーダ用基板との間の前記載置
   面上に、前記接地層が前記載置面に接触するように配置
   された複数の共振器用基板とを有することを特徴とする
   超伝導フィルタ。
2. 【請求項２】 内部に電気伝導性の載置面を有し、電磁
   波を遮蔽する容器と、 誘電体基板と、前記誘電体基板の一面に形成された酸化
   物高温超伝導体の入力フィーダ用回路パターンと、前記
   誘電体基板の他面に形成された接地層とを有し、前記接
   地層が前記載置面に接触するように前記載置面上に配置
   された入力フィーダ用基板と、 誘電体基板と、前記誘電体基板の一面に形成された酸化
   物高温超伝導体の出力フィーダ用回路パターンと、前記
   誘電体基板の他面に形成された接地層とを有し、前記接
   地層が前記載置面に接触するように前記載置面上に配置
   された出力フィーダ用基板と、 誘電体基板と、前記誘電体基板の一面に形成された酸化
   物高温超伝導体の共振器用回路パターンと、前記誘電体
   基板の他面に形成された接地層とを有し、前記入力フィ
   ーダ用基板と前記出力フィーダ用基板との間の前記載置
   面上に、前記接地層が前記載置面に接触するように配置
   された複数の共振器用基板と、 誘電体基板と、前記誘電体基板の一面に形成された接地
   層とを有し、前記誘電体基板の他面が、前記入力フィー
   ダ用回路パターンと、前記出力フィーダ用回路パターン
   と、前記共振器用回路パターンとに接触するように、前
   記入力フィーダ用基板と、前記出力フィーダ用基板と、
   前記共振器用基板の誘電体基板の一面上にそれぞれ配置
   された複数の回路カバー用基板とを有することを特徴と
   する超伝導フィルタ。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載の超伝導フィルタに
   おいて、 板状体を前記容器の底面に配置し、前記板状体の一面を
   前記載置面としたことを特徴とする超伝導フィルタ。
4. 【請求項４】 請求項３記載の超伝導フィルタにおい
   て、 前記板状体は、誘電体基板と、前記誘電体基板の一面に
   形成された酸化物高温超伝導体膜とを有し、 前記誘電体基板の前記一面を前記載置面としたことを特
   徴とする超伝導フィルタ。
5. 【請求項５】 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の
   超伝導フィルタにおいて、 前記共振器用基板を、前記載置面上で、前記共振器用基
   板の配置方向に対して略垂直に移動し、前記共振器用基
   板間の相対的位置関係を変化する位置調整機構を更に有
   することを特徴とする超伝導フィルタ。