[go: up one dir, main page]

JPH05199024A - マイクロ波共振器 - Google Patents

マイクロ波共振器

Info

Publication number
JPH05199024A
JPH05199024A JP4155880A JP15588092A JPH05199024A JP H05199024 A JPH05199024 A JP H05199024A JP 4155880 A JP4155880 A JP 4155880A JP 15588092 A JP15588092 A JP 15588092A JP H05199024 A JPH05199024 A JP H05199024A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
conductor
superconducting
microwave resonator
microwave
piece
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP4155880A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenjiro Higaki
賢次郎 桧垣
Akihiro Moto
昭浩 本
Hideo Itozaki
秀夫 糸▲崎▼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority to JP4155880A priority Critical patent/JPH05199024A/ja
Publication of JPH05199024A publication Critical patent/JPH05199024A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Superconductor Devices And Manufacturing Methods Thereof (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 Q値が高く、且つ、共振周波数f0 が容易に
調節可能なマイクロ波共振器を提供する。また、共振周
波数f0 を変化させてもQ値の安定したマイクロ波共振
器を提供する。 【構成】 超電導共振導体10および超電導接地導体30に
より形成された共振回路を流れるマイクロ波が発生する
電磁界内へ侵入可能に配置され、且つ、その侵入量を調
節可能な導体片、誘電体片または磁性体片60を備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、マイクロ波共振器に関
する。より詳細には、本発明は、複合酸化物超電導体薄
膜により形成された導体線路を含むマイクロ波共振器の
新規な構成に関する。
【0002】
【従来の技術】数十cmから数mmまでの波長を有し、マイ
クロ波あるいはミリ波等と呼ばれる電磁波は、理論的に
は電磁波スペクトルの一部の範囲に過ぎないが、工学的
にはこれを取り扱うための独特の手法やデバイスが開発
されていることから独立して検討される場合が多い。
【0003】一方、1986年に[La,Ba]2CuO4 が30Kで超
電導状態を示すことがベドノーツ、ミューラー等によっ
て報告されて以来、1987年にはチュー等によって90K台
の超電導臨界温度Tc を有するYBa2Cu3y が報告さ
れ、更に、1988年には前田等によって 100K以上の臨界
温度を示すいわゆるBi系の複合酸化物系超電導材料が報
告された。これらの一連の複合酸化物系超電導材料は、
廉価な液体窒素による冷却で超電導現象を実現すること
ができるので、超電導技術のより広範な実用化の可能性
がにわかに検討されるようになった。
【0004】超電導特有の現象が有利に作用するという
点ではマイクロ波デバイスも例外ではない。即ち、例え
ばストリップ線路では、周波数の平方根に比例して、導
体の抵抗による減衰定数が増大する。また、周波数の増
大に比例して誘電体損も増加するが、近年のストリップ
線路では、誘電体材料の改良により、特に10GHz以下の
領域では、ストリップ線路の損失は専ら導体層の抵抗に
起因するものが大部分を占めている。従って、ストリッ
プ線路における導体層の抵抗を低減することはマイクロ
波線路の性能を著しく向上させることになる。
【0005】また、ストリップ線路は、単純な伝送路と
しての用途の他に、適切なパターニングを行うことによ
ってインダクタンス素子、フィルタ、共振器、遅延線等
のマイクロ波デバイスを構成することができる。従っ
て、ストリップ線路の改良はそのままこれらのマイクロ
波デバイスの特性改善につながる。そこで、導体線路を
酸化物超電導体により形成した種々のマイクロ波デバイ
スが提案されている。
【0006】図2は、上述のような酸化物超電導体を使
用したマイクロ波共振器の構成例を示す図である。
【0007】図2(a) に示すように、このマイクロ波共
振器は、所定のパターンの酸化物超電導体薄膜により形
成された超電導共振導体10を搭載した第1基板20と、や
はり酸化物超電導体薄膜により形成された超電導接地導
体30を全面に搭載した第2基板40とを、パッケージ50a
内に重ねて収容した後、カバー50bおよび50cによって
パッケージ50aを封止して構成されている。
【0008】このマイクロ波共振器では、第1基板20と
第2基板40との寸法が互いに異なっており、これに対応
してパッケージ50aの内面に段差51が形成されている。
又、第2基板40は第1基板20よりも寸法が大きくなって
いる。従って、第2基板40上に搭載された超電導接地導
体30は、その周縁部でパッケージ50aの段差と接触して
いる。
【0009】尚、図示されていないが、実際には、共振
導体10に対してマイクロ波を導入するためのリード線等
がパッケージ50aまたはカバー50bを貫通して設けられ
ている。
【0010】図2(b) は、図2(a) に示したマイクロ波
共振器において使用されている第1基板20上に形成され
た超電導共振導体10のパターンを示す図である。
【0011】同図に示すように、第1基板20上には、共
振器となる直径12mmの円形の超電導導体11と、この超電
導導体11に対してマイクロ波を導入あるいは導出するた
めの1対の超電導導体線路12、13とが形成されている。
これらの超電導共振導体11および超電導導体線路12、13
および第2基板40上の超電導接地導体30は、Y−Ba−Cu
等の複合酸化物である酸化物超電導体薄膜により形成す
ることができる。
【0012】上述のような構成のマイクロ波共振器は、
その超電導共振導体11の特性により特定の共振周波数f
0 を有し、マイクロ波通信器の局部発振器の周波数制御
等に用いることができる。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、実際に
作製されたマイクロ波共振器の共振周波数f0 は、必ず
しも設計仕様通りにはならないという問題がある。すな
わち、酸化物超電導体薄膜を使用して作製したマイクロ
波共振器は、酸化物超電導体薄膜の僅かな特性の変化や
組立時の僅かな誤差が相互に影響し合って不可避に特性
にばらつきが生じる。
【0014】そこで、本発明は、上記従来技術の問題点
を解決し、上述のような特性のばらつきを補正するため
に、共振周波数を容易に調整することができる新規なマ
イクロ波共振器を提供することをその目的としている。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明に従うと、酸化物
超電導体薄膜により形成された超電導共振導体および超
電導接地導体により構成されたマイクロ波共振器におい
て、更に、該共振導体を流れるマイクロ波が形成する電
磁界内へ侵入可能に配置され、且つ、その侵入量を調節
可能な導体片、誘電体片または磁性体片を備えることを
特徴とするマイクロ波共振器が提供される。
【0016】
【作用】本発明に係るマイクロ波共振器は、その共振周
波数f0 を変化させることができる機能を有しているこ
とをその主要な特徴としている。
【0017】即ち、マイクロストリップ線路をマイクロ
波が伝播する場合、接地導体と導体線路との間には電界
が形成され、同時に導体線路の周囲には磁界が形成され
る。この電磁界中に導体、誘電体または磁性体が挿入さ
れると、共振器の電磁気的な特性が変化する。
【0018】このような、共振周波数を変化させるため
の導体片、誘電体片または磁性体片は、導体、誘電体ま
たは磁性体であれば形状や材質は特に限定されないの
で、マイクロ波共振器のパッケージやカバー等を利用し
て容易に装着することができる。但し、共振器としての
Q値を低下させないためには、超電導体による導体片を
使用することが有利である。
【0019】尚、このマイクロ波共振器における超電導
導体層および超電導接地導体層は、Y系、Bi系、Tl系等
の複合酸化物超電導薄膜により形成することができる。
また、その成膜方法としては、スパッタリング法、レー
ザ蒸着法等の公知の成膜法をいずれも利用することがで
きる。
【0020】以下、実施例を挙げて本発明をより具体的
に説明するが、以下の開示は本発明の一実施例に過ぎ
ず、本発明の技術的範囲を何ら限定するものではない。
【0021】
【実施例】〔実施例1〕図1は、本発明に係るマイクロ
波共振器の具体的な構成例を示す図である。なお、図2
(a) に示した従来のマイクロ波共振器と共通の構成要素
には共通の参照番号を付している。
【0022】同図に示すように、このマイクロ波共振器
は、図2(a) に示した従来のマイクロ波共振器と基本的
に同じ構成のマイクロ波共振器に、更に、カバー59bを
貫通して螺着されたネジ60を付加したものである。
【0023】ここで、ネジ60は、真鍮により形成されて
おり、その先端は、超電導共振導体10の近傍まで侵入し
ている。また、このネジ60は、ネジ頭を回転させること
により、超電導共振導体10に対してその先端を近づけた
り遠ざけたりすることができるように構成されている。
【0024】上述のようなネジ60の操作により、超電導
共振導体10と超電導接地導体30とパッケージ50bとによ
って構成される共振回路の電磁界特性が変化し、このマ
イクロ波共振器の共振周波数f0 を変化させることがで
きる。
【0025】〔作製例1〕図1に示した構造のマイクロ
波共振器を実際に作製した。
【0026】第1基板20としては、1辺が18mmの正方形
で厚さが1mmのMgO基板を使用し、共振導体10は、厚さ
5000ÅのY−Ba−Cu複合酸化物薄膜により形成した。
【0027】また、共振器となる超電導共振導体10は、
直径12mmの円形の超電導導体円板11とし、1対の超電導
導体線路12、13は、幅1.0 mm、長さ1.5 mmとした。尚、
各導波路12、13と共振器11との間隔は、最も近いところ
で1.5 mmとした。
【0028】一方、第2基板40としては、1辺が20mmの
正方形でやはり厚さが1mmのMgO基板を使用し、厚さ50
00ÅのY−Ba−Cuの複合酸化物薄膜により接地導体30を
形成した。
【0029】以上のような2枚の基板20、40を、真鍮製
のパッケージ50aに収容し、やはり真鍮製のカバー50
b、50cによってパッケージ50aを封止した。
【0030】更に、カバー50aの中央にはネジ60を挿通
するためのネジ穴を形成し、ここにM4(ISO)の真
鍮製のネジ60を装着した。
【0031】以上のように作製した超電導マイクロ波共
振器の77Kにおける共振周波数を測定した。測定結果を
図3に示す。
【0032】〔実施例2〕図4は、本発明に係る超電導
マイクロ波共振器の、他の好ましい態様を示す図であ
る。尚、同図において、実施例1と共通の構成要素には
共通の参照番号を付している。
【0033】同図に示すように、このマイクロ波共振器
は、図1に示したマイクロ波共振器と基本的に同じ構成
のマイクロ波共振器において、更に、ネジ60の先端に、
超電導導体片(図1では見えない)と、これを保持する
ためのカバー62とを装着した構成となっている。
【0034】図5は、図4に示した超電導マイクロ波共
振器におけるネジ60を拡大して示す図である。
【0035】同図に示すように、超電導導体片61は、マ
イクロ波線路10または30を構成しているものと同じ酸化
物超電導薄膜61aを装荷した基板61bを用いている。ま
た、カバー62は、ネジ60と同じ真鍮で構成されており、
超電導導体片61をネジ60の先端に固定すると同時に、超
電導薄膜61aをネジ60に対して電気的に結合して接地を
とる機能を有している。
【0036】以上のような構成により、マイクロ波共振
器の外部からネジ60を操作して超電導導体片61の侵入量
を変化させることにより、超電導共振導体10と超電導接
地導体30とパッケージ50bとによって構成される共振回
路の電磁界特性が変化し、このマイクロ波共振器の共振
周波数f0 を変化させることができる。
【0037】〔作製例2〕図4および図5に示した構造
のマイクロ波共振器を実際に作製して、その特性を測定
した。
【0038】超電導導体片61としては、Y1Ba2Cu37-x
薄膜61aを装荷したMgO基板61bを直径8mmの円板状に
加工したものを使用した。尚、Y1Ba2Cu37-x薄膜61a
の成膜方法、成膜条件および膜厚等は、マイクロ波線路
10を構成する酸化物超電導薄膜と同じにした。
【0039】また、カバー62としては、真鍮の丸棒を材
料として、ねじを切った部分の内径が10mm、MgO基板61
bを収容する先端部の内径が8mm、MgO基板61bが脱
落しないように下端に形成されたフランジ部の内径が
7.5mmとなるように加工したものを使用した。
【0040】更に、上記本発明に係るマイクロ波共振器
の性能を評価するための比較対象として、Y1Ba2Cu3
7-x薄膜61aの代わりにAu薄膜を使用したマイクロ波共
振器を作製し、上記作製例と同じ条件でその特性を測定
した。基板61b上に装荷したAu薄膜の膜厚は10μmとし
た。
【0041】上記のようにして作製した1対のマイクロ
波共振器において、カバー62の先端とマイクロ波共振導
体10との間の間隔が8mmのときのQ値および共振周波数
と2mmのときのQ値および共振周波数とをそれぞれ測定
した。測定結果を表1に併せて示す。
【0042】
【表1】
【0043】表1に示す測定結果から判るように、マイ
クロ波共振器内に侵入させる導体片として超電導導体片
を使用すると、共振周波数の変化にかかわらずQ値が安
定している。
【0044】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るマイ
クロ波共振器は、その共振周波数f0 を容易に調整する
ことができるように構成されている。また、適切な導体
片を使用することにより、共振周波数を変化させてもQ
値が安定している。
【0045】従って、例えば、マイクロ波通信機の局部
発振器等に極めて有利に使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るマイクロ波共振器の具体的な構成
例を示す図である。
【図2】酸化物超電導体薄膜を使用した従来のマイクロ
波共振器の典型的な構成を示す図である。
【図3】本発明に係るマイクロ波共振器の、77Kにおけ
る共振周波数の測定結果を示すグラフである。
【図4】本発明に係る超電導マイクロ波共振器の他の好
ましい態様を示す図である。
【図5】図4に示した超電導マイクロ波共振器における
ネジ60の構成を拡大して示す図である。
【符号の説明】
10 超電導共振導体、 20 第1基板、30 超
電導接地導体、 40 第2基板、50a パッケー
ジ、 60 ネジ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】酸化物超電導体薄膜により形成された超電
    導共振導体および超電導接地導体により構成されたマイ
    クロ波共振器において、更に、該共振導体を流れるマイ
    クロ波が形成する電磁界内へ侵入可能に配置され、且
    つ、その侵入量を調節可能な導体片、誘電体片または磁
    性体片を備えることを特徴とするマイクロ波共振器。
  2. 【請求項2】請求項1に記載されたマイクロ波共振器に
    おいて、前記侵入量を調整可能な導体片が、接地に接続
    された超電導導体片であることを特徴とするマイクロ波
    共振器。
JP4155880A 1991-07-08 1992-05-22 マイクロ波共振器 Pending JPH05199024A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4155880A JPH05199024A (ja) 1991-07-08 1992-05-22 マイクロ波共振器

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP19342791 1991-07-08
JP3-193427 1991-07-08
JP4155880A JPH05199024A (ja) 1991-07-08 1992-05-22 マイクロ波共振器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH05199024A true JPH05199024A (ja) 1993-08-06

Family

ID=26483782

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4155880A Pending JPH05199024A (ja) 1991-07-08 1992-05-22 マイクロ波共振器

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH05199024A (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0774521A (ja) * 1993-09-01 1995-03-17 Mitsubishi Electric Corp 平面共振装置
WO1995035584A1 (fr) * 1994-06-17 1995-12-28 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Element de circuit h.f.
JP2002064312A (ja) * 2000-08-23 2002-02-28 Japan Science & Technology Corp 電磁波素子
US6778042B2 (en) 2000-10-30 2004-08-17 Kabushiki Kaisha Toshiba High-frequency device
KR100445705B1 (ko) * 1997-02-21 2004-10-28 삼성탈레스 주식회사 유전체공진발진기및유전체공진발진기케이스
JP2015100082A (ja) * 2013-11-20 2015-05-28 株式会社東芝 チューナブルフィルタ装置

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0774521A (ja) * 1993-09-01 1995-03-17 Mitsubishi Electric Corp 平面共振装置
WO1995035584A1 (fr) * 1994-06-17 1995-12-28 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Element de circuit h.f.
US6016434A (en) * 1994-06-17 2000-01-18 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. High-frequency circuit element in which a resonator and input/ouputs are relatively movable
US6360112B1 (en) 1994-06-17 2002-03-19 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. High-frequency circuit element having a superconductive resonator tuned by another movable resonator
US6360111B1 (en) 1994-06-17 2002-03-19 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. High-frequency circuit element having a superconductive resonator with an electroconductive film about the periphery
KR100445705B1 (ko) * 1997-02-21 2004-10-28 삼성탈레스 주식회사 유전체공진발진기및유전체공진발진기케이스
JP2002064312A (ja) * 2000-08-23 2002-02-28 Japan Science & Technology Corp 電磁波素子
US6778042B2 (en) 2000-10-30 2004-08-17 Kabushiki Kaisha Toshiba High-frequency device
US6937117B2 (en) 2000-10-30 2005-08-30 Kabushiki Kaisha Toshiba High-frequency device
JP2015100082A (ja) * 2013-11-20 2015-05-28 株式会社東芝 チューナブルフィルタ装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5391543A (en) Microwave resonator of compound oxide superconductor material having a tuning element with a superconductive tip
CA2033137C (en) Microwave component and method for fabricating substrate for use in microwave component
Valenzuela et al. High Q coplanar transmission line resonator of YBa2Cu3O7− x on MgO
US6216020B1 (en) Localized electrical fine tuning of passive microwave and radio frequency devices
EP0455527B1 (en) Microstrip line resonator composed of oxide superconductor material
SE519705C2 (sv) En avstämbar ferroelektrisk resonatoranordning
EP0567407B1 (en) Microwave component of oxide superconducter material
US5397769A (en) Microwave resonator of compound oxide superconductor material having a temperature adjustable heater
US5543386A (en) Joint device including superconductive probe-heads for capacitive microwave coupling
US5604375A (en) Superconducting active lumped component for microwave device application
JP2567517B2 (ja) 超電導マイクロ波部品
JPH05199024A (ja) マイクロ波共振器
JPH08125415A (ja) 可変型超伝導遅延線
KR100381853B1 (ko) 고주파회로소자
US5504059A (en) Superconducting microwave parts having a package, three substrates, and line and grounding conductors
EP0508893A1 (en) Substrate for microwave component
JP2898462B2 (ja) 高周波フィルタ
JP2850562B2 (ja) 超電導基板の製造方法
JPH04373202A (ja) 酸化物超伝導マイクロ波デバイス
EP0485806B1 (en) Superconducting microwave parts
Weigel et al. YBCO superconducting microwave components
NAGAI et al. Non-dispersive and Dispersive Delay Lines Using High-T c Superconducting Films
JP2000502231A (ja) 信号をフィルタリングする装置およびそれに関連する方法
JPH0637514A (ja) 超伝導高周波回路装置
JPH0722822A (ja) マイクロストリップライン共振器及びマイクロストリップライン共振器用シールドの製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20010313