Сравнение собственной добротности различных резонаторов: из нормальных
металлов, диэлектрических и ВТСП (в зависимости от объема)
СПбГЭТУ «ЛЭТИ», кафедра МИТ, ОЭиР, 2013
• 8-звенный ВТСП-фильтр на сапфире r-среза
50.8 
Полоски – YBa2Cu3O7 (d = 250 нм) Заземленная пластина – золото
Подложка – сапфир (r- срез)Полоса пропускания – 3.5%
Вносимые потери – 0.8 дБ (T = 27 K)
I. Vendik, M. Gubina, A. Deleniv, D. Kaparkov, D. Kholodniak, V. Kondratiev, S. Gevorgian, E. Kollberg, A. Zaitsev, and R. Wőrdenweber,
"Modeling and experimental investigation of HTS planar resonators and filters on sapphire substrate",
Superconductor Science and Technology, Vol. 12, pp. 394-399, February 1999.
• 12-звенный ВТСП-фильтр для базовой станции сотовой связи стандарта PCS
|S21| (дБ)
Расчет
Эксперимент
0 
T=60 K
-20
Экспериментальные характеристики фильтра
-40
-60
-80
-100 |
|
|
|
1780 |
1790 |
1800 |
1810 |
f (МГц)
Проводники – YBa2Cu3O7 (d = 450 нм) Подложка – LaAlO3 (h = 0.5 мм)
20
Полоса пропускания – 0.5% Вносимые потери – 0.5 дБ (T = 60 K)
Крутизна фронтов – 40 дБ / МГц
35
I. B. Vendik, A. N. Deleniv, V. O. Sherman, A. A. Svishchev, V. V. Kondratiev, D. V. Kholodniak, A. V. Lapshin, P. N. Yudin, B.-C. Min, and B. Oh, "Narrow-band Y-B-Cu-O filter with quasi-elliptic characteristic", IEEE Trans. on Applied Superconductivity, Vol. 11, No. 1, pp. 477-480, 2001.
•12-звенный ВТСП-фильтр на подложке из LaAlO3*)
17
22 |
Пленка YBa2Cu3O7: d = 700 нм;
TC = 86.5 K; =3·106 (Ом·м)-1= 2.2; = 10
Подложка LaAlO3: h = 0.52 мм
r = 23.6
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
-10 |
T = 50 K |
|
|
|
|
|
|
Эксперимент |
|
|
|
|
||
|
|
Расчет |
|
|
|
|
|
|
-20 |
|
|
|
|
|
|
(дБ) |
-30 |
|
|
|
|
|
|
-40 |
|
|
|
|
|
|
|
MS |
|
|
|
|
|
|
|
-50 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-60 |
|
|
|
|
|
|
|
-70 |
|
|
|
|
|
|
|
-80 |
1.65 |
1.70 |
1.75 |
1.80 |
1.85 |
1.90 |
|
1.60 |
||||||
|
|
|
|
f (ГГц) |
|
|
|
Полоса пропускания – 1.5% Вносимые потери – 0.2 дБ (T = 50 K) Крутизна фронтов – 8 дБ / МГц
*) M. S. Gashinova, M. N. Goubina, G. Y. Zhang, I. A. Kolmakov, Ya. A. Kolmakov, and I. B. Vendik, "High-Tc superconducting planar filters with pseudo-Chebyshev сharacteristic", IEEE Trans. Microwave Theory Tech., Vol. 51, No. 3, pp. 792-795, March 2003.
14-pole YBCO band-pass filter
|
0 |
|
|
|
|
Т = 65 К |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-20 |
|
|
|
|
|
|
(dB) |
-40 |
|
|
|
|
Measured |
|
S21 |
|
|
|
|
|
||
-60 |
|
|
|
|
|
|
|
S11, |
|
|
|
Simulated |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
-80 |
|
|
|
|
|
|
-100 |
2.4 |
|
|
|
|
|
|
|
2.35 |
2.45 |
2.5 |
2.55 |
2.6 |
2.65 |
|
|
|
|
|
f GHz) |
|
|
|
Size: 40 х 16 mm2
Pass band – 22 MHz (0.87%) Insertion loss – 0.9 dB Slope parameter – 30 dB/MHz Return loss – 15 dB
M.F. Sitnikova, I.B. Vendik, O.G. Vendik, D.V. Kholodnyak, P.A. Tural’chuk, I.V. Kolmakova, P.Yu. Belyavskii, A.A. Semenov, Modeling and Experimental Investigation of Microstrip Resonators and Filters Based on High_Temperature Superconductor Films Technical Physics Letters, 2010, Vol. 36, No. 9, pp. 862–864. © Pleiades Publishing, Ltd., 2010
Функциональная схема криогенного стенда
|
ИЗМЕРИТЕЛЬ |
|
|
Р,Т |
|
ОТКАЧНАЯ |
|
|
СИСТЕМА |
|
|
СВЧ вводы |
СВЧ УСТРОЙСТВО |
|
НА ОСНОВЕ ВТСП |
||
|
||
РАБОЧАЯ КАМЕРА |
|
|
(КРИОСТАТ) |
|
|
|
КРИОКУЛЕР |
Моделирование и экспериментальное исследование микрополосковых резонаторов и фильтра на основе высокотемпературного сверхпроводника / М.Ф. Ситникова, И.Б. Вендик, О.Г. Вендик, Д.В. Холодняк, П.А. Туральчук, И.В. Колмакова, П.Ю. Белявский, А.А. Семенов // Письма в ЖТФ, - 2010. - Т.36, Вып.18.
СПбГЭТУ «ЛЭТИ», кафедра МИТ, ОЭиР, 2013
Криогенное обеспечение Холодильники (криокулеры)
Т> 60К
СПбГЭТУ «ЛЭТИ», кафедра МИТ, ОЭиР, 2013
Космический эксперимент HTSE-II (23.02.1999)
Martin Nisenoff
NRL, USA
ВТСП фильтры в радиоастрономии Обсерватория Jodrell Bank
1330 - 1730 MГц 0.1dB max
20 dB min
15 куб.мм
Высококачественные фильтры для радиоастрономии:
- обеспечивают предельно низкий уровень шумов
- легко встраиваются в систему с охлажденными МШУ
Малошумящие приемники: болометры, смесители
- имеют предельно низкий уровень шумов, обеспечивают высокую
чувствительность
СПбГЭТУ «ЛЭТИ», кафедра МИТ, ОЭиР, 2013
Силовая электротехника
Ожидаемыми практическими применениями ВТСП керамики являются:
(1)постоянные магниты c "вмороженным" магнитным потоком,
(2)поезда на магнитной подушке (проект MAGLEV),
(3)механические (ротационные) аккумуляторы энергии на основе левитирующих маховиков (flying wheels),
(4)подшипники, вращающиеся без силы трения,
(5)эффективные, экономичные моторы и сверхмощные генераторы, трансформаторы,
(6)магнитные сепараторы руды,
(7)сверхпроводящие реле, быстродействующие ограничители предельно допустимого тока,
(8)мощные бездиссипативные тоководы,
(9)активно применяющиеся в медицине томографы,
(10)мощные магнитные системы для термоядерного синтеза, ускорителей элементарных частиц (Токамак нового поколения),
(11)магнитогидродинамические генераторы.
СПбГЭТУ «ЛЭТИ», кафедра МИТ, ОЭиР, 2013