Микроелектронни микровълнови компоненти на базата на високотемпературни свръхпроводници

Те се използват широко в различни микровълнови устройства. Настройващите се фазови превключватели са разработени на базата на фероелектриците. Когато диелектричната константа на фероелектрик се промени под въздействието на електрическо поле, фазата на предавания сигнал се променя. Обикновено SrTiO3 се използва като фероелектрик, а HTSC филм се използва за създаване на проводници. При 30 K фазовото изместване е 28 ° [15].

В магнитоустройството на фазовия превключвател YBa2Cu3O7-X микролинейната линия е свързана с феритно ядро ​​(YIG). Меандровата структура, чиято дължина и ширина са съответно 2,5 и 0,5 cm, при честота 10 GHz при 77 K осигурява фазово отместване от 700 ° [16].

Те се използват, когато е необходимо да се осигури забавяне на сигнала от пикосекунди до микросекунди с минимално затихване. Следователно, линиите за забавяне на HTSC са за предпочитане пред линиите, базирани на традиционни метали. В сегмент на свръхпроводникова линия затихването може да бъде с три порядъка по-ниско, отколкото в златния проводник със същата дължина и със същото напречно сечение. За да се получи максимално забавяне в даден обем, микролентовите HTSC линии могат да бъдат изработени под формата на меандър или спирала върху тънки диелектрични основи и вече от тях да се създаде многостепенна структура. За да се предотврати кръстосано замърсяване между различни линии, е необходимо да се оформи земна повърхност (или дори по-добре две, разположени симетрично от двете страни на микролентовите проводници).

компоненти

Superconductor Technologies произвежда линия за забавяне от 1 ns, използвайки керамика Tl2Ba2CaCu2OX. HTSC филм се нанася върху LaAlO3 субстрат с помощта на ексимерен лазер. Моделът на линията на закъснение се формира с помощта на фотолитография и течно офорт. Дължината и ширината на линията на забавяне са съответно 13,9 cm и 50 μm. Резултатите от сравнението с експлоатационните характеристики на еквивалентната медна линия за забавяне при 3,29 GHz са както следва: при 77 K HTSC линията за забавяне има 10 пъти по-ниски загуби [3].

Ефект от използването на HTSC компоненти в 3G BS

Използването на HTSC елементи в RF модула на BS, както беше споменато по-горе, води до подобряване на характеристиките на последния. Като пример представяме резултатите от измерванията, извършени за модул, охладен до 70 K (HTSC филтър плюс LNA), проектиран за стандарта IS-95 (CDMA, честотна лента 824 ... 849 MHz) [12]. За да се определи коефициентът на усилване, бяха зададени стойностите, съответстващи на спецификациите IS-95: f0 = 830 MHz, скорост на предаване по радиоканала (скорост на чипа) 1.2288 Mbit/s, скорост на трансфер на данни 9.6 kBit/s, температура на фоновия шум 150 K. При горните предположения, еквивалентната температура на шума на HTSC модула е 258 K, а конвенционалният модул е ​​395 K [12]. Това означава, че излъчената мощност на CDMA високоговорителите може да бъде намалена с 35% при същия SNR. На фиг. 14 показва поразително подобрение в качеството на работа на HTSC резонатори, постигнато от специалисти от американската компания SuperConductor Technologies Inc. (Санта Барбара) [13].