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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:梁忠熙
研究生(外文):Jones Liang
論文名稱:高溫超導微波濾波器之研製與特性量測分析
指導教授:葉則亮
學位類別:碩士
校院名稱:國立中央大學
系所名稱:機械工程研究所
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2003
畢業學年度:91
語文別:中文
論文頁數:70
中文關鍵詞:高溫超導微波濾波器高溫超導濾波器特性量測
外文關鍵詞:HTS FilterHTS
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摘 要
本論文主要是利用高溫超導材料釔鋇銅氧(YBCO)薄膜,配合半導體製程與封裝技術,實現中心頻率為3GHz,1.3%BW窄頻的五極髮夾型帶通濾波器(5-Pole Hairpin BPF)的電路。根據實驗之需求,建立真空低溫冷卻系統與改裝微波模組測試設備;並針對超導材料特性與超導濾波器微波特性,建立超導特性參數之量測系統與分析技術,並驗證軟體模擬電路之結果。
目 錄
摘要 I
誌謝 II
目錄 III
第一章前言 1
1.1 高溫超導體(HTS)之應用發展 1
1.2 論文架構 2
第二章超導體材料與特性 3
2.1 超導體現象 3
2.2 超導材料之進展 5
2.3 溫度、電流、磁場對超導體之影響 6
2.4 超導體在微波應用之優勢 7
第三章高溫超導濾波器(HTS Filter) 8
3.1 濾波器之型式 8
3.2 濾波器之規格(Specification) 10
3.3 高溫超導濾波器之設計概念 12
第四章量測原理與量測系統之建立 17
4.1 超導材料特性之量測 17
4.1.1 臨界溫度(Critical Temperature) Tc之量測 17
4.1.2 臨界電流密度(Critical Current Density) Jc之量測 18
4.1.3 接觸電阻率(Specific Contact Resistance) ρC之量測 19
4.1.4 材料特性試片的光罩圖案(Mask Pattern)之設計 20
4.2 超導濾波器微波特性之量測 21
4.2.1 S參數(S Parameter)之量測 21
4.2.2 品質係數(Quality Factor) Q之量測 22
4.2.3 表面電阻(Surface Resistance) Rs之量測 23
4.3 量測系統之建立 24
4.3.1 量測儀器之架構 24
4.3.2 真空低溫系統(Vacuum Cryosystem) 25
第五章製程與封裝技術 30
5.1 製程(Process) 30
5.2 封裝(Package) 32
第六章實驗結果與分析 34
6.1 超導材料特性之量測分析 34
6.1.1 臨界溫度Tc 34
6.1.2 臨界電流密度Jc 38
6.1.3 接觸電阻率ρC 47
6.2 超導濾波器微波特性之量測分析 53
6.2.1 S參數 53
6.2.2 品質係數Q 60
6.2.3 表面電阻Rs 64
第七章結論與展望 65
7.1 結論 65
7.2 展望 67
參考文獻 68
參 考 文 獻
[1] W. K. Chu, “High Temperature Superconductivity, status and prospect on applications,” Department of Physics and Texas Center for Superconductivity and Advanced Materials, University of Houston, 2003.
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[4] A. W. Scott, “Understanding Microwaves,” John Wiley & Sons, 1993.
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[8] D. M. Pozar, “Microwave Engineering,” 2nd edition, John Wiley & Sons, 1998.
[9] R. Ludwig, P. Bretchko, “RF Circuit Design-Theory and Applications,” Prentice-Hall, Upper Saddle River, New Jersey, 2000.
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[19]S. C. Song, C. S. Kim, S. Y. Lee, H. K. Yoon, Y. J. Yoon, “Frequency responses of 14 GHz hairpin type superconducting bandpass filter,” Physica C 351, 17-20, 2001.
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[21]R. B. Greed, R. F. Jeffries, D. C. Voyce and A. J. Barkway, R. G. Humphreys and S. W. Goodyear, “High Performance Cryogenic Packaging for Microwave Applications of High Temperature Superconductors,” 2000.
[22]R. B. Greed, D. C. Voyce, D. Jedamzik, J. S. Hong, M. J. Lancaster, M. Repple, H. J. Chaloupka, J. C. Mage, B. Marcilhac, R. Mistry, H. U. Häfner, G. Auger, W. Rebernak, “An HTS Transceiver for Third Generation Mobile Communications,” IEEE Trans. on Applied Superconductivity, Vol. 9, No. 2, June 1999.
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[24]H. Hochmuth, M. Lorenz, “Side-selective and non-destructive determination of the critical current density of double-sided superconducting thin films,” Physica C 265, 335-340, 1996.
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