Hochtemperatur-Supraleiter-Systeme in der Satellitenkommunikation. Leistungstaugliche Hochfrequenz-Resonatoren und -Filter in planarer HTSL-Technologie Abschlussbericht

Abstract

Goal of the R and D project was the development of miniaturized HTSC resonators and filters. The work was divided into two main packages: (#alpha#) Systematic investigations of thin film samples, manufactured by partners of the common project as well as the development of characterization methods. (#beta#) Considerations of all relevant topics related to the design and manufacturing of high power filters with given specifications. The power handling capability of thin films is the most challenging issue in film production. A large variation in film quality could be observed that can cause problems in the realization of HTSC components. Employing the introduced concept of edge current free disk and ring resonators, high power HTSC filters can be realized with an improvement of 400 in power handling capability compared to other HTSC resonator types. During optimization of the unloaded quality factor, dielectric losses were identified to be the limiting factor. Two-pole, four-pole Chebyshev and four pole elliptic filters were developed and characterized and showed low loss and high power handling capability. (orig.)Die Zielsetzung des F und E-Vorhabens war es, stark miniaturisierte leistungstaugliche Resonatoren und Filter auf der Basis von Hochtemperatur-supraleitenden Duennfilmen zu entwickeln. Die Arbeiten gliederten sich in zwei Teilbereiche: Einerseits wurden Methoden zur Hochfrequenz-Charakterisierung der zugrundeliegenden HTSL-Schichten entwickelt und systematische Untersuchungen an Proben schichtherstellender Verbundpartner durchgefuehrt. Andererseits wurden alle relevanten Teilprobleme zur Entwicklung hochleistungstauglicher Filter bearbeitet und entsprechende Problemloesungen entwickelt. Bei der Schichtherstellung stellte sich die geforderte Leistungstragfaehigkeit der HTSL-Schichten als besondere Herausforderung dar. Es wurde eine grosse Streuung der Filmqualitaet beobachtet, wodurch die Realisierung von Bauelementen erschwert werden kann. Die Realisierung leistungstauglicher Filter ist mit dem vorgeschlagenen Scheibenresonator-Konzept moeglich, welche eine um den Faktor 400 hoehere Energiespeicherung im Vergleich zu anderen HTSL-Strukturen erlauben. Bei der Optimierung der Leerlaufguete stellten sich dielektrische Verluste als begrenzender Faktor heraus. Es wurden sukzessive Zweipolfilter, 4-polig Tscherbyscheff-Filter und 4-polige quasi-elliptische Filter entwickelt und charakterisiert. (orig.)Available from TIB Hannover: F99B1258+a / FIZ - Fachinformationszzentrum Karlsruhe / TIB - Technische InformationsbibliothekSIGLEBundesministerium fuer Bildung und Forschung (BMBF), Bonn (Germany)DEGerman