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富士通等开发出超导滤波器 |
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| http://cn.newmaker.com
2/25/2008 10:05:00 AM
佳工机电网
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富士通、富士通无线系统、富士电机系统、山形大学及北海道大学等分别开发出各种利用超导技术的带通滤波器（超导BPF），并在2008年2月18日横须贺科技园（YRP）举办的“移动通信电波资源扩大的研究开发”研讨会和验证会上展出。
超导BPF已被应用于以美国为主的全球约1万座手机基站的接收电路上。通过利用超导技术减小了噪音，BPF的滤波特性非常敏锐，能够大幅减小保护带的宽度。对服务运营商和用户来说，优点是可减少通信途中的断音、延长上行方向（从用户到基站的通信）的通信距离。近来，中国各手机企业围绕着预定于北京奥运会前后开通的第三代手机服务，呈现出引进超导BPF的积极态势。
富士通等的开发目的是使发送方也能使用超导BPF。富士通表示，收发两方面均使用超导BPF的基站，发送电力仅需普通基站的1/2，而接收灵敏度是其2倍，频道间的保护带宽度仅需1/10。“甚至可以说超导BPF的性能仅在信号发送时才能发挥出来。如果全世界的手机基站均使用超导BPF，每年可节省相当于3座核电站发电量，可减排700万吨CO2”（富士通）。
同时冷却放大器
各公司的开发品略有不同。富士通和富士通无线系统开发了配备LNA（低噪音放大器）的收发两用超导BPF。特点是具有高达10W的耐电性。此前，超导BPF没有在发送方实现应用是因为需要电力过大。一般情况下，高频BPF是排列多个由微带线（Microstrip Line）组成的共振器构成的。此前，为提高超导效果采用了增加共振器数目的方法，也随之出现了所需电力增大的问题。富士通等通过电磁结合技术，以少量的共振器实现了与使用多个共振器相同的效果。“开发的产品与最大16级的共振器等效”（富士通）。
与BPF相组合冷却使用的LNA是由磷化铟（InP）构成的HEMT（高电子迁移率晶体管），NF（噪声系数）为0.02～0.05dB。远小于0.1～0.2dB的GaAs型HEMT、以及不使用超导的普通手机用LNA（5dB左右）。
另一方面，山形大学和富士通研究所开发了可变换BPF带宽的信号发送可调谐超导BPF。使用由金属布线和介电率为45的高介电体构成的共振器，通过调节金属布线和介电体的距离改变共振器的有效介电率，从而改变共振频率。频率可在4.5G～5GHz的范围内变化。不过耐压功率仍为1W。“由于信号发送时瞬间电力将达100W左右，因此需要更高的耐电性能”（山形大学研究生院理工学研究系教授大岛重利）。目前，超导材料采用钇系材料。大岛表示，相比开发新的超导材料，该公司计划在滤波器结构上下工夫来提高耐电性能。
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