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《电子科技大学》 2009年
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高温超导薄膜微波强非线性理论及应用研究

补世荣  
【摘要】: 高温超导体具有本征的微波非线性性能,研究高温超导薄膜的微波非线性性能不仅有益于超导电性的理论研究,也对微波器件的应用有促进作用。为了深入了解微波非线性,关于微波非线性来源的研究工作尤为重要。近期文献报道在低功率微波场作用下非线性的主要来源是流致非线性,而通常认为高功率情况下微波非线性的主要来源是热效应,也肯定微波磁场会引入非线性,但关于微波磁场是如何引入非线性的问题则不清楚。本论文针对磁场引入非线性的问题作以下研究: 为测试微波非线性,本文对微桥谐振器进行了详细研究。通过在均匀半波长谐振器内引入一短段窄微带线(微桥)可实现微桥谐振器,谐振器的电性能则可以用解析的方法将其与微桥的物理参数联系在一起。同时该谐振器可以将微波电流均匀地集中在微桥处,微波电流的强度也通过解析与其电性能参数相联系。利用该谐振器作测试探针,可以在外加小微波功率的情况下实现强场非线性测试。本文利用该谐振器在77K对弱场(微桥微波平均磁场为7Oe)直到微桥进入高损耗状态(微桥微波平均磁场为190Oe)的强场微波非线性进行了测试,测试样品为YBCO/ALO/YBCO高温超导薄膜样品。测试结果显示平均微波磁场强度分别为40Oe、160Oe和190Oe时,微波非线性性能有显著变化,从而证明微波非线性在中等强度场和强场作用时与直流下临界磁场相关。进一步的直流偏置实验证实了这种相关性。在实验过程中同时也观察到在微波频率超导薄膜的功率依赖性能存在类似于磁滞的现象。为了解释这些现象,我们提出了两个简单模型,一个模型从时域分析出发解释了微波强自场作用下高温超导薄膜的局域大损耗现象。另一个模型则针对分布场作用下的Meissner态和涡旋态竞争角度解释了分布电流和局域损耗的动态互作用过程。通过这两个模型,解释了场致非线性在中强场作用下对微波非线性的影响起主导作用的原因。同时利用模型和表面势垒及晶界效应对微波场的类磁滞现象进行了解释。作为微波强非线性的应用,本文提出了几种新型的微波器件,对包括限幅滤波器和超宽带微波开关等器件的设计过程作了分析。
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TM26

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 郭国君;高温超导共面波导限幅器的研究[D];电子科技大学;2011年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前5条
1 补世荣,羊恺,罗正祥;复杂耦合超导滤波器[J];电子科技大学学报;2003年04期
2 羊恺;补世荣;刘娟秀;罗正祥;;限幅自保护高温超导接收机前端研究[J];电子科技大学学报;2007年02期
3 羊恺,补世荣,张其劭,李宏福;高温超导小型化多曲折线滤波器研制[J];科学通报;2002年18期
4 韩征和;;韩征和:“十五”863超导材料与技术专项成果[J];新材料产业;2006年02期
5 陆明;;高温超导微波器件在雷达接收机中的应用[J];现代雷达;2006年03期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张德文;曾奇云;;校准负载不理想对矢量网络分析仪剩余误差影响分析[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2009年02期
2 马权;唐海平;陈自力;吴晓祖;;NbTi超导线材的研究与发展[J];材料导报;2010年17期
3 钟莉,张秀成,何华辉;材料εr和μr的带线测量法及误差分析[J];磁性材料及器件;1998年02期
4 刘淑芳;官伯然;;高温超导微带天线的谐振特性研究[J];电波科学学报;2006年02期
5 姚志豪,叶林,丘明,徐喆;内反应式超导磁阻电动机的电磁设计[J];电工技术学报;2005年07期
6 张映敏,罗正祥,羊恺,张其劭;高温超导薄膜微波表面电阻测试方法[J];电子科技大学学报;2001年06期
7 补世荣,羊恺,罗正祥;复杂耦合超导滤波器[J];电子科技大学学报;2003年04期
8 李桂萍,徐军,罗慎独,薛良金;Ka频段介质稳频振荡器的研制[J];电子科技大学学报;2003年06期
9 张天良,羊恺,补世荣,刘娟秀,罗正祥;易加工开口环高温超导线性相位滤波器[J];电子科技大学学报;2004年04期
10 李桂萍;徐军;罗慎独;;毫米波高增益大功率收发组件研制[J];电子科技大学学报;2008年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张跃辉;;X波段上变频器设计研究[A];2009安捷伦科技节论文集[C];2009年
2 关宇;邓文天;曾婵玉;;Ku-band大功率放大器电路研究[A];2008通信理论与技术新进展——第十三届全国青年通信学术会议论文集(上)[C];2008年
3 王记平;文光俊;金海焱;;2W级Ka波段毫米波功率放大器设计[A];中国通信学会第六届学术年会论文集(上)[C];2009年
4 陈彦;童玲;钟亮;刘余;;传输/反射法测量土壤介电[A];2008中国仪器仪表与测控技术进展大会论文集(Ⅰ)[C];2008年
5 童海涛;王志功;刘军;谢婷婷;;一种8毫米波段的单片四位数字移相器[A];1999年全国微波毫米波会议论文集(上册)[C];1999年
6 顾良;李晓昕;;微波同轴阻抗标准的建立[A];1999年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];1999年
7 喻梦霞;薛良金;;W频段单刀单掷与单刀双掷开关[A];2001年全国微波毫米波会议论文集[C];2001年
8 李桂萍;徐锐敏;罗慎独;薛良金;;Ka频段HEMT介质振荡器[A];2001年全国微波毫米波会议论文集[C];2001年
9 陆敏;周健义;;应用于B3G射频系统的分谐波混频器[A];2005'全国微波毫米波会议论文集(第一册)[C];2006年
10 李桂萍;徐军;罗慎独;薛良金;;Ka波段全集成收发组件研制[A];2005'全国微波毫米波会议论文集(第二册)[C];2006年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 岳宏卫;高温超导约瑟夫森结及阵列毫米波特性研究[D];南开大学;2010年
2 游峰;面向微波应用的铊系高温超导薄膜研究[D];南开大学;2010年
3 刘娟秀;YBCO高温超导薄膜器件研制及光化学/辐照特性研究[D];电子科技大学;2010年
4 王志刚;微波毫米波前端中的LTCC技术研究[D];电子科技大学;2010年
5 段德芳;高压下卤族单质及其化合物的第一性原理研究[D];吉林大学;2011年
6 戴军;一些新型材料物性的理论研究[D];中国科学技术大学;2011年
7 夏庆林;新型超导材料的制备、超导电性及电子结构和弹性性质研究[D];中南大学;2011年
8 周鹏;基于InGaAs/InP单光子雪崩二极管的红外单光子探测研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
9 张永鸿;W波段频率源技术研究与应用[D];电子科技大学;2001年
10 陶伯万;3英寸YBCO双面超导薄膜的外延生长和均匀性研究[D];电子科技大学;2003年
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1 梁明明;二维反铁磁海森堡模型的有限温度自旋波理论[D];烟台大学;2010年
2 张志刚;约瑟夫森结电流特性的研究[D];烟台大学;2010年
3 田敏;扩频微波通信设备射频测试技术的研究[D];西安电子科技大学;2010年
4 李祖娟;Fe_(1.05-x)Cu_xSe_(0.5)Te_(0.5)系统的Cu替代效应研究[D];浙江大学;2011年
5 张瞩君;新型Fe基硫族化合物超导体探索[D];浙江大学;2009年
6 唐晓明;平板介质材料复介电常数单反射法变温测试[D];电子科技大学;2011年
7 郭国君;高温超导共面波导限幅器的研究[D];电子科技大学;2011年
8 史跃跃;高性能宽带压缩接收机前端的研究[D];电子科技大学;2011年
9 高昶;低氟MOD法制备YBCO高温超导带材研究[D];电子科技大学;2011年
10 杨毅;连续通道信道化接收机前端系统关键部件研究[D];电子科技大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前5条
1 补世荣,羊恺,罗正祥;复杂耦合超导滤波器[J];电子科技大学学报;2003年04期
2 羊恺,补世荣,张其劭,李宏福;高温超导小型化多曲折线滤波器研制[J];科学通报;2002年18期
3 补世荣;羊恺;陶伯万;陈光荣;齐锋;李言荣;罗正祥;张其劭;;高温超导微波限幅滤波器[J];科学通报;2008年09期
4 韩征和;;韩征和:“十五”863超导材料与技术专项成果[J];新材料产业;2006年02期
5 陆明;;高温超导微波器件在雷达接收机中的应用[J];现代雷达;2006年03期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 宁俊松;高温超导限幅器的研制[D];电子科技大学;2001年
【二级参考文献】
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1 陈家俊,陶伯万,邓新武,刘兴钊,李德红,张鹰,何世明,李言荣,羊恺,张其劭;3英寸双面YBCO高温超导外延薄膜研究[J];低温物理学报;2003年S1期
2 补世荣,羊恺,罗正祥,张其劭;高温超导薄膜微波非线性器件设计初探[J];低温物理学报;2005年03期
3 唐臻富;美军研制并试用高温超导射频滤波器[J];电子对抗技术;2002年04期
4 王吉滨,孟宪德,袁业术;提高接收系统线性度的研究[J];哈尔滨工业大学学报;2002年04期
5 ;Development of miniature HTSC microwave bandpass filter with multi-zigzag line structure[J];Chinese Science Bulletin;2003年08期
6 羊恺,补世荣,张其劭,李宏福;高温超导小型化多曲折线滤波器研制[J];科学通报;2002年18期
7 曾成;罗正祥;羊恺;;高温超导微波延迟线发展状况[J];实验科学与技术;2005年04期
【相似文献】
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1 贡树行,周炳;溶胶—凝胶法制备YBaCuO高温超导薄膜[J];人工晶体学报;1991年Z1期
2 岳宏卫;阎少林;周铁戈;谢清连;游峰;王争;何明;赵新杰;方兰;杨扬;王福音;陶薇薇;;嵌入Fabry-Perot谐振腔的高温超导双晶约瑟夫森结的毫米波辐照特性研究[J];物理学报;2010年02期
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4 周岳亮,赵维义;脉冲激光淀积高温超导薄膜的几个技术问题[J];低温物理学报;1999年01期
5 范永昌;安承武;周风晴;陆冬生;;高温超导薄膜的激光制备技术及其展望[J];激光技术;1989年05期
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7 范永昌,安承武,李再光,陆冬生;准分子激光溅射法制备高温超导薄膜机理研究的新进展[J];激光与红外;1991年04期
8 陈莺飞,彭炜,李洁,陈珂,朱小红,王萍,曾光,郑东宁,李林;高气压反射式高能电子衍射仪监控脉冲激光外延氧化物薄膜[J];物理学报;2003年10期
9 何建,罗正祥,张其劭;两种测试高温超导薄膜微波表面电阻方法的讨论[J];低温与超导;2005年01期
10 张映敏,罗正祥,羊恺,张其劭,黎涛,何健;R_s测试标准的探讨[J];低温物理学报;2005年02期
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1 王银顺;赵祥;许熙;肖立业;林良真;鲁光辉;惠东;戴少涛;;高温超导带材的临界电流各向异性的实验研究[A];中国电工技术学会第八届学术会议论文集[C];2004年
2 魏伟平;薛耀明;高方;朱波;李晨钟;;高糖诱导INS-1细胞损伤的记忆效应研究[A];中华医学会第十次全国内分泌学学术会议论文汇编[C];2011年
3 石兢;;超导临界电流的尖峰效应和磁通晶格的融化[A];面向21世纪的科技进步与社会经济发展(上册)[C];1999年
4 邓曙光;杨高;郑军;唐文彬;;“跑道型”高温超导磁体临界电流的计算[A];湖北省电工技术学会、武汉电工技术学会2008年学术年会暨理事会换届大会论文集[C];2008年
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6 何砚发;宗曦华;孙晶;王金星;;Bi-2212超导圆筒临界电流的感应法测量[A];2002年材料科学与工程新进展(上)——2002年中国材料研讨会论文集[C];2002年
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9 陈友宁;杨树青;;高精密铀同位素分析中记忆效应的影响及修正[A];中国核学会2007年学术年会论文摘要集[C];2007年
10 崔芙蓉;罗正祥;赖声礼;;准光学谐振腔测高温超导表面电阻及其分布[A];1999年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];1999年
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2 重庆 袁峰;BP机使用镍镉电池记忆效应及消除[N];电子报;2000年
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10 本报记者 吴昌红 吴红梅;是宝贝,还是麻烦?[N];新华日报;2003年
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1 补世荣;高温超导薄膜微波强非线性理论及应用研究[D];电子科技大学;2009年
2 游峰;面向微波应用的铊系高温超导薄膜研究[D];南开大学;2010年
3 赵玉峰;考虑非均匀临界电流密度效应的高温超导体磁通跳跃与交流损耗的理论研究[D];兰州大学;2009年
4 曾成;镜像法测试高温超导薄膜微波表面电阻的研究[D];电子科技大学;2009年
5 邵涛;重复频率纳秒脉冲气体击穿研究[D];中国科学院研究生院(电工研究所);2006年
6 石伟;自尊的记忆效应的实验研究[D];西南师范大学;2004年
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8 王天生;YBa_2Cu_3O_(7-δ)和MgB_2超导薄膜的制备及微观结构表征[D];燕山大学;2006年
9 冯永生;预失真射频功率放大器的研究[D];北京邮电大学;2007年
10 南敬昌;宽带功率放大器非线性、行为模型与数字预失真系统研究[D];北京邮电大学;2007年
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1 杜洪立;YBCO薄膜的微波功率非线性测试研究[D];电子科技大学;2009年
2 李艳;临界电流防止输电线路覆冰的实验研究[D];长沙理工大学;2012年
3 王宁;高温超导薄膜制备及器件在低场NMR中的应用[D];长春理工大学;2009年
4 刘泥;高温超导薄膜微波表面电阻的测量[D];电子科技大学;2002年
5 谢廷明;REBCO(RE=Y,Sm)高温超导薄膜的生长研究[D];电子科技大学;2005年
6 罗安;双面YBCO高温超导薄膜的研制及在微波谐振器中的应用[D];电子科技大学;2001年
7 黎涛;高温超导薄膜微波表面电阻的测量[D];电子科技大学;2003年
8 胡前库;工艺参数对Tl_2Ba_2CaCu_2O_8超导薄膜相组成及其性能的影响[D];燕山大学;2003年
9 雷宇;高温超导薄膜微波表面电阻测试的研究[D];电子科技大学;2005年
10 何建;高温超导薄膜微波表面电阻的测量方法[D];电子科技大学;2005年
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