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硕士生刘凡在《中国科学 信息科学》论文录用


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2020-01-10

 


射电天文学作为天文学长期演进、发展而来的一个重要分支,其突破了可见光和红外等探测手段的光学天文,不受云、雾等恶劣气象条件的限制,实现了全天候、更宽视场和低特征目标探测。射电天文望远镜接收机作为搜寻探测各种天体系统所发出的微弱电磁波信号的关键设备,其性能的好坏直接影响探测效率。而射电天文望远镜的观测窗口周边的电磁环境十分恶劣,大量的地面干扰信号强于来自太空的微弱信号,因此射电天文望远镜对具有高灵敏度和强抗噪声能力的接收子系统有着十分迫切的需求。

针对上述需求,西安交通大学刘海文教授团队硕士生刘凡等同学研究设计了一款具有极低噪声的高灵敏度超导平衡滤波器。该研究相关的论文题为《基于新型SRLR结构的双通带超导平衡滤波器研制》,该研究成果于201912月已被《中国科学: 信息科学》录用。

所设计加工的滤波器实物图

 

该工作中,研究者创新性地提出了多模SRLR的多模谐振结构,并从奇偶模理论出发,分析探索该结构的谐振机理,发现该多模SRLR结构较传统SRLR结构具有更加灵活的共模噪声抑制的设计自由度。在此基础上,绘制出了该新型多模SRLR结构的通用谐振网格图,有效地提升了差共模谐振频率的设计效率,实现了在差模通带内优良的共模噪声抑制特性。

此外,该滤波器使用0.5 mm厚的MgO衬底双面YBCO薄膜制作,并在低温77 K下进行测试实验测量结果显示,两个通带分别工作在2.23.5 GHz,其通带内的最大插入损耗分别为0.1 dB0.12 dB,观察得到双通带内的共模抑制分别为74.967.4 dB,且具有带宽0-8 GHz抑制水平优于20 dB的共模噪声抑制特性,实测结果与仿真结果吻合良好,验证了该滤波器设计方法的可行性。


所设计高温超导平衡滤波器的仿真与测试结果(a) 差模特性(b) 共模特性

 

这一研究探索了高灵敏度和强抗电磁干扰能力的多频带射电天文接收子系统设计的新理论、新方法和新技术,为具有高性能的射电天文接收机子系统的研制提供了可行的解决方案,所设计的超导平衡滤波器对于强抗干扰和高灵敏度需求的双通带差分射电天文接收机前端系统具有潜在的应用价值。

该项研究得到了国家自然科学基金重点项目(No. U1831201),国家重点研发计划(No. 2017YFE0128200),陕西省国际科技合作计划项目(No.2019KW-003)和江西省自然科学基金重点项目(No. 2017ACB20019的资助。

 

刘凡同学已于2019年7月毕业,并被推荐至日本国立埼玉大学继续深造,攻读博士学位。

 

更多详情请阅原文:

文章下载网址:http://engine.scichina.com/publisher/scp/journal/SSI/doi/10.1360/SSI-2019-0199?slug=abstract

 

 

 

 

 



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