可转换电感器 【技术领域】
本发明涉及一种用于微波集成电路的电感器，具体涉及一种用微带线构成的电感器。
发明背景和技术状态
像其它电子领域一样，在微波集成电路的传输路径中当然需要各种元件。特别需要其特性可以变化的电感器，例如，随电信号的控制而在两个电感量之间转换的电感器。
日本专利申请JP 2/101801中公开的微波带阻滤波器有设计成线性微带的传输线，金属元件放在超导材料层区域上面。超导材料区域的模式与金属导体的模式基本一致，只是一些区域中的超导区域的宽度大于金属导体的宽度。当使超导材料进入非超导状态时，大部分电流通过金属导体区域的普通金属材料。在超导状态下，电流只通过位于下面的超导材料。由此制成地元件能获得可变的滤波效果。但是，该设计所带来的缺点是，会出现一个可能是浅的位于正常导体下的导电区，该区域引起传输线损坏。适用于微波集成电路的低温超导材料的正常状态下的电导率与始终是常规金属导体的材料的电导率的10-3至10-2相当。
概述
本发明的目的是，提供一种用于微波的具有低损耗的微带型电感器。
因此，主要用于微波频率的电感器由传输线构成，该传输线被设计成由诸如适宜的金属常规导电材料构成的中心线制成的线性微带元件。微带元件的宽度可用在中心线侧边处的超导区域改变。微带的有效宽度变化使其电感量相应变化。微带元件侧边处的区域正好位于中心的常规金属导体处，因此，常规金属导体的至少侧边或边缘部分与它电连接。这些区域中有些在非超导状态下，有稍低的电导率，但由于这些面积只在极浅，薄或窄的边缘与正常的中心金属导体接触，而不是在大的表面接触，因此，当超导面积处于其常规状态下而不是超导状态时，它们对传输路径的传输特性不会有明显的损害。
附图的简要说明
参见附图用无限制的实施例说明发明，其中：
图1是平面式可转换微波电感器的剖视图；
图2a是与图1相同的剖视图，说明某些区域处于超导状态时的电流分布，
图2b是与图2a相似的剖视图，说明当某些区域从超导状态变到正常状态时的电流分布，
图3是电感器的某些区域从超导状态变到正常状态的情况下电感器的电感量与时间的关系曲线。
详细说明
图1的剖视图中，说明了要与例如微波电路连接的有可变电感量的电感器。电感器形成在有导电接地层3的介电衬底1上，导电接地层3是在衬底1的底表面上形成的例如Cu,Ag或Au的金属层，接地层作为连接层，基本上覆盖全部底表面。在顶表面上用与底层相同的金属如Cu,Ag和Au有高导电率的合适金属制成的已构图的导电层5。已构图的导电层5是有均匀宽度Wc的带形，并构成用于微波的传输或传播路径。导电带5有正好位于其侧边或多个侧边处的导电面积或导电区7。这些区域7用潜在的超导材料，最好用高温超导材料制成。区域7包括位于中心金属带5两侧的带，最好或相互对称的关系，这些带有彼此相同的均匀宽度。超导带和中心导体的宽度一起用W表示。
用作典型的高温超导材料的潜在的超导区7的正常状态下的电导率σn5×105S/m，可与中心金属导体5的电导率σc108/m相比。潜在的超导区7在正常状态下，电流主要流入中心导体5。该非超导状态的电流分布可从图2b的曲线中看到。在导体5的宽度Wc上的电流分布基本上一致。
在区域7在超导状态的其它情况下，全部电流按Meissner效应只进入横向超导区7中并在其外边缘处。见图2a的电流分布曲线。
微带线的电感量主要由线的总宽度W确定，例如，在微带线到它的接地面3的高度h固定时，与宽度成反比，而与1/W成正比。因此，潜在的超导区7的进入超导状态或离开超导状态的状态改变时，使上文所述微带线的电感量变化，电感量分别采用较低或较高量，见图3的曲线。
可用任何常规的方法，如可按要求或需求改变温度，改变磁场或改变直流电流电平，来实现潜在的超导区7在超导状态与正常状态之间的转换。该转换用图1所示的控制单元9表征。最好的方式是，用控制单元使高于超导材料的临界电流的电流通过或不通过微带线。使得固定的偏置电流，直流电流通过微带线，使电流密度稍低于临界电流的电流密度的固定偏置电流加到或不加到如电流脉冲的小控制电流上，能极快地实现超导状态和正常状态之间的双向转换。可从图3所示的曲线看到转换操作的总的外形特征。这里，微带线的第1个区域7处于超导状态，微带线有第一个低电感量Lsuper，然后状态变成正常状态，电感量变到较高的量Lnormal。之后，如当通过微带线的电流突然增大时，在电感量变化之前的小的过渡时间τ实际上起作用。
数字模型表明，对于超导区域7的适当宽度，在微波频率下工作的微带线的电感量L很容易增大一倍。