(57)【要約】【課題】複数の共振用エレメントを多段に配置したコンパクトで特性調整が可能な超伝導フィルタ装置を提供する。【解決手段】超伝導フィルタ装置は、誘電体基板上に超伝導の共振パターン（６６）を有する複数の共振用エレメント（２３ａ、２３ｂ）と、前記共振用エレメントに信号を供給する入力ポート（１０２）及び前記共振用エレメントから信号を取り出す出力ポート（１０３）と、隣接する前記共振用エレメント間、前記共振用エレメントと前記入力ポート間、又は前記共振用エレメントと前記出力ポート間に配置される基板状の結合用エレメント（２２ａ〜２２ｃ）と、を備え、前記共振用エレメントと前記結合用エレメントを、前記共振パターンに対して垂直方向に差し替え可能に配置したことを特徴とする。【選択図】図６
2009290705.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘電体基板上に超伝導の共振パターンを有する複数の共振用エレメントと、
前記共振用エレメントに信号を供給する入力ポート及び前記共振用エレメントから信号を取り出す出力ポートと、
隣接する前記共振用エレメント間、前記共振用エレメントと前記入力ポート間、又は前記共振用エレメントと前記出力ポート間に配置される基板状の結合用エレメントと、
を備え、前記共振用エレメントと前記結合用エレメントを、前記共振パターンに対して垂直方向に、差し替え可能に配置したことを特徴とする超伝導フィルタ装置。
【請求項２】
前記共振用エレメントと前記結合用エレメントを収容する筺体、
をさらに備え、前記筺体の内壁には、前記共振用エレメント及び前記結合用エレメントの各々のエッジと勘合する溝が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の超伝導フィルタ装置。
【請求項３】
前記入力ポート及び前記出力ポートはそれぞれ、同軸／導波路変換部を有することを特徴とする請求項１に記載の超伝導フィルタ装置。
【請求項４】
前記同軸／導波路変換部は、同軸コネクタと、前記同軸コネクタに電気的に接続されるプローブを含むことを特徴とする請求項３に記載の超伝導フィルタ装置。
【請求項５】
前記共振用エレメント、前記結合用エレメント、及び前記プローブは、導体の筺体の内部に収容されることを特徴とする請求項４に記載の超伝導フィルタ装置。
【請求項６】
誘電体基板上に超伝導の共振パターンが形成された複数の共振用エレメントを、前記共振パターンに対して垂直方向に平行に配置し、
少なくとも隣接する前記共振用エレメント間に、基板上の結合用エレメントを配置し、
前記共振用エレメントと前記結合用エレメントの少なくとも一つを、別の種類の共振用エレメント又は結合用エレメントと交換することによって共振特性を調整する、
ことを特徴とする共振特性調整方法。
【請求項７】
内壁に平行な溝が形成されている導体の筺体の前記溝内に、前記共振用エレメントと、前記結合用エレメントをスライド挿入する、
工程をさらに含み、前記交換は、前記共振用エレメント又は前記結合用エレメントの少なくとも一つを前記溝から引き出して、前記別の種類の共振用エレメント又は結合用エレメントと差し替えることを特徴とする請求項６に記載の共振特性調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、広くは超伝導フィルタ装置に関し、特に特性調整が可能な立体型の超伝導電力フィルタ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
移動通信システムにおいて、高度な電波の共同利用に向けて、低損失の電力送信フィルタの開発が進められている。今後のさらなる周波数の有効利用のために、電力フィルタ装置を無線基地局等に実装した後に、所要の特性に調整可能とすることが求められている。
【０００３】
送信側の大電力向けの超電導バンドパスフィルタとして、ディスク形状の平面回路型共振器（「ディスク型共振器」と称する）を用いた超伝導フィルタが知られている。ディスク形状の共振器パターンとすることで、大電力を扱う場合でも、マイクロストリップ構造の共振器のエッジ部分への電流集中を緩和することができる。
【０００４】
実際の使用では、所望のバンドパス特性を得るために、誘電体基板上に、複数のディスク型共振器を多段に配置する。超伝導体は、マイクロ波など高周波領域においても、通常の電気的良導体に比べて表面抵抗が非常に小いので、マイクロストリップライン型の共振器を誘電体基板上に複数並べて多段化しても、伝送損失を少なく抑えて優れた周波数特性を得ることができる。
【０００５】
しかし、平面回路型のフィルタ装置では、共振器の段数が多くなると、その分、基板サイズが大型化する。一般に、多段の共振器フィルタは、誘電体基板上の超電導薄膜をフォトリソグラフィとエッチングによりパターニングして形成されるが、いったんこのような超伝導フィルタ装置を無線基地局等に実装してしまった後は、所望のフィルタ特性に調整することができない。
【０００６】
一方、温度変化に左右されずに共振周波数を一定にする低損失の立体型共振器装置が提案されている（たとえば、特許文献１参照）。この文献では、誘電率が負の温度係数を有する直方体の誘電体ブロックに貫通孔を設け、貫通孔の内面に内面電極を形成し、誘電体ブロックの外面に外面電極を形成する。共振器を多段化するときは、直方体の誘電体ブロック内に、複数の貫通孔を平行に並べ、貫通孔と貫通孔の間に対応する位置に、結合用の孔を形成する。この立体型共振器装置も、いったん貫通孔や結合孔を形成してしまうと、実装後に調整することはできない。
【特許文献１】特開２００３−２０４２１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、多段の共振器をコンパクトに配置し、かつ、実装された後の特性調整が容易な立体型の超伝導フィルタ装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第１の側面では、超伝導フィルタ装置は、
誘電体基板上に超伝導の共振パターンを有する複数の共振用エレメントと、
前記共振用エレメントに信号を供給する入力ポート及び前記共振用エレメントから信号を取り出す出力ポートと、
隣接する前記共振用エレメント間、前記共振用エレメントと前記入力ポート間、又は前記共振用エレメントと前記出力ポート間に配置される基板状の結合用エレメントと、
を備え、前記共振用エレメントと前記結合用エレメントを、前記共振パターンに対して垂直方向に、差し替え可能に配置したことを特徴とする。
【０００９】
第２の側面では、共振特性調整方法を提供する。この方法は、
誘電体基板上に超伝導の共振パターンが形成された複数の共振用エレメントを、前記共振パターンに対して垂直方向に平行に配置し、
少なくとも隣接する前記共振用エレメント間に、基板上の結合用エレメントを配置し、
前記共振用エレメントと前記結合用エレメントの少なくとも一つを、別の種類の共振用エレメント又は結合用エレメントと交換することによって共振特性を調整する、
工程を含む。
【発明の効果】
【００１０】
上記の構成及び方法により、多段の共振器をコンパクトに配置することができる。また実装後のフィルタ特性の調整が容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下で、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。図１は、本発明の一実施形態による超伝導電力フィルタ装置で用いられるフィルタ本体５の基本構成図である。図１（ａ）は外観模式図、図１（ｂ）は上部断面（水平断面）図、図１（ｃ）は側部断面（垂直断面図）である。
【００１２】
フィルタ本体５は、導体の筺体１０を有し、この筺体１０の中に、超伝導共振パターンを有する基板（共振用エレメント）２３と、結合調整用の誘電体または導体の基板（結合用エレメント）２２が、所定の間隔で配置されている。結合用エレメント２２は、共振器間の結合や、共振器と入力ポート１０２又は共振器と出力ポート１０３の間の結合を調整するため、共振用エレメント２３と交互に配置されている。
【００１３】
筺体１０は、本体１２と蓋１１を含み、ＴＥモード又はＴＭモードの高周波電磁場の伝搬のための導波路を形成する。入力ポート１０２から伝送信号が入力され、結合用エレメント２２及び共振用エレメント２３を順次通過して、フィルタリングされた信号成分が出力ポート１０３から出力される。
【００１４】
筺体１０の本体１２の内壁（本体１２の内側の側壁及び底面）には、所定の間隔で複数の溝１３が形成されている。一方、蓋１１の下面にも、本体１２の溝１３に対応する位置に溝１４が形成されている。筺体１０の蓋１１は、たとえばネジ等で取り外し可能に本体１２に取り付けられ、蓋１１を取り外して、共振用エレメント２３や結合用エレメント２２を、本体１２の溝１３内にスライド挿入することができる。蓋１１を閉めると、蓋１１の溝１４が、対応する結合用エレメント２２や共振用エレメント２３の上部エッジと嵌合するようになっている。
【００１５】
図２は、図１の結合用エレメント２２の構成例を示す図である。図２（ａ）に示す結合用エレメント２２Ａは、誘電体基板２０１の中央に開口（オリフィス）２０２を有する。誘電体基板２０１は、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、ＴｉＯ2等であり、中央を円形にくりぬいた開口２０２が形成されている。結合の強さは、開口（オリフィス）２０２の大きさによって調整され得るが、誘電体基板２０１の材質と形状によって決まる固有の共振周波数（及びその高調波の共振）が存在し、これらは不要な寄生共振となる。したがって開口４０２の共振周波数が、所要帯域の周波数と重ならないように開口２０２の寸法の条件を決める。
【００１６】
図２（ｂ）の結合用エレメント２２Ｂは、おなじく誘電体基板２０１を用いているが、４つの開口２０４を有する。開口２０４のトータルの面積は、図２（ａ）の開口２０２の面積と同じである。
【００１７】
図２（ａ）、図２（ｂ）のように誘電体板２０１を用いる場合、注目する電磁界の共振を起こす部分において、比透磁率が１での比誘電率をεreff、この共振に関与する誘電体部分の寸法をＬD、光速をＣ、形状によって決まる係数をＫD、ＢDとすると、その1/2波長（基本次）の共振周波数ｆC0は、概ね、
εreff・ｆC02／Ｃ2＝ＫD／（２ＬD)2＋ＢD
と表すことができる。例えば、開口２０２が円柱状でその直径が実効波長λの１／２より大きく、誘電体基板２０１の一辺の長さＬDが十分長い場合は、ＫDは１に近く、直径がλ／２より小さくなっていくと、このモードの共振は消衰していく。また、ＬDと開口２０２の直径が近い場合は、互いに寸法を変えることにより、ｆC0は調整できる。また、近傍に、導波管として機能する筺体１０の内壁やフィルタ本体５のリアクタンス成分が等価的に装荷されると、ｆC0はシフトする。
【００１８】
以上のことから、図２（ａ）、図２（ｂ）の例では、誘電体基板２０１の厚さを、所要周波数の誘電体中でのλ／４よりも小さくすることで、誘電体基板２０１による不要な共振を抑えることができ、開口２０２の大きさと配置場所により、結合度を調整できる。その調整度合いは、開口２０２のサイズ、誘電体基板２０１の寸法条件を変えた別の結合用エレメント２２に差し替えてみるか、コンピュータによる電磁界シミュレータにより決めることができる。
【００１９】
図２（ａ）、図２（ｂ）の開口２０２、２０４の配置や形状による差異は、一義的には決められず、隣接する共振器エレメント２３や入出力１０２、１０３の条件によって左右される。たとえば、ＴＥの基本モードでは、開口の合計面積が同じ場合、導波管（筺体１０）の中央部分で電界の集中が高くなるので、図２（ａ）の構成で透過する電磁界の割合を増す（結合を強める）ことができる。また、開口の位置が同じ場合、たとえば図２（ａ）のように中央に開口２０２を配置する場合、開口２０２のサイズが小さいほうが誘電率を高く維持できるので、電束密度が高くなり、結合を強めることができる。
【００２０】
一方、図２（ｃ）の結合用エレメント２２Ｃは、導体基板３０１の中央部にスリット（開口）３０２を形成したものである。図２（ｃ）のように、導体の場合、スリット３０２の注目する電磁界の共振に関与する導体（たとえば板状又は膜状の超伝導体）の寸法をＬM、形状によって決まる係数をＫM、ＢMとすると、共振を起こす部分において比透磁率が１で実効の比誘電率がεreffである場合、基本次の共振周波数fCOは概ね、
εreff・ｆCO2／Ｃ2＝ＫM ／（２ＬM)2＋ＢM
と表すことができる。図２（ａ）、図２（ｂ）と同様に、スリット３０２の配置や形状による差異は一義的には決められず、隣接する共振用エレメント２３や入出力１０２、１０３の条件によって影響する。たとえば、ＴＥの基本モードでは、スリット３０２の幅が同じ場合、中央部よりも導波管（筺体１０）の管壁に近い方が、結合度を弱めることができる。また、近傍に筺体１０の管壁やフィルタ本体５側のリアクタンス成分が等価的に装荷されると、ｆCOはシフトする。スリット３０２の位置が同じ場合は、スリット３０２の幅を大きくする方が誘電率を低くできるので、電束密度を高くして結合を強めることができる。
【００２１】
図２（ｄ）の結合用エレメント２２Ｄは、誘電体基板２０１の片面に導体膜３０４を形成し、中央にストライプ状の開口パターン３０３を有する。この場合も、図２（ｃ）の構成例と同様に、開口パターン３０３の幅、位置によって結合の大きさを変えることができる。
【００２２】
図２（ａ）〜図２（ｄ）は結合用エレメント２２の構成例の一部を示したにすぎず、多種多様な結合用エレメントが可能であり、図示された構成を任意に組み合わせることもできる。たとえば、図２（ａ）や図２（ｂ）の円形開口２０２を、図２（ｃ）のような導体基板３０１に形成してもよいし、図２（ｄ）のように、導体薄膜３０４の一部をエッチング除去して形成してもよい。また、図２（ａ）の誘電体基板２０１に代えて、開口２０２を有さない誘電体基板２０１のみのエレメントとしてもよい。
【００２３】
図３は、図１の共振用エレメント２３の構成例を示す図である。図３（ａ）の共振用エレメント２３Ａは、誘電体基板２０１の一方の面に、開口パターン３０５を有する超伝導薄膜３０６で共振パターンを形成し、誘電体基板２０１のエッジにグランド用の電極３０７を形成したものである。電極３０７は、Ａｇ膜、Ａｇ／Ｐｄ／Ｃｒ膜、Ａｕ／Ｃｒ膜等で形成することができる。共振用エレメント２３Ａを、図１の導体の筺体１０の内壁に形成された溝１３、１４内に挿入すると、電極３０７が導体の筺体１０と接続してグランドがとられる。この場合、電極３０７と溝１３、１４との間をインジウムなどの緩衝部材で充填してもよい。
【００２４】
図３（ｂ）の共振用エレメント２３Ｂは、誘電体基板２０１に超伝導材料で円形の薄膜パターン（共振パターン）３０８を共振器として形成したものである。この場合も、誘電体基板２０１の厚さ、誘電率、超伝導薄膜パターン３０８の直径等で決まる共振周波数に応じた信号成分が通過する。図３（ａ）の例でも、図３（ｂ）の例でも、共振器パターンを構成する超伝導膜は、基板２０１の表面に対して、垂直に強いｃ軸結晶配向したものを用いる。
【００２５】
結合用エレメント２２と同様に、共振用エレメント２３も図示した構成例に限定されない。所望の共振周波数に形成した多種の共振用エレメント２３をあらかじめ用意しておき、筺体１０の溝に差し込むエレメントを適宜交換することで、フィルタ本体５の特性を変えることができる。
【００２６】
図１〜図３の立体型のフィルタ本体５では、共振用エレメント２３と結合用エレメント２２は、パターン面に対して垂直の方向に、間隔を設けて高いに平行になるように配置されている。このように、複数の共振器エレメント２３と結合用エレメントを立体配置とすることで、コンパクトな構成にすることができる。
【００２７】
図４は、上述したフィルタ本体５が適用される超伝導フィルタ装置の構成例１を示す図である。図４（ａ）は外観模式図、図４（ｂ）は上部断面図（水平断面図）、図４（ｃ）は側部断面図（縦断面図）である。
【００２８】
超伝導フィルタ装置１Ａは、フィルタ本体５の両側に、フランジ３５Ａ、３５Ｂを介して同軸／導波管変換部３０Ａ、３０Ｂを接続した構成である。フィルタ本体５と同軸／導波管変換部３０Ａ、３０Ｂで、導波管３９Ａを構成する。フランジ３５Ａ，３５Ｂは、この例ではフィルタ本体側フランジ３３と同軸変換部側フランジ３４を有する。同軸／導波管変換部３０Ａ、３０Ｂはそれぞれ、同軸コネクタ３２Ｂと、同軸コネクタ３２Ｂから内部へ延びる金属プローブ（アンテナ）３６Ａ、３６Ｂを含む。同軸コネクタ３２Ａ、３２Ｂは図示されない同軸ケーブルが接続され、超伝導フィルタ装置１Ａに信号を入力し、フィルタリングされた信号を出力する。
【００２９】
動作において、同軸コネクタ３２Ａと金属プローブ３６Ａを入力ポート１０２（図１参照）とし、同軸コネクタ３２Ｂと金属プローブ３６Ｂを出力ポート１０３（図１参照）とすると、同軸コネクタ３２Ａを介して超伝導フィルタ装置１Ａに入力される電気信号は、金属プローブ３６Ａと導波管３９Ａの内壁の間で電界の時間変動を伴って、フィルタ本体５の導波管（筺体１０）内部に変動電磁場として入力される。金属プローブ３６Ａの位置及び長さは、フィルタ本体５との所望の電気的結合の強さによって決められる。発生する電磁場振動の主成分は、図示の構成ではＴＥモードとなる。
【００３０】
たとえば、通過帯域内の信号反射を抑制したバンドパス特性のフィルタを構成するためには、導波管３９Ａ内部に位置する突出する金属プローブ３６Ａ、３６Ｂの長さは、実効波長の１／４程度を目安にする。また、最も近接する導波管３９Ａの内壁からも、実効波長の１／４程度が位置調整の目安となる。または、金属プローブ３６Ａ、３６Ｂの先端が変動電界の腹になるようにする。５ＧＨｚ帯のバンドパスフィルタでは、金属プローブの長さは１．５ｃｍ程度（真空中、自由空間における５ＧＨｚの１／４波長）か、これ以下が目安となる。１．５ｃｍからやや外れるのは、管壁や筺体１０側のリアクタンス成分が等価的に装荷されるためである。
【００３１】
フィルタ本体５に変動電磁場として入力された信号は、結合用エレメント２２ａ〜２２ｃにより、各エレメント間、すなわち、金属プローブ３６Ａと共振用エレメント２３ａの間、隣接し合う共振用エレメント２３ａ、２３ｂの面間、共振用エレメント２３ｂと出力側の金属プローブ３６Ｂの間の電磁界が、所望のフィルタ特性となるように調整される。
【００３２】
結合用エレメント２２ａ〜２２ｃと、共振用エレメント２３ａ、２３ｂが交互に配置されている設定されている導波管３９Ａの内部を順次伝搬した電磁界は、金属プローブ３６Ｂで受信されて導波／同軸変換され、同軸コネクタ３２Ｂを介して図示しない同軸ケーブルに出力される。
【００３３】
図５は、上述したフィルタ本体５を適用する超伝導フィルタ装置の構成例２を示す。図５（ａ）は外観模式図、図５（ｂ）は上部断面図（水平断面図）、図５（ｃ）は側部断面図（縦断面図）である。
【００３４】
超伝導フィルタ装置１Ｂは、フィルタ本体５と同軸／導波管変換部４０Ａ、４０Ｂを、筺体１０内に一体構成したものである。筺体１０の蓋１１は、入力側蓋部１１Ａと、出力側蓋部１１Ｂと、本体蓋部１１Ｃを含み、それぞれが独立して取り外し可能に構成されている。本体蓋部１１Ｃを開けることによって、結合用エレメント２２ａ〜２２ｃ及び共振用エレメント２３ａ、２３ｂの任意のエレメントを差し替えて溝１３に嵌め込むことができる。本体蓋部１１Ｃを閉じることによって、各エレメントの上部エッジは、溝１４と勘合する。
【００３５】
図５（ｃ）に示すように、入力側蓋部１１Ａと出力側蓋部１１Ｂには、誘電体基板４５Ａ、４５Ｂがそれぞれ取り付けられ、蓋部１１Ａ、１１Ｂを閉めたときに、誘電体基板４５Ａ、４５Ｂが導波管３９Ｂの内部に位置するように構成されている。誘電体基板４５Ａ、４５Ｂの表面には、導体膜によりプローブパターン４８Ａ、４８Ｂがそれぞれ形成されている。入力側および出力側の蓋部１１Ａ、１１Ｂの同軸コネクタ４２Ａ、４２Ｂの中心導体４７Ａ、４７Ｂは、接合はんだ４６により、対応するプローブパターン４８Ａ、４８Ｂに電気的に接続されている。
【００３６】
同軸コネクタ４２Ａを介して超伝導フィルタ装置１Ｂに入力される電気信号は、プローブパターン４８６Ａと導波管３９Ｂの内壁の間で電界の時間変動を伴って、フィルタ本体５に変動電磁場として入力される。プローブパターン４８Ａの位置及び長さは、フィルタ本体５との所望の電気的結合の強さによって決められが、一例では、プローブパターン４８Ａの長さは、図４の場合と同様に、実効波長の１／４程度とする。また、最も近接する導波管３９Ｂの内壁からも、実効波長の１／４程度の距離となるように、又は、プローブパターン４８Ａの先端が変動電界の腹になるように、誘電体基板４５Ａの位置が決められている。同様のことが、出力側の誘電体基板４５Ｂとプローブパターン４８Ｂにも当てはまる。
【００３７】
図６は、図５の構成例に基づいて実施形態の立体型の超伝導フィルタ装置の特性をシミュレーションする際のモデルの構成を示す図である。この電磁界シミュレーションモデルでは、導波管３９のサイズは２×２×５．５ｃｍ、入力ポート１０２と出力ポート１０３の間の距離は３．５ｃｍ、共振用エレメント２３ａ、２３ｂ及び結合用エレメント２２ａ〜２２ｃの各々の基板厚は０．５ｍｍ、各エレメント間の距離は０．５ｃｍに設定されている。また、共振用エレメント２３ａ及び２３ｂの表面には、膜厚５００ｎｍのＹＢＣＯ膜で、直径１２ｍｍのディスク型の共振器パターン６６が形成されている。共振用エレメント２３ａ、２３ｂ間に位置する結合エレメント２２ｂの表面には、幅２．４ｍｍのスリット６３を有するように、導体膜６２が形成されている。一方、入出力ポート１０２、１０３側の結合用エレメント２２ａ、２２ｃは、パターンのない誘電体基板６１である。結合用エレメント２２ａ〜２２ｃ及び共振用エレメント２３ａ、２３ｂに用いられる誘電体基板は、５ＧＨｚ帯で比誘電率が９．７のＭｇＯ（１００）基板である。入出力ポート１０２、１０３のプローブパターン４８Ａ、４８Ｂの長さは９．８ｍｍである。
【００３８】
図７は、図６のモデルで電磁界シミュレーションを行った特性グラフである。信号反射特性Ｓ11と信号透過特性Ｓ21が示されている。ここで、結合用エレメント２２ｂの導体膜６２の面積を増やすと（すなわち、スリット６３の幅を狭くすると）、通過帯域を狭くすることができる。
【００３９】
図８は、図７の状態から、結合用エレメント２２ａ、２２ｃを外した条件でのシミュレーション結果を示すグラフである。結合用エレメント２２ａ、２２ｃを外すことにより、入出力ポート１０２、１０２（又はプローブパターン４８Ａ、４８Ｂ）と、隣接の共振用エレメント２３ａ、２３ｂとの間の結合が総体的に弱くなり、信号反射特性Ｓ11が変化していることがわかる。このフィルタモデルの場合、結合用エレメント２２ａ、２２ｃの厚さを低減するなど、誘電体部分を低減することによって、入出力１０２，１０３と隣接共振用エレメント２３ａ、２３ｂの間の結合を弱める方向に調整することができる。
【００４０】
このように、本発明の実施形態によれば、多段の共振器を立体配置することで、超伝導フィルタ装置をコンパクトに構成し、サイズを低減することができる。具体的には、共振器の段数を増していった場合、平面回路型でフィルタを構成するよりも、所要フィルタ容積の増加の割合を抑制することができる。
【００４１】
また、超伝導フィルタ装置の実装後に、結合用エレメント２２及び共振用エレメント２３を差し替えることができるので、実装後の特性調整（段間調整）が容易である。また、部分的なパターン不良がある場合でも、容易に交換することができるので、フィルタ装置の信頼性が向上する。
【００４２】
また、同様の共振器パターンを有するマイクロストリップ型の平面回路に比べ、電磁界共振のためのグランドを金属の筺体１０の内壁とするので、共振電磁界を筺体（導波管）内に分散しやすい設計にできる。この構成は、耐電力の点で有利である。また、１０4〜１０6オーダの、高い無負荷Ｑを達成することができる。
【００４３】
なお、実施形態に基づいて発明を説明してきたが、発明の範囲内で多用な変更、交換が可能である。たとえば、共振用エレメント２３に形成される超伝導の共振器パターンは、YBCO(Y-Ba-Cu-O系)、YBa2Cu3O7-x(X=0 to 0.5)等の適切な高温酸化物超伝導体で形成することができる。ＹＢＣＯを用いた場合、Ｙは適当な希土類元素で置換することで９０Ｋ前後の臨界温度Ｔcが得られることが知られており、そのような希土類元素で置換してもよい。ＹＢＣＯ以外にも、BSCCO(Bi-Sr-Ca-Cu-O)、BPSCCO (Bi-Pb-Sr-Ca-Cu-O)、 BCCO(Ba-Ca-Cu-O)等で代表される酸化物超伝導材料で共振器パターンを形成してもよい。
【００４４】
また、図３において、誘電体基板２０１上に超伝導膜でパターンを形成する代わりに、図２（ａ）のように誘電体基板２０１自体に円形の開口を形成して共振器としてもよい。
【００４５】
結合用エレメント２２、共振用エレメント２３、入出力ポート１０２、１０３に用いられる基板は、ＭｇＯ（１００）基板に限定されず、ＬａＡｌＯ3（１００）、ＣｅＯ（５０ｎｍ）／Ａｌ2Ｏ3、ＴｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3、フッ素樹脂、イミド樹脂、エポキシ樹脂およびこれらのガラス複合した樹脂を用いることができる。さらに、図２（ｃ）のように、結合用エレメント２２に導体板を用いる場合は、Ｃｕ、Ａｌ、Ａｕ、Ａｇ、少なくともこれらのいずれかを主成分とする合金や、酸化物超伝導膜付き基板、酸化物超伝導バルク板などを用いることができる。
【００４６】
最後に以上の記載に対して、以下の付記を提示する。
（付記１）
誘電体基板上に超伝導の共振パターンを有する複数の共振用エレメントと、
前記共振用エレメントに信号を供給する入力ポート及び前記共振用エレメントから信号を取り出す出力ポートと、
隣接する前記共振用エレメント間、前記共振用エレメントと前記入力ポート間、又は前記共振用エレメントと前記出力ポート間に配置される基板状の結合用エレメントと、
を備え、前記共振用エレメントと前記結合用エレメントを、前記共振パターンに対して垂直方向に、差し替え可能に配置したことを特徴とする超伝導フィルタ装置。
（付記２）
前記共振用エレメントと前記結合用エレメントを収容する筺体、
をさらに備え、前記筺体の内壁には、前記共振用エレメント及び前記結合用エレメントの各々のエッジと勘合する溝が形成されていることを特徴とする付記１に記載の超伝導フィルタ装置。
（付記３）
前記入力ポート及び前記出力ポートはそれぞれ、同軸／導波路変換部を有することを特徴とする付記１に記載の超伝導フィルタ装置。
（付記４）
前記同軸／導波路変換部は、同軸コネクタと、前記同軸コネクタに電気的に接続されるプローブを含むことを特徴とする付記３に記載の超伝導フィルタ装置。
（付記５）
前記共振用エレメント、前記結合用エレメント、及び前記プローブは、導体の筺体の内部に収容されることを特徴とする付記４に記載の超伝導フィルタ装置。
（付記６）
前記結合用エレメントは、誘電体基板上に、所定の開口が形成されていることを特徴とする付記１〜５のいずれかに記載の超伝導フィルタ装置。
（付記７）
前記結合用エレメントは、導体基板に、所定の形状のスリットが形成されていることを特徴とする付記１〜５のいずれかに記載の超伝導フィルタ装置。
（付記８）
前記結合用エレメントは、誘電体基板の表面に、導体膜により所定の開口パターンが形成されていることを特徴とする付記１〜５のいずれかに記載の超伝導フィルタ装置。
（付記９）
前記プローブは、誘電体基板上に形成されたプローブパターンであることを特徴とする付記４に記載の超伝導フィルタ装置、
（付記１０）
前記共振用エレメントは、前記誘電体基板上に形成された超伝導膜と、前記超伝導膜に形成される開口パターンと、前記誘電体基板のエッジに形成され、前記超伝導膜と電気的に接続される電極膜とを有することを特徴とする付記１に記載の超伝導フィルタ装置。
（付記１１）
誘電体基板上に超伝導の共振パターンが形成された複数の共振用エレメントを、前記共振パターンに対して垂直方向に平行に配置し、
少なくとも隣接する前記共振用エレメント間に、基板上の結合用エレメントを配置し、
前記共振用エレメントと前記結合用エレメントの少なくとも一つを、別の種類の共振用エレメント又は結合用エレメントと交換することによって共振特性を調整する、
ことを特徴とする共振特性調整方法。
（付記１２）
内壁に平行な溝が形成されている導体の筺体の前記溝内に、前記共振用エレメントと、前記結合用エレメントをスライド挿入する、
工程をさらに含み、前記交換は、前記共振用エレメント又は前記結合用エレメントの少なくとも一つを前記溝から引き出して、前記別の種類の共振用エレメント又は結合用エレメントと差し替えることを特徴とする付記１１に記載の共振特性調整方法。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】実施形態の超伝導フィルタ装置に適用されるフィルタ本体の基本構成図である。
【図２】図１のフィルタ本体で用いられる結合用エレメントの構成例を示す図である。
【図３】図１のフィルタ本体で用いられる共振用エレメントの構成例を示す図である。
【図４】図１のフィルタ本体を適用する超伝導フィルタ装置の構成例１の概略図である。
【図５】図１のフィルタ本体を適用する超伝導フィルタ装置の構成例２の概略図である。
【図６】実施形態の超伝導フィルタ装置の特性をシミュレーションするためのシミュレーションモデルの概略図である。
【図７】図６のシミュレーションモデルによるシミュレーション結果のグラフである。
【図８】図６のシミュレーションモデルから入出力ポート側の結合用エレメント２３ａ、２３ｃを外した場合のシミュレーション結果を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４８】
１、１Ａ、１Ｂ  超伝導フィルタ装置
５  フィルタ本体
１０  筺体
１１  蓋
１２  筺体の本体
１３、１４  溝
２２、２２ａ〜２２ｃ  結合用エレメント
２３、２３ａ、２３ｂ  共振用エレメント
３０Ａ、３０Ｂ、４０Ａ、４０Ｂ  同軸／導波管変換部
３２Ａ、３２Ｂ、４２Ａ、４２Ｂ  同軸コネクタ
３６Ａ、３６Ｂ  金属プローブ（アンテナ）
４８Ａ、４８Ｂ  プローブパターン
６２、３０４  導体薄膜
６３、３０３、３０５  開口パターン
６６、３０８  超伝導パターン（共振器パターン）
２０１、  基板
２０２，２０４  開口（オリフィス）
３０２  スリット
３０６  超伝導薄膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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