高溫超導濾波器由于工作溫度低，需要深度制冷，因此外圍部件較多，結構較復雜。主要包括高溫超導濾波放大電路、深度制冷系統(tǒng)、精確控制系統(tǒng)、真空絕熱系統(tǒng)四部分，如圖1所示。

其中高溫超導濾波放大電路是系統(tǒng)的核心部分，包括高溫超導濾波器（HTS Filter）和低溫低噪聲放大器（LNA），濾波器微帶電路由高溫超導薄膜材料制作，工作溫度在液氮溫區(qū)（77K），為降低系統(tǒng)的噪聲，將低噪聲放大器也放置于低溫區(qū)。 深度制冷系統(tǒng)為高溫超導濾波器提供實現(xiàn)超導特性的低溫工作環(huán)境，一般常用斯特林制冷機或脈沖管制冷機，是系統(tǒng)的另一關鍵部件。

真空絕熱系統(tǒng)是將工作于液氮溫區(qū)的超導濾波放大電路與外界的室溫環(huán)境隔開，盡可能降低兩者間的熱量傳遞，真空度的保持狀況將直接影響制冷機的狀態(tài)，影響超導濾波器系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性。

精確控制系統(tǒng)是實時測試高溫超導濾波放大電路的實際工作溫度，隨時對制冷系統(tǒng)發(fā)出指令，保持冷區(qū)溫度恒定，同時對系統(tǒng)的相關參數(shù)進行監(jiān)控和預警。

高溫超導濾波器的優(yōu)勢

高溫超導濾波器與傳統(tǒng)濾波器相比，具有明顯的性能優(yōu)勢，選擇國外制作的優(yōu)良常規(guī)濾波器和天津海泰超導公司制作的超導濾波器進行比較，如圖2所示，

可看出超導濾波器的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在兩個方面：

（1）極低的插損（小于0．2dB），再配合低溫低噪聲放大器，超導濾波器系統(tǒng)的噪聲系數(shù)大約在0．7dB左右，與傳統(tǒng)的2～3dB的系統(tǒng)噪聲系數(shù)相比改善不少。

（2）優(yōu)異的帶邊陡度特性，超導濾波器可以制作出接近矩形的頻率響應曲線，若應用于存在鄰頻干擾的環(huán)境中，可充分發(fā)揮超導濾波器的優(yōu)勢，如圖2中所示，常規(guī)濾波器對干擾信號的抑制非常有限，而超導濾波器則可以將干擾信號完全抑制掉。

在實際應用中，超導濾波器對設備性能的提升程度也由這兩方面直接決定，超導濾波器系統(tǒng)噪聲的改善可直接反映出來，無論設備的外界無線環(huán)境狀況如何；通過抑制干擾信號提升設備性能則取決于實際的干擾狀態(tài)，干擾越嚴重，超導濾波器的優(yōu)勢越明顯，若無干擾信號，超導濾波器的帶邊陡度優(yōu)勢就難以體現(xiàn)。國外曾做過試驗，無干擾時，系統(tǒng)改善只有1～2dB，對于強干擾環(huán)境，超導濾波器可將系統(tǒng)改善十多dB，甚至達數(shù)十dB。

目前，國內(nèi)外針對超導濾波器在移動通信系統(tǒng)中的應用做了大量工作，在基站安裝超導濾波器后，可有效降低接收系統(tǒng)的噪聲系數(shù)，提高系統(tǒng)的抗干擾能力，優(yōu)勢如下：

（1）降低手機發(fā)射功率：超導濾波器可降低基站接收系統(tǒng)的噪聲系數(shù)，提高基站接收靈敏度，降低手機發(fā)射功率，減小手機輻射對人體的危害，延長手機電池使用時間。

（2）擴大基站覆蓋范圍，節(jié)省建設投資：系統(tǒng)接收靈敏度的提高，可擴大基站覆蓋范圍，減少基站數(shù)量，在系統(tǒng)噪聲改善3dB的情況下，基站覆蓋距離可增大20％，覆蓋面積增大40％。

（3）提高通話質(zhì)量，提升基站容量：超導濾波器的應用，可全面提升通話質(zhì)量，降低手機掉話率，提高接通率，提升數(shù)據(jù)傳輸速率，同時使基站能容納更多的用戶。

（4）充分利用頻率資源：超導濾波器特有的邊帶陡峭、帶外抑制好的特點，在不增加其他設備情況下，可以減少信道問防護頻帶（Guard Band）寬度，增加可用的頻帶帶寬。

（5）為一些特殊場所提供有效的解決方案：在一些文物保護單位、旅游景區(qū)等不適宜建設基站的場所，可通過在臨近基站應用超導濾波器增加覆蓋解決，另外，隨著人們環(huán)保意識的增強，對于抵觸在居民區(qū)建設基站的問題也是一種很好的解決方法。高溫超導濾波器的研究現(xiàn)狀 針對移動通信、雷達、衛(wèi)星通信、導航、電子對抗、天文觀測、數(shù)字電視和其他系統(tǒng)的要求，美、中、英、日等國已經(jīng)研制出的多種類型、不同用途的超導濾波器。

在移動通信領域，歐盟于1996年提出了高溫超導濾波器移動通信系統(tǒng)（SUCOM）研究計劃，設計滿足第三代移動通信標準WCDMA需求的超導濾波器系統(tǒng)。美國在2000年前完成了超導濾波器在基站中的并網(wǎng)運行試驗，對市區(qū)TDMA移動通信系統(tǒng)試驗表明，超導濾波器使高峰期內(nèi)基站容量增加80％；在強射頻干擾CDMA基站時，超導濾波器仍能大幅增加基站覆蓋面積；Coiaductus公司與日本KDD和Hitachi公司完成了超導濾波器在3G系統(tǒng)中應用實驗，證明在覆蓋、容量、誤碼率、抗干擾和手機功率等方面有大幅改善。日本Toshiba公司于2004年設計了數(shù)字地面電視中繼站用高溫超導濾波器，并成功在日本廣播公司的設備中進行了試驗。

軍事裝備領域一直是超導濾波器發(fā)展的重要動力。在空間應用方面，美國海軍牽頭進行了高溫超導空間實驗計劃（HTSSE），并于2000年完成前二階段試驗；美國宇航局將低溫接收機前端列為實現(xiàn)21世紀戰(zhàn)略目標的關鍵技術，用于空間數(shù)據(jù)傳輸。在雷達和制導方面，美國STI公司研制了包含32個超導帶阻濾波器的濾波器組，可實現(xiàn)從8．5GHz到10．5GHz的快捷跳變，在機載預警雷達中發(fā)揮了重要作用；美國Conductus公司研制的超導數(shù)字瞬時測頻接收機系統(tǒng)專門用于空軍ALR一74和海軍AN／WLR一11預警接收機的雷達系統(tǒng)上；美國海軍試驗研究所正將超導濾波器和低溫低噪聲放大器用于艦載多普勒雷達中，提升在海洋雜波群中識別小目標的能力，對掠海面突防導彈進行監(jiān)測。在射電天文方面，荷蘭為解決俄羅斯導航衛(wèi)星對Westerbork射電天文望遠鏡的嚴重干擾，研制了超導帶阻濾波器；英國伯明翰大學研制的用于射電天文接收機的超導濾波器有效控制了常規(guī)濾波器無法消除的觀測窗口兩側(cè)的電視信號干擾，2004年歐洲發(fā)射火星登陸裝置時啟用了這套超導濾波器的射電天文接收系統(tǒng)。