中国将出现高温超导滤波器CDMA移动通信小区




图为：CDMA高温超导滤波器样机

由清华大学研制成功的我国第一台CDMA移动通信用高温超导滤波器系统，自3月26日在商业运行中的CDMA移动通信基站上通信试验成功并投入长期实际使用以来，到目前为止已稳定运行3个月，并展现了优秀的性能。自高温超导1986年发现以来，高温超导终于在我国得到了实际应用。这是我国高温超导应用研究领域取得的一项重要进展。

 在中国联通总部的支持下，中国联通的下属子公司已经和我校签订了协议，将在中国建立高温超导滤波器CDMA移动通信小区，扩大高温超导滤波器的使用范围。预计到2005年夏天，我国将有近100平方公里的区域内的CDMA移动通信基站使用由清华大学研制成功的高温超导滤波器系统。与其他地区相比，在使用超导滤波器系统的移动通信小区内，手机辐射功率更低、通话质量更好、通信系统的灵敏度更高。

 “高温超导滤波器系统设计合理，操作简便，性能稳定可靠，完全符合CDMA移动通信基站应用的需要……表明利用超导滤波器可以显著提高基站的灵敏度，改善通话质量，扩大基站覆盖范围，提高通信容量。预计超导滤波器在移动通信领域有很好的应用前景和巨大的潜在市场。”中国联通唐山分公司在测试报告中如是说。“使用高温超导滤波器，还可以把本来已经辐射很低的CDMA手机的辐射再降低一半。”成功研制高温超导滤波器的课题组的负责人曹必松教授说。



图为：高温超导滤波器系统安装于移动通信基站内设备的顶部

 为什么高温超导滤波器具有如此的功能？由于金属具有电阻，用金属制备的滤波器使得通过的有用的信号有一定程度的损耗，而对没有用处的干扰信号不能完全滤除，而由于高温超导材料在微波频段的电阻几乎为零，用超导材料制备的滤波器带内插损极小，带外抑制很高，带边陡峭度很好，达到几乎理想的滤波性能。将由超导滤波器和在77K（摄氏零下196度）温度下工作的前置放大器、斯特林制冷机组成的超导滤波器系统应用于微波通信的接收机前端，能同时大幅度地提高接收机的灵敏度和选择性，这是普通滤波器系统所不能比拟的。

 鉴于移动通信、卫星通信、信息战武器装备等都工作于微波范围，超导滤波器系统可以广泛地应用于相关领域，以提高灵敏度和选择性，提高通信质量。国外已有4000台移动通信基站改用超导滤波器系统。实际使用证明，将超导滤波器系统应用于移动通信基站，可以大幅度地增加基站的覆盖范围，提高基站容量，提高通话质量和抗干扰能力，降低手机发射功率。

 为了实现高温超导滤波器在移动通信的实际应用，清华大学以物理系曹必松教授为负责人的研究小组从1997年开始就在该领域进行了研究，在国家863项目、北京科技计划项目的支持下，研究工作不断取得进展。2001年4月，他们研制成功了我国第一台适合于移动通信应用的高温超导滤波器；2002年5月研制成功了我国第一台GSM移动通信用的高温超导滤波器系统，经鉴定达到国际同类研究的先进水平；2003年4月研制成功我国第一台CDMA移动通信用的高温超导滤波器系统。除了基础材料研究之外，研究小组还成功攻克了许多应用难题，包括超导滤波器和前置放大器的设计、研制、结点制备、真空技术、低温封装集成等十多项关键技术，先后申请了十多项专利，系统地拥有了这一领域的自主知识产权。

 此外，他们在将超导滤波器系统应用于移动通信基站方面开展了大量长期的工作，所研制成功的超导滤波器系统的稳定工作寿命已达到5年以上。目前产业化的工作正在进行中。



图为：863专家和技术人员在中国联通移动通信基站现场