E DIN EN 61788-16 (VDE 0390-16):2011-07

Teil 16: Messung der elektronischen Eigenschaften Leistungsabhängiger Oberflächenwiderstand bei Mikrowellenfrequenzen

Seit der Entdeckung der Hochtemperatur-Supraleiter (HTS) werden weltweit umfangreiche Untersuchungen für elektronische und groß angelegte Anwendungen durchgeführt.
In den Bereichen Elektronik, insbesondere in den Bereichen der Telekommunikation, werden passive Mikrowellenbauelemente wie z.B. HTS-Filter entwickelt und Tests werden durchgeführt [1, 2, 3, 4].
Supraleitermaterialien für Mikrowellenresonatoren, Filter, Antennen und Verzögerungsleitungen haben den Vorteil von ultraniedrigen Verlusteigenschaften. Die Kenntnis dieses Parameters ist von entscheidender Bedeutung für die Entwicklung von neuen Materialien auf der Herstellerseite und für das Design der Supraleiter-Mikrowellenkomponenten auf der Kundenseite. Die Parameter der Supraleitermaterialien, die nötig sind, um Mikrowellenkomponenten zu entwerfen, sind der Oberflächenwiderstand RS und die Temperaturabhängigkeit von RS. Jüngste Fortschritte in HTS-Dünnschichten mit einem um mehrere Größenordnungen niedrigeren RS als dem von normalen Metallen, hat die Notwendigkeit für eine zuverlässige Charakterisierungstechnik erhöht, um diese Eigenschaft zu messen [5, 6].
Für Hochleistungsmikrowellengeräte-Anwendungen, wie die von Übertragungseinrichtungen, ist nicht nur die Temperaturabhängigkeit von RS, sondern auch die Leistungsabhängigkeit von RS notwendig, um die Mikrowellenkomponenten zu entwerfen. Basierend auf der gemessenen Leistungsabhängigkeit kann die Abhängigkeit der HF-Stromdichte des Oberflächenwiderstandes ausgewertet werden. Die Simulations-Software, um das Gerät zu entwerfen, liefert die HF-Stromverteilung im Gerät. Die Ergebnisse der leistungsabhängigen Messung können direkt mit der Simulation verglichen werden und erlauben die Bestimmung des Belastungs-Leistungsvermögens des Geräts. Die dielektrische Resonator-Methode wurde unter einer von mehreren Methoden ausgewählt [7, 8, 9], um den Oberflächenwiderstand bei Mikrowellenfrequenzen zu bestimmen, da sie derzeit die gängigste und praktischste ist. Insbesondere ist der Saphirresonator ein ausgezeichnetes Werkzeug zur Messung von RS von HTS-Materialien [10].
Das Prüfverfahren, das in dieser Norm angegebenen wird, kann auch auf andere Supraleiter-Vollmaterial-Platten angewendet werden, einschließlich Material mit niedrigem TC.
Diese Norm ist bestimmt, um eine geeignete und annehmbare, vorläufige technische Grundlage für diejenigen Ingenieure zu schaffen, die in den Bereichen der Elektronik und Supraleitertechnologie arbeiten.
Das Prüfverfahren in dieser Norm basiert auf der bereits von VAMAS (Versailles Project on Advanced Materials and Standards) geleisteten Vorarbeit zur Standardisierung im Bereich der Dünnschicht-Eigenschaften von Supraleitern.
Zuständig ist das K 184 „Supraleiter“ der DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDE.