前言

超導技術被認為是21世紀具有戰略意義的高新技術之一，在能源、信息、交通、儀器儀表、國防等方面都有重要應用。目前世界各國均在積極開展超導應用技術的研究。

超導濾波器利用導體在極低溫（-200℃左右）時導體電阻近似為零的原理制成帶通濾波器，應用于移動通信基站接收機前端，大幅改善移動基站上行鏈路性能，提高基站接收機靈敏度，降低帶內、帶外各種干擾，從而改善信號傳輸質量，擴大上行覆蓋面積，提高信號傳輸速率。

研究超導濾波器在TD-SCDMA基站等網絡優化中的作用對我國目前正在積極發展的TD-SCDMA系統和2G系統網絡優化具有重要意義。

1 移動通信的上行與下行鏈路分析

1.1 移動通信主要受限于上行鏈路

移動通信基站的發射功率遠大于手機發射功率，而基站接收機的靈敏度與手機接收機靈敏度相差無幾。因此，移動通信主要受限于上行鏈路，上行覆蓋區往往小于下行覆蓋區。

此外，隨著用戶不斷增加，移動通信網絡勢必要增加基站數量。這使得進入基站接收機的干擾和噪聲日益增多，加重了上行鏈路的負擔。

1.2 改善上行鏈路的一般方法

改善上行鏈路的一般方法是：在基站發射機RF輸出端加裝腔體濾波器，來抑制基站發射機的雜散輻射。基站接收機采用分集接收方式，并在RF輸入端也采用腔體濾波器，以提高接收機靈敏度并抑制各種帶外干擾。

然而，由于腔體濾波器的Q值只能達5000左右，通帶損耗比較大，阻帶抑制度不夠，過渡帶也不夠陡峭。因此，這個方法并不能有效解決上行鏈路受干擾問題，基站接收機的帶內干擾和底噪聲仍然比較高，基站容量利用率與接收靈敏度不高。

2 超導濾波器是解決基站干擾最佳方法之一

超導濾波器是利用導體在極低溫（約-200℃）時表面電阻近似為零的特性制成的濾波器，其Q值可達10萬，高于腔體濾波器的Q值近20倍。因此，超導濾波器具有極小的通帶插損（<0.1dB）、極高的阻帶抑制（>60dB）和極陡峭的過渡帶（-100dB/400KHz）。

配備在超導濾波器之后同樣在超低溫工作條件下的低噪放（LNA）（增益：12dB），具有極低的噪聲系數（<0.5dB）。作為基站接收機的射頻前端設備，它可以比較徹底地抑制基站接收機的各種干擾，并且提高接收機的靈敏度，基本能夠解決移動通信的上行技術瓶頸問題。此外，超導濾波器安裝在基站主接收機和分集接收機上，不影響分集接收機的抗多徑衰落功能。

目前，超導濾波器大幅改善移動通信基站利用率的實例已經很多。例如，“STI”公司已在美國大量使用安裝超導濾波器的基站（包括CDMA基站和GSM基站），基站運行情況表明超導濾波器起到了優化移動通信網絡的效果，比如改善了信號質量，降低掉話率和阻塞率，擴大了CDMA網絡容量，使得CDMA手機發射功率下降等。

3 超導濾波器核心技術與器件

美國STI公司是目前世界上唯一擁有全套超導濾波器技術與專利并形成大規模商用產品生產的公司。它擁有兩個已經產業化的核心器件：高階薄膜濾波器和小體積制冷設備。

中國寶力集團于2007年8月收購并控股“STI”公司，并在中國成立合資公司“寶力超導技術有限公司”，把美國STI公司全套專利技術轉移到中國，并組建生產基地，以降低生產成本，更好地為中國無線電通信產業服務。

4 我國目前移動通信的狀況分析

目前，我國移動通信用戶數已經超過5億。規模較大城市的市中心區域的話務量巨大，基站數量也隨之猛增。基站小區分裂后，有的基站間距僅有500m。由此可見，在大城市中心區，移動通信網絡面臨容量不足的問題。增加基站增加容量，但基站過于密集則會產生多種干擾使基站容量下降。

4.1 基站間的干擾分析

移動通信基站之間的干擾大多是由于不同網絡上行與下行的頻段間隔較小、下行3階互調或5階互調造成的。大致有下列四種。

（1）CDMA下行對移動GSM上行干擾。

我國CDMA的下行頻段為870MHz～880MHz，移動GSM上行頻段現已擴展到885MHz～909MHz，兩者間隔僅5MHz。CDMA下行鏈路的3階互調分量880MHz～890MHz、5階互調分量890MHz～900MHz以及7階互調分量900MHz～910MHz均可進入GSM上行，形成干擾。這種現象在CDMA基站和GSM基站位置比較靠近時，格外嚴重。

（2）3G（TDD主） 1880MHz～1920MHz下行對3G（FDD主）1920MHz～1980MHz上行干擾。

當啟用3G（TDD）1880MHz～1920MHz時，它下行的互調分量必將干擾相鄰的、沒有頻率間隔的3G（FDD主）上行1920MHz～1980MHz。

（3）3G（FDD補）下行（1850MHz～18 80MHz）與3G（TDD主）（1880～1920MHz）為相鄰關系，容易產生互調干擾。

（4）3G（TDD補）（2300MHz～2400MHz）和WLAN（2400MHz～2483.5MHz）也為相鄰關系, 容易產生互調干擾。

4.2 上行底噪聲隨基站數增加而升高