申请/专利权人：本源量子计算科技(合肥)股份有限公司

申请日：2018-12-18

公开（公告）日：2024-04-05

公开（公告）号：CN109509951B

主分类号：H01P1/213

分类号：H01P1/213

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.05#授权;2023.06.16#著录事项变更;2019.04.16#实质审查的生效;2019.03.22#公开

摘要：本发明公开了一种Bias‑Tee装置，涉及Bias‑Tee技术领域，所述Bias‑Tee装置包括Bias‑Tee芯片和电路板，所述电路板中部开有凹槽，所述Bias‑Tee芯片可拆卸安装在所述凹槽中；所述Bias‑Tee芯片包括第一基板，所述第一基板上设有第一传输线路图形，所述第一传输线路图形包括第一直流信号传输线路、第一微波信号传输线路和第一直流微波信号传输线路；所述电路板包括第二基板，所述第二基板设有第二传输线路图形，所述第二传输线路图形包括第二直流信号传输线路、第二微波信号传输线路和第二直流微波信号传输线路，本发明在需要不同的性能参数的Bias‑Tee芯片时，可以进行快速更换Bias‑Tee芯片，而无需更换整个Bias‑Tee装置，大大节省使用成本。

主权项：1.一种Bias－Tee装置，其特征在于，所述Bias－Tee装置包括Bias－Tee芯片和电路板，所述电路板中部开有凹槽，所述Bias－Tee芯片可拆卸安装在所述凹槽中；所述Bias－Tee芯片包括第一基板，所述第一基板上设有第一传输线路图形，所述第一传输线路图形包括第一直流信号传输线路、第一微波信号传输线路和第一直流微波信号传输线路，所述第一直流信号传输线路的长度为待通过频率信号波长的四分之一，所述第一直流信号传输线路的输出端和第一微波信号传输线路的输出端并接后与所述第一直流微波信号传输线路的输入端连接；所述电路板包括第二基板，所述第二基板设有第二传输线路图形，所述第二传输线路图形包括第二直流信号传输线路、第二微波信号传输线路和第二直流微波信号传输线路，所述第二直流信号传输线路的输出端与所述第一直流信号传输线路的输入端连接，所述第二微波信号传输线路的输出端与所述第一微波信号传输线路的输入端连接，所述第二直流微波信号传输线路的输入端与所述第一直流微波信号传输线路的输出端连接。

全文数据：一种Bias-Tee装置技术领域本发明属于Bias-Tee技术领域，特别是一种Bias-Tee装置。背景技术在对超导量子芯片上的量子比特进行操控时，直流信号与微波信号需要经过同一个通道馈入量子比特中，超导量子比特工作在10mK左右的极低温环境中，在馈入量子比特之前，直流信号和微波信号需要分别经过不同的低温线路优化，现有技术中常用的合成方式是采用Bias-Tee，Bias-Tee中文为偏置器，是一种在不干扰其他器件前提下设置直流偏置点的三端网络。如附图1所示，为集成的Bias-Tee装置的原理，使用时将Bias-Tee与量子芯片连接，直流信号DC和特定频段的微波信号RF同时注入到输出端口RF+DC,再进入量子芯片中。现有技术的缺点在于，通常在对超导量子芯片上的量子比特进行操控时，微波信号往往需要不同的特定频段，这就导致需要不同性能参数的Bias-Tee，但是往往Bias-Tee都是一个整体，造价不菲，更换成本较高。发明内容本发明的目的是提供一种Bias-Tee装置，以解决现有技术中的不足，便于根据不同的参数需求更换选择不同性能参数的Bias-Tee芯片。本发明采用的技术方案如下：一种Bias-Tee装置，所述Bias-Tee装置包括Bias-Tee芯片和电路板，所述电路板中部开有凹槽，所述Bias-Tee芯片可拆卸安装在所述凹槽中；所述Bias-Tee芯片包括第一基板，所述第一基板上设有第一传输线路图形，所述第一传输线路图形包括第一直流信号传输线路、第一微波信号传输线路和第一直流微波信号传输线路，所述第一直流信号传输线路的输出端和第一微波信号传输线路的输出端并接后与所述第一直流微波信号传输线路的输入端连接；所述电路板包括第二基板，所述第二基板设有第二传输线路图形，所述第二传输线路图形包括第二直流信号传输线路、第二微波信号传输线路和第二直流微波信号传输线路，所述第二直流信号传输线路的输出端与所述第一直流信号传输线路的输入端连接，所述第二微波信号传输线路的输出端与所述第一微波信号传输线路的输入端连接，所述第二直流微波信号传输线路的输入端与所述第一直流微波信号传输线路的输出端连接。进一步的，所述Bias-Tee芯片与所述电路板上的所述凹槽之间通过Wire-Bonding连接。进一步的，所述第一基板为硅基板。进一步的，所述第一传输线路图形的材料为金属铝。进一步的，所述第一直流信号传输线路、所述第一微波信号传输线路和所述第一直流微波信号传输线路均为共面波导传输线；所述第二直流信号传输线路、所述第二微波信号传输线路和所述第二直流微波信号传输线路均为共面波导传输线。进一步的，所述第一直流信号传输线路的长度为待通过频率信号波长的四分之一，所述第一微波信号传输线路和所述第一直流微波信号传输线路均为特性阻抗为50Ω的共面波导传输线；所述第二直流信号传输线路、所述第二微波信号传输线路和所述第二直流微波信号传输线路均为特性阻抗为50Ω的共面波导传输线。进一步的，所述第一直流信号传输线路的输入端、所述第一微波信号传输线路的输入端和所述第一直流微波信号的输出端均与所述第一基板的侧边边缘平齐。进一步的，所述Bias-Tee装置还包括封闭的盒体和连接器；所述盒体内设有安装所述电路板的腔体，所述盒体表面开有第一接口、第二接口和第三接口；所述连接器设有三个，分别为第一连接器、第二连接器和第三连接器，所述第一连接器、所述第二连接器和所述第三连接器分别安装在所述第一接口、所述第二接口和所述第三接口上，所述第一连接器、所述第二连接器和所述第三连接器在所述盒体内部分别与所述第二直流信号传输线路的输入端、所述第二微波信号传输线路输入端和所述第二直流微波信号传输线路的输出端连接。进一步的，所述电路板安装在所述盒体的底部，所述凹槽底部镂空。与现有技术相比，本发明的优点在于，本发明中所述Bias-Tee装置包括Bias-Tee芯片和电路板，所述电路板中部开有凹槽，所述Bias-Tee芯片可拆卸安装在所述凹槽中；所述Bias-Tee芯片包括第一基板，所述第一基板上设有第一传输线路图形，所述第一传输线路图形包括第一直流信号传输线路、第一微波信号传输线路和第一直流微波信号传输线路，所述第一直流信号传输线路的输出端和第一微波信号传输线路的输出端并接后与所述第一直流微波信号传输线路的输入端连接；所述电路板包括第二基板，所述第二基板设有第二传输线路图形，所述第二传输线路图形包括第二直流信号传输线路、第二微波信号传输线路和第二直流微波信号传输线路，所述第二直流信号传输线路的输出端与所述第一直流信号传输线路的输入端连接，所述第二微波信号传输线路的输出端与所述第一微波信号传输线路的输入端连接，所述第二直流微波信号传输线路的输入端与所述第一直流微波信号传输线路的输出端连接；采用上述方案，Bias-Tee芯片可拆卸安装在电路板中，当需要不同的性能参数的Bias-Tee芯片时，可以进行快速更换，而无需更换整个Bias-Tee装置，节省使用成本。附图说明图1是背景技术中Bias-Tee的原理图；图2是本发明实施例1中Bias-Tee装置的结构示意图；图3是本发明实施例5中Bias-Tee装置的结构示意图；图4是图3中Bias-Tee装置去掉盖子的结构示意图。具体实施方式下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。实施例1结合附图2，本发明的实施例1提供了一种Bias-Tee装置，所述Bias-Tee装置包括Bias-Tee芯片10和电路板20，所述电路板20中部开有凹槽，所述Bias-Tee芯片10可拆卸安装在所述凹槽中；所述Bias-Tee芯片10包括第一基板11，所述第一基板11上设有第一传输线路图形，所述第一传输线路图形包括第一直流信号传输线路12、第一微波信号传输线路13和第一直流微波信号传输线路14，所述第一直流信号传输线路12的输出端和第一微波信号传输线路13的输出端并接后与所述第一直流微波信号传输线路14的输入端连接；所述电路板20包括第二基板21，所述第二基板21设有第二传输线路图形，所述第二传输线路图形包括第二直流信号传输线路22、第二微波信号传输线路23和第二直流微波信号传输线路24，所述第二直流信号传输线路22的输出端与所述第一直流信号传输线路12的输入端连接，所述第二微波信号传输线路23的输出端与所述第一微波信号传输线路13的输入端连接，所述第二直流微波信号传输线路24的输入端与所述第一直流微波信号传输线路14的输出端连接。采用上述方案，Bias-Tee芯片可拆卸安装在电路板中，当需要不同的性能参数的Bias-Tee芯片时，可以进行快速更换，而无需更换整个Bias-Tee装置，节省使用成本。实施例2结合附图2，进一步的，在实施例1的基础上，所述Bias-Tee芯片10与所述电路板20上的所述凹槽之间通过Wire-Bonding连接，连接更加可靠。实施例3结合附图2，在实施例1的基础上，进一步的，所述第一基板11为硅基板。所述第一基板11采用硅基板，具体的，第一基板11的厚度为0.5mm，硅基板在极低温下性能稳定可控。更进一步的，所述第一传输线路图形可以采用金属铝材料制作，采用金属铝来制作所述第一传输线路图形，在极低温10mK左右温度下，铝处于超导状态，没有电阻，因此不会产生额外的信号损耗和热量。实施例4结合附图2，在实施例1的基础上，进一步的，所述第一直流信号传输线路12、所述第一微波信号传输线路13和所述第一直流微波信号传输线路14均为共面波导传输线；所述第二直流信号传输线路22、所述第二微波信号传输线路23和所述第二直流微波信号传输线路24均为共面波导传输线。采用共面波导传输线的优点在于，其具有低损耗、易于与其他元件相连接的优点，且制作工艺简单、成本低。更进一步的，在实际操作中当需要将13GHz的微波与直流信号进行合成时，将所述第一直流信号传输线路12的长度设置为对应频率为13GHz微波波长的14，特性阻抗为50Ω，所述第一微波信号传输线路13和所述第一直流微波信号传输线路14均为特性阻抗为50Ω的共面波导传输线；所述第二直流信号传输线路22、所述第二微波信号传输线路23和所述第二直流微波信号传输线路24均为共面波导传输线均为特性阻抗为50Ω的共面波导传输线。更进一步的，所述第一直流信号传输线路12的输入端、所述第一微波信号传输线路13的输入端和所述第一直流微波信号线路14的输出端均与所述第一基板11的侧边边缘平齐，这样做可以避免所述Bias-Tee芯片20与电路板10进行Wire-bonding连接时产生影响，Wire-boding的长度越短，对信号传输的影响越小。实施例5如图3和图4所示，在实施例1的基础上，进一步的，所述Bias-Tee装置还包括封闭的盒体30和连接器；所述盒体30内设有安装所述电路板20的腔体，所述盒体30表面开有第一接口31、第二接口32和第三接口33；所述连接器设有三个，分别为第一连接器41、第二连接器42和第三连接器43，所述第一连接器41、所述第二连接器42和所述第三连接器43分别安装在所述第一接口31、所述第二接口32和所述第三接口33上，所述第一连接器41、所述第二连接器42和所述第三连接器43在所述盒体30内部分别与所述第二直流信号传输线路22的输入端、所述第二微波信号传输线路23输入端和所述第二直流微波信号传输线路24的输出端连接。如此设置的，所述Bias-Tee芯片10和所述电路板20均位于封闭的腔体内，可以防止外界环境的干扰，同时连接器的设置，可以方便与外界设备进行稳定连接。其中:连接器具体可以选用2.92-KFD2-127050P型连接器，针直径为0.5mm，四氟套的直径为1.67mm，应用频率为DC-40GHz，穿墙厚度为4mm。所述电路板20可以采用RO4350B板材进行制板，介质厚度0.422mm。更进一步的，所述电路板20安装在所述盒体30的底部，所述凹槽底部镂空。当设置盒体30时，凹槽就可以设置为镂空的，节约板材。以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

权利要求：1.一种Bias-Tee装置，其特征在于，所述Bias-Tee装置包括Bias-Tee芯片和电路板，所述电路板中部开有凹槽，所述Bias-Tee芯片可拆卸安装在所述凹槽中；所述Bias-Tee芯片包括第一基板，所述第一基板上设有第一传输线路图形，所述第一传输线路图形包括第一直流信号传输线路、第一微波信号传输线路和第一直流微波信号传输线路，所述第一直流信号传输线路的输出端和第一微波信号传输线路的输出端并接后与所述第一直流微波信号传输线路的输入端连接；所述电路板包括第二基板，所述第二基板设有第二传输线路图形，所述第二传输线路图形包括第二直流信号传输线路、第二微波信号传输线路和第二直流微波信号传输线路，所述第二直流信号传输线路的输出端与所述第一直流信号传输线路的输入端连接，所述第二微波信号传输线路的输出端与所述第一微波信号传输线路的输入端连接，所述第二直流微波信号传输线路的输入端与所述第一直流微波信号传输线路的输出端连接。2.根据权利要求1所述的一种Bias-Tee装置，其特征在于，所述Bias-Tee芯片与所述电路板上的所述凹槽之间通过Wire-Bonding连接。3.根据权利要求1所述的一种Bias-Tee装置，其特征在于，所述第一基板为硅基板。4.根据权利要求1所述的一种Bias-Tee装置，其特征在于，所述第一传输线路图形的材料为金属铝。5.根据权利要求1所述的一种Bias-Tee装置，其特征在于，所述第一直流信号传输线路、所述第一微波信号传输线路和所述第一直流微波信号传输线路均为共面波导传输线；所述第二直流信号传输线路、所述第二微波信号传输线路和所述第二直流微波信号传输线路均为共面波导传输线。6.根据权利要求5所述的一种Bias-Tee装置，其特征在于，所述第一直流信号传输线路的长度为待通过频率信号波长的四分之一，所述第一微波信号传输线路和所述第一直流微波信号传输线路均为特性阻抗为50Ω的共面波导传输线；所述第二直流信号传输线路、所述第二微波信号传输线路和所述第二直流微波信号传输线路均为特性阻抗为50Ω的共面波导传输线。7.根据权利要求6所述的一种Bias-Tee装置，其特征在于，所述第一直流信号传输线路的输入端、所述第一微波信号传输线路的输入端和所述第一直流微波信号的输出端均与所述第一基板的侧边边缘平齐。8.根据权利要求1所述的一种Bias-Tee装置，其特征在于，所述Bias-Tee装置还包括封闭的盒体和连接器；所述盒体内设有安装所述电路板的腔体，所述盒体表面开有第一接口、第二接口和第三接口；所述连接器设有三个，分别为第一连接器、第二连接器和第三连接器，所述第一连接器、所述第二连接器和所述第三连接器分别安装在所述第一接口、所述第二接口和所述第三接口上，所述第一连接器、所述第二连接器和所述第三连接器在所述盒体内部分别与所述第二直流信号传输线路的输入端、所述第二微波信号传输线路输入端和所述第二直流微波信号传输线路的输出端连接。9.根据权利要求8所述的一种Bias-Tee装置，其特征在于，所述电路板安装在所述盒体的底部，所述凹槽底部镂空。

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