СВЧ-линия задержки Советский патент 1992 года по МПК H03H7/30 

(46) 15,08.92.Бюл. К 30 (21) 4167409/21 (22) 26,12,86

(71)Институт радиотехюпчи и ллектро- вдки АН СССР

(72)А В К.В.Гречуткнт;, А„Б зСтальмахов и В Л,Тюлк)Кин

(53} 621,374.5(088.8)

(56)Вапнэ Г,М« СВЧ устройства Л магннтостатических волнах,- Обзоры по электронной технике сер, 1, гьтп,, 8 (1060)«ЦНИН Электроника, 1984, с, 38.

loHoj Carter R.L Mo.- neto- statics advance: the shapo of waves to соше. Microwave Systems Nou2,1983, V, 13 1 3„ p. 103-1 to. (54) СВЧ ЛИНИЯ ЗАДЕРЖКИ

(57)Изобретение относится к радно- тахнике и может быть исп1хпьзовлно Е системах обработки СВ 1-сигналов. Целью изобретения является увеличение частотного диапазона и расширение возможностей реализаггии чадантгого закона нзнанения задержки от частоты , СВЧ-скгналао Предложенная линия задержки содерхатт диэлектрнческуго подложку с Феррн : штепкой, нялтагни-- nocTOHHFJMM магнит Г1ГМ пrшr касательно ее. плоскости входтюй преоб- разоратсль СВЧ-спгнала в поверхност- нует МПгюттостатичсекут волну (ТТМСВ), выходной преоСфазоватпль ТТМСВ в СВЧ- cjfrnan и мга нитную cиcтe ry, создаю- niyw постоянное магнитное поле. Гм- ходной преобрттвятель ньшппнен я кп- де отрезка плосковой лпш1И и ряспс-лч- жен под углом к направленнга постгпн- lioro магнитного попя. Величина этого угла опрел - ляется из математического соотношения, нрипеден ого ..в (хписанш-j изобретею я. Прсд.чоженная .линия sa- может являться многоканальной .линией задержки, Р которой вкодные преоСЗрпзователи запитгиваются от одной подвод.чщей линии, а выкоднпй преобразователь рассчитан как на определенное яадер ;ки СВЧ-сигнала, так и ifa определенный за1сон изменения задержки от частоты. 3-кп.

Q

е

Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано н системах обработки сверхвысокочас /отных С11Г налов,

Цепью изобретения является уЕвли - чение частотного диапазона к расши- piEHHe возможностей реализации заданного закона изменения задержки .от час тоты СВЧ-сигналй.

На фиг, 1 приведена конструкция сЬч-линии задержки; на фиг, 2 - разрез А-А на фиг. 1 „ на фиг, 3 - век- тррная диаграмма, характеризующая по- в едешге групповой скорости поверхност кой мапи .тостатической волны при из - Мкиении частоты входного сягна.,1а,

СВЧ-линия задержки содержит диэлектрическую по,дложку.1 с феррито- вой гшенкой 2, намагниче н ной пос- йоянным магнитным полем Н касатель- ю ее плоскости, входной преобразователь 3 СВЧ-сигнала в поверхностную 4аг.нитостатическую волну (ПМСВ), йыходной преобразователь 4 ПМСБ в СВЧ-сигнал и магнитную систему (не Показана), создающую постоянное магнитное поле HO- Входной преобразователь 3 выполнен в виде прямолинейного отрезка псшосковой линии и ро.с Положен к направлению постоянного магнитного поля под углом P j Еьзбра г11ЫМ из условия О М - -r-arcte -г.

Пыходной полосковый преобразователь 4 выполнен криволинейным и его форма Описывается выражениями: ,

Л(()) -CdJ 2|if(|V,+ t+Cth(dkd)ff(+0(

, 2kd- I

eh(2c(kd)j(

yUJ) C((J) . 2 . vja +1 +ft,c th (Ofkd) o(

(1)

M L 2kd -1 8h(2o(kd)Jj

де X Й У - координаты, соответственно, в направлеш ях HO и нормали к HO в системе координат с центром, совпадаюпдам с центром входного преобразо - вателя ,.

С (о) - заданный закон изменения времени задержтси от частоты СВЧ-сигиала.

ob lf - - ()1

2kd |Ush(2o(kd) J

Л

2V +

Г

-

, LJH(JH

u)

LJ-U)H

dk Уu намагниченность насьпце- ния,

толщина ферритовой пленки, мм,

волновое число магнито- статической волны , г иромагнитное отношение для электрона; частота поверхностной магнитостатической волны,. соотЪ-атс гвующая частоте СВЧ-сигггалй., область изме- нения которой задается не

Н4.

равенством

ут| H„()/JO((Гjllo) Преобразователи 3 и 4, как правило j вьпюлняются в виде пленки металла, напыляемой на ферритовую пленку 2, В качестве диэлектрической подложки и ферритовой пленки могут использоваться, например, гадолинийгаллие- вый гранат с эпитаксиальной пленкой железоиттриевого граната.

Преобразователи 3 и 4 могут быть выполнены также в виде пленки металла j напыпяемой на диэлектрическую подложку, к которой прижимается фер- ритовая пленка 2. .

Функция б (оэ) опредетгяет требуемый закон измене1тя времени задержки Г от частоты и) СВЧ-сигнала,

Дггя получения линии задержки, у которой время задержки не зависит от частоты, достаточно в выг яжениях (1) положить

-г (tj) const 01

в

где Со необходимое время задержки

рабочей папосе частот. Для получения линии задержки с ли- кейиЬ1М изменением Г от а Функция

г (и)

БНД

В выражениях (1) должна иметь

/V , .л X

Y ((L) - (., -----г (to -/./)

lUfl - U,(

(3)

гдн ( 1 - заданное время задержки на частоте (J , соотпетстлумщен началу рабочего лпйпсзона; 2 - заданное время задержки на частоте сОя , соответствующей рабочего дианазо. Для tj tt линия задержки будет обеспечивать линейный рост времени задержки с частотой а для .j г .; - литгейное уменыиепне времени задержки.

Для полученил, например; парабо- лич еского из1.-1е,чен яя Г1ре --;ени задержки от частоты фуикдая /- (с.З) в выражения (1) должна иметь вид

и- - o.)i)/r

7-,1 i - 1 uJ-ilf / - 7 ,

I Ы) -ii ,--:,-, I (--/- t-v)

( UJrt - Гь-Ч- )

гдсй,, (,:%, tv и имеит гот ;ке смысл как и в П).-.,;J случае,

Лналозлт-щм.; ом MO-;.:.J Г1илу г;Г1 задержки л1-бым imiEnti-; ред заданньм изглелением времени зл - т,ержки от частоты ..чгн та,

СВЧ-линня г..л ;:або.ае г следу foypiM образок,

Подлолку :. .реррягсвой пленкой 2 входным J и выкодглл; 4 нреобразовд- телями тл-сещаю; Б г. ;аг пп-ное псле П,-,,, которое орментмронано Е плоск.тсги ферритовой пленки 2, нри входной преобразователь 3 расположен к - аправлеии10 ll;, углом Ч ; При подаче СЕЧ-спг ian;-. вход ной прйоб- pasGBaTeJT b 3 j: ф-арритовсй плезпсй возбуясдается поверхностная магннто- статическая вошш, Малая грунповая сксрость 1ИСВ oбecпe Fизaeт задержку сигнала5 cnH:;..ct-ioro вьгходлым нре(1б разователе:--

Так как МСН возбу ;{дается нреоб-- pu3OBaTejief; naj Лчонечным к направлению постоя ,./ -) магнтткого ftonsij то напратзлеш: волнового вектор;: RJ-jr, К не будет ci.-- isjj.aTb с нормалью к П,, В этом случае ;.г 1правление групповой скорости Dl-iCli начинает не сотша- дать ни с нанратАпечием К , Ш1 с нор- .малью к . liob v полю. {Три этом

появляется сектор во:и-50 кньк направ-

лений DTP (фи 3), в котором направ-5i

ление и гр определяется частотой ГП-iCB С ростом частоты в диппа-зоне су цест- вованнл ПМСь vr:j Mf; угу и К личивается, я модуль Т г s «.oTopbri i (чт

редрляется как |U|p - prnci, fx (.градя- ент частоты в нространстнс нолновмх векторов), монотонно у7чен1М11яется. Та- ofipanoM, при подам с ня входтти преобразователь 3 пп рпкпнолосного СВЧ-сигнала получают пространственное раз.ивпение сигналов разли итй частоты, которь. с распространяются по (Ьерритов м с различной групповой стсиростыо и в разпичных направлениях.

Ирео Тр.азовлтоль -ч будет обяснечи- вать и:1 -1п ен У Р.-емснс задержки ;i соответствия : с треРус; Ь1М зак опом t (со) ;, так кагс Г1,сстоя 1ие L етду входнь м П . собразрп-атслем 3 и х таст- ком вьг/содного :феобразоватпля 4j на которьп тфи: одит ПМС1 частоты, П,-. (((.), пораз- ч величина 3 ясрч; ;;; C i I--счгг

1.

Нрт,

гI

Ь

СВМ-счг ;-:. 1Ч дпи f-(;J) , онрспс.гтяпт-ой Г Ыоя-:;с:;1:-.; (2, -инпй -ос ичмен н5 в гладернкч, и ;;лл Т (ц)) , опре- лел 1е;;оП - лр лкекче:-- 3 , параболичес кое измеие 11-;е Bi CMeui- яадерккн во BCe -i ,п;:а; ; зсне (.o-(c -i;i ;H HocT iO i riijTn; Toc ra : T4i :CKcn ; 1(1лнь1; iro- торый .ij,. грои ,, COOTVC CTBVio- luix гтрототипУз, сог гл тгллот ПОО МГц, T j ест I; и;. Т:7и:м час.( диз-тазои; у гредпагаоно) лгг;иП; задер кки по сразлег.ию с прстотпчпм возрастает в

два рйэа.

СВ Ч-л; 1и1я задегкки лкляться злементом м гогоканальнойлинии задержки, в KOTC)poi ; iixcv t ibie п; еобрл:1о;5атс - :in за1т;;т1. от о;пю1 нодводян ей линии 5 а пьг ;одной нгеоГу..тя..-п-спь каи7лпг о эле1 С ;та рассчитай клк нл онределеиное I ;5Ci л злдгрд..тт С П-сиг- -гала, так ; ::а ог1;)суи Л-. ;1ко; из- з.ик;р;гкг от чг стотм.

.1 б р

и и Т

СВЧ-линия задер:-кки, годерли П ля диэлектрическую по.о-пожку с d :a P5iTvi- вой пленкой, намагиич; : :);; ;у(м-тояп- магнитным полем Ид клсп-с:.пь1:о ее плос1состИ| на KOTfiprfi р.icriin-i vve uj входной иреобразова-гкл , (:;;нь:й Б титяй иря кшиг- ейног.: ггрезка iifvinc5143

KoHoCi линии, и выходной преобразователь, отличающаяся тем, что, с целью увеличения частотного диапазона и расширения возможностей реалкзаю и заданного закона изменения времени задержки от частоты СВЧ-сиг- нала, входной преобразователь расположен под углом относительно на- правления магнитного поля HQ, а вы-

ходкой .преобразователь выполнен криволинейным, причем форма и расположение преобразователей выбирают из соотношений:

X ((J) Г(и) He th W kd) рй -f n{ - 2kd Ij sh(2(Xkd)Jj

y(u;) r(o)S2Sl jj42 2 +,+pt-h(T(kd)c{+ ,-( 2kd )

shTmdJjJ

0 Ц). -r-arctg

)p

V HO

X, у - координаты выходного преобразователя в направле- 30 киях HO и нормали к На соответственно в системе координат с центром, совпадающим с центром вход- . него преобразоват 2ля; 35

Г 7 л( г

(й) - заданны 3aKofi времени задержки от частоты СВЧ-сигнала

6 fH(1+™)cos f+sin fcth(rri :d).

U - bJ f W н

I l ))

f

.fsisllf. „„,.f, (,,

H

(jJM

С51

.

- IMcJli. bJ. f MO

; flfl7(H7 -4irjMo) {J (HO )

4 // |iio - намагниченность насьЕпенИя,

d - ферритовой пленки,

мм ;

к - волновое число магнитостатической волны) |1 - гиромагнитное откошенке

для электрона ,

W - частота поверхностной маг

нитостатической волны, соответствующая частоте, СВЧ- сигнала .

ье-

1ЙЯ

А-А

-Х

Фиг.З