Устройство для измерения параметра диссипации магнитостатических волн в ферритовых пленках Советский патент 1991 года по МПК G01R33/05 

4

(Л

Изобретение относится к технике измерений параметров магнитных материалов и может быть использовано для измерения параметров магнитных ферритовьгх пленок. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет измерения параметра диссипации магнитостатиче- ских волн в толстых пленках большого размера. Устройство содержит микро- полосковые линии 1, 2, магнитные шунты 3, расположенные на поверхности ферритовой пленки 4, помещенной во внешнее магнитное поле, причем микрополосковые линии выполнены разомкнутыми и направлены параллельно внешнему магнитному полю, длина магнитных шунтов больше расстояния между микрополосковыми линиями. 3 ил. i с SS

У/ЛУ///////7/УЛУ/У//

т

о оо

4

05

Фиг.1

Изобретение относится к радиоизмерениям на CR4 и может быть использовано для измерения параметра диссипации магнитостатических волн в ферритовых пленках.

Цель изобретения - расширение диапазона измеряемых пленок за счет обеспечения измерений параметра диссипации магнитостатических волн в то стых ферритовых пленках большого размера.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для измерения параметра диссипации магнитостати- ческих волн в ферритовых пленках, содержащее, магнитный шунт и возбуждающий элемент, прилегающие к ферритовой пленке, помещенной во внешнее магнитное поле, дополнитель- но введены разомкнутая микрополоско- вая линия и магнитный шунт, возбуждающий элемент выполнен в виде аналогичной микрополосковой линии, направленной перпендикулярно внешнему магнитному полю и расположенной симметрично с первой линией, магнитные шунты, длина которых больше расстояния между микрополосковыми линиями, расположенными параллель- но им.

На фиг. 1 схематично изображено устройство, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, вид сбоку, на фиг.З - качественная зависимость внутреннего магнитного поля в пленке феррит та,соответствующая-фиг.2.

Входной сигнал через коаксиально- полосковый переход подводится к возбуждающему элементу 1 в виде разом- кнутой микрополосковой линии (МПЛ). Выходной сигнал снимается с аналогичного отрезка МПЛ 2, расположенного симметрично с отрезком МПЛ 1. Уаг нитные шунты 3 расположены симмет- рично относительно МПЛ и параллельны им, причем длина их больше, чем зазор между МПЛ.

Ферритовая пленка 4 может быть отделена от МПЛ слоем диэлектрика.

Устройство и ферритовая пленка помещены во внешнее магнитное поле Н0, направленное перпендикулярно МПЛ

Устройство работает следующим образом.

На вход устройства полается сигнал от панорамного измерителя коэффициента передачи. Изменением величины магнитного поля Не добиваются

5 0 5 0

Q 5

0

С

5

получения узкополосного пика сигнала с выхода устройства, наблюдаемого на индикаторе панорамного измерителя. При этой величине магнитного поля отрезок МПЛ, соединенный со входом, возбуждает в исследуемой пленке феррита обратные объемные магнитостатические волны (ООМСВ)} распространяющиеся в обе стороны от оси МПЛ вдоль силовых линий внешнего магнитного поля. За счет того, что пленка феррита поднята над плоскостью МПЛ на расстояние 0,2-0,5 мм, эффективно возбуждаются ООМСВ только с малыми значениями волнового числа k и соответственно на часто- ге, близкой к частоте поперечного срерромагнитного резонанса. При распространении вдоль силовых линий статического магнитного поля в обе стороны от оси МПЛ ООМСВ доходят до той области ферритовой пленки, которая расположена над магнитными шунтами. Благодаря эффекту втягивания силовых линий магнитного поля в ферромагнетик, магнитное поле гад шунтом уменьшается.

Дойдя до этой области пониженного статического магнитного поля, ООМСВ испытывает полное внутреннее отражение, так как при этом частота поперечного ферромагнитного ре- зона-.еа становится меньше частоты сигнала и распространения ООМСВ становится невозможным.

Так как устройство содержит два магнитных шунта, расположенных симметрично оси системы, то области пониженного магнитного поля образуют как бы два отражающих зеркала для ООМСВ, создавая тем самым резонатор на ООМСВ, основная мода которого соответствует частоте, на которой между двумя шунтами укладывается половина длины волны ООМСВ.

Теоретические оценки показали, что при расстоянии между магнитными шунтами 4-8 мм и толщинах пленки 1- 10 мкм требуемое для получения эффекта полного внутреннего отражения ООМСВ уменьшение статического магнитного поля в феррите не превышает 1-2%, что легко достижимо при необходимое объемах магнитных шунтов.

Входной отрезок МПЛ служит для возбуждения сформированного неодно- родностями внешнего магнитного поля резонатора на ООМСВ, а выходной отрезок МПЛ - для съема энергии из этого резонатора. Благодаря зазору между МПЛ и пленкой феррита связь МПЛ с резонатором оказывается РГ-СЬ ма слабой и измеряемая нагруженная добротность практически равна собственной.

Для повышения точности измерений после настройки внешним магнитным полем системы в резонанс, уменьшают полосу качания частоты генератора качающейся частоты панорамного измерителя до тех пор, пока видимая на экране индикатора резонансная кривая не расширится достаточно для точного измерения ее ширины.

Далее по встроенному в панораму волномеру измеряют резонансную частоты и ширину резонансной кривой Af (МГц) по уровню половинной мощности Для повышения точности измерения faf обычно проводятся в режиме ручного качания частоты. Далее измерителем магнитной индукции измеряют напряженость статического магнитного поля и рассчитывают частоту ферромагнит- ернр резонанса fH (МГц) 2,8.Н (эрстед) и определяют параметр потерь по формуле

сЈ

6

Л f

fw(1

f I

-,)

0

5

0

5

0

f - частота.

Перемета Ьоррптоную пленкч нлд измерительг и- дгтьк. устройства, определяющей формирование резонатора на ООМСВ, мо#;ю определить параметр потерь в различных частях пленки. Формула изобретения Устройство для измерения параметра диссипации магнитостатических волн в ферритовых пленках, содержа- шее магнитный шунт и возбуждающий элемент, pat положенные на феррнто- вой пленке, помещенной во внешнее магнитное поле, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона измеряемых пленок, в устройство дополнительно введены разомкнутая микрополосковая линия и второй магнитный шунт, возбуждающий элемент выполнен в виде такой же микро- полосковои линии, направленной перпендикулярно внешнему магнитному полю и расположенной симметрично первой линии, магнитные шунты расположены параллельно микрополоско- вым линиям, а их длина превышает расстояние между микропоЛесковыми линиями.

W/7,

Hi

IФиг. 2|

1 /-VT

Фие.Э

la

Mo

V//S/