Многоканальный фильтр на магнитостатических волнах Советский патент 1993 года по МПК H01P1/215 

Изобретение относится к радиоэпект ронике и может быть использовано в системах обработки радиосигналов на СВЧ.

Целью изобретения является уменьшение рэссопряжения частот настройки каналов при перестройке.

На фиг. 1 приведен многоканальный перестраиваемый фильтр на ПМСВ, на фиг. 2 - зависимость расстройки частот фильтров соседних каналов от поля намагничивания.

Многоканальный (трехканальный) фильтр содержит входной 1 и выходные 2,3, 4 преобразователи МСВ, ферритовые пленки 5, катушки намагничивания 6, перестраиваемую магнитную систему 7.

Фильтр работает следующим образом. На входной преобразователь 1 поступает СВЧ сигнал, который возбуждает ПМСВ в пленках 5, магнитостатическэя волна распространяется в пленках 5 и на выходах 2, 3,4 преобразуется в электромагнитную волну. При отсутствии тока в катушках б поле намагничивания ферритовых пленок 5 одинаково (Н0),, намагниченности насыщения пленок 5 отличаются (Mj), частоты фильтров определяются выражениями (нижняя граничная частота ПМСВ):

fi у -VHTCH. + Mj),(1)

где у-гиромагнитное отношение,

Hi - внутреннее поле ферритовой пленки , Hi Н. . .

Расстройка частот соседних каналов

Afi равна (при токе в катушках б равном

нулю);

Afi У VH°(H° + Мо + ДМ)

(Н°+Мо) (2)

где ДМ - разность намагниченности насыщения соответствующих пленок. На фиг, 2 кривая 1 соответствует зависимости расстройки Afi от поля Н° для ДМ 8 кА/м. Из. фиг. 2 следует что при перестройке устройства в диапазоне полей 40...320 кА/м рас- сопряженность перестройки фильтров составляет 55% (М0 140 кА/м).

При подаче тока в катушки 6 в соседних пленках возникает ступенька поля намагничивания h, например, из-за разности витков катушек соответствующих пленок. Если предположить, что все пленки 5 имеют одинаковую намагниченность насыщения М0, то расстройка частот определяется как:

. ДЪ У V(HO 4- h)(H° +.Ы- Mo) -l Vn0(H +М0) И)

Зависимость Дтз от Н0 соответствует

кривой 2 фиг. 2 и вычислена из соотношения

(3) для h 8 кА/м, М0 140 кА/м. Paccorip.qженность перестройки фильтров составляет

22%.

Как видно из сравнения кривых 1 и 2 зависимости Afi и Af2 имеют противопо- ложный характер и вдвое различающуюся крутизну изменения расстройки от поля.

В предлагаемом устройстве пленки 5 имеют различные намагниченности насыщения и при ненулевом токе в катушках 6 рас- стройка фильтров в нижней части диапазона перестройки имеет вид:

Afs y V(H° + h)(H° + h + )

20 (),

(4)

где Н° - наименьшая напряженность магнитного поля в зазоре перестраиваемой магнитной системы.

в верхней части диапазона перестройки расстройка составляет:

Afo у м + ь)(Нм + ь + )30 .

УуНм(Нм +Мо)«

(5)

где Нм - наибольшая напряженность магнитного поля в зазоре.

Услрвие сопряженности перестройки: .

Решйя совместно выражения (4) и (5) при вышеприведенном условии, получим соотношение, связывающее величины

Af, ДМ и h:

д,2ДдУнм( Vr-UriTign 2|| y( HIT)

Уравнение (6) является необходимым, но не 5 достаточным условием для определения Af. ДМ, h. Уравнение (4) или (5) и уравнение (6) решаемые совместно, представляют полную систему для определения величин Af,

п hПо заданной расстройке частот соседних каналов Af, заданному диапазону пере- стройки фильтров. Но...Нм. заданной намагниченности насыщения М0 методом последовательных приближений определяются h и ДМ из совместного решения уравнений (4) и (6). Применив в заявленном устройстве пленки 5. имеющие расчетные намагниченности М0 и М0 -( АМ: подобряп ток в катушках б и количество витков в

таким образом, что ступенька поля между соседними катушками была h, получим перестраиваемый многоканальный фильтр с наименьшей рассопряженностью перестройки фильтров каналов в диапазоне полей Нб...Нм.

Кривая 3 на фиг. 2 соответствует &f 220 МГц, h 3840 А/м, ДМ 5680 А/м и рассчитана на диапазон перестройки поля 40...320 кА/м.

На краях диапазона расстройка равна Af 220 МГц, а при поле Н0 80 кА/м, Af 212 МГц, что соответствует рассопря- женности 3%. Это в 8 раз меньше сопряженности перестройки при использовании для достижения расстройки только ступеньки поля и в 18 раз меньше рассопряженно- сти фильтров при использовании пленок с различной намагниченностью насыщения.

Формула изобретения

Многоканальный фильтр на магнитоста- тических волнах, содержащий входной и N выходных преобразователей магнитостати- ческих волн, ферритовых пленок, каждая из которых выполнена из материала с разной намагниченностью насыщения и установлена на входном и соответствующем выходном преобразователях магнитостатических

волн, перестраиваемую магнитную CMCTPMV отличающийся тем. что. г. цопмо уменьшения рассрпряжения частот ня- стройки каналов при перестройке, «ведены N катушек намагничивания, каждая из которых установлена в зазоре магнитной систе мы вблизи от соответствующей ферритовой пленки, причем расстройка частот Af соседних каналов, равность полей h намагничивания и разность намагниченностей насыщения ДМ ферритовых пленок соседних каналов определены из соотношений

лм- 2ДцУнм(Нл + MQ) - Н(Н + мо °™---- ХМ/-Но) -- 2h

Af У (Но + h)(Ho + h -HUT-ГАМ)

-yVHo(H0+Mo)

где V-гиромагнитное отношение:

М0 - меньшая из намагниченностей насыщения ферритовых пленок соседних каналов;

Но и Нм - наименьшее и наибольшее значения напряженности магнитного поля в зазоре перестраиваемой магнитной системы.

Изобретение относится к радиоэлектронике. Цель изобретения - уменьшение рас- сопряжения частот настройки каналов при перестройке. Устройство содержит входной преобразователь 1 и выходные преобразователи 2, 3 и 4 магнитостатических волн, ферритовые плекки 5, катушки 6 намагничивания и перестраиваемую магнитную систему 7. Выбор в соответствии с приведенными соотношениями намагниченностей насыщения ферритовых пленок 5, значений частотной расстройки между каналами и полей, создаваемых в катушках 6, в зависимости от диапазона перестройки устройства, обеспечивает достижение цели. 2 ил.

Л.МГц

400

300 200

100