МНОГОКАНАЛЬНЫЙ СВЧ-ФИЛЬТР Советский патент 2006 года по МПК H01P1/218 

Изобретение относится к радиотехнике сверхвысоких частот (СВЧ) и может быть использовано для обработки сигналов и спектрального анализа.

Известно СВЧ-устройство на магнитостатических волнах [1], содержащее n Г-образных плоских ферритовых элементов. Однако конструкция данного СВЧ-устройства [1] предполагает использование обратной объемной магнитостатической волна (ООМСВ), что требует располагать ферритовый элемент так, чтобы вектор магнитного поля был касательным к его плоскости, а это приводит к большим габаритам магнитной системы.

Известен многоканальный частотно-разделительный фильтр [2], в котором выходные преобразователи выполнены в виде системы параллельных проводящих полос. Габариты данного устройства меньше в сравнении с [1], однако такой многоканальный фильтр имеет недостаточную развязку между каналами.

В качестве прототипа выбран 10-канальный фильтр [3] на объемных магнитостатических волнах (ОМСВ) в пленках железоиттриевого граната (ЖИГ), каждый канал которого содержит входной и выходной преобразователи, пленки ЖИГ. Магнитная система 10-канального фильтра включает в себя два SmCo магнита, ярмо, два полюсных наконечника из мягкого железа, алюминиевую пластину для подстройки величины поля и тонкие железные пластины для создания нужного градиента магнитного поля с целью получения различных частот каждого канала.

Недостаток известного фильтра - большие габарита магнитной системы, которая обеспечивает линейную характеристику магнитного поля в зазоре, где помещены пленки с преобразователями, чтобы получить различную центральную частоту каждого канала. Габариты устройства определяются в основном размерами магнитной системы, и для 10-канального фильтра составляют 93,75 см³ (4 дюйма×1 дюйм×1,5 дюйма или 100 мм×25 мм×37,5 мм).

Цель изобретения - уменьшение габаритов и веса устройства на МСВ.

Указанная цель достигается за счет того, что преобразователи с пленками ЖИГ располагают с двух сторон плоского постоянного магнита, намагниченного так, что вектор магнитного поля находится в плоскости, параллельной плоскости постоянного магнита, причем пленка ЖИГ для каждого канала расположена от поверхности магнита на расстоянии, определяемом частотой соответствующего канала, которая связана с напряженностью магнитного поля (Н_о) известными дисперсионными уравнениями для поверхностной магнитостатической волны (ПМСВ) [4]. Известно также [5], что величина магнитного поля (Н_о) связана с расстоянием до магнита обратно пропорциональной зависимостью. Крутизна изменения частоты ПМСВ в зависимости от расстояния между пленкой ЖИГ и плоскостью магнита составляет 1,33 МГц/мкм и определена экспериментально. В устройстве, изображенном на чертеже, это расстояние обеспечивается толщиной диэлектрической подложки для каждой пленки. Так как в отличие от [1, 2] для каждого канала используется своя пленка ЖИГ, то для обеспечения необходимой развязки каналы разделены экранами.

Устройство изображено на чертеже, где 1 - постоянный магнит; 2 - микрополосковые линии; 3 - выходные преобразователи; 4 - диэлектрические подложки; 5 - пленки ЖИГ; 6 - коаксиальный переход; 7 - согласованная нагрузка; 8 - экраны; 9 - отверстия в экранах.

СВЧ электромагнитный сигнал, который подают на возбуждающую полосковую линию, состоящую из двух микрополосковых линий 2, соединенных коаксиальным переходом 6 и нагруженную на согласованную нагрузку 7, возбуждает поверхностные магнитостатические волны (ПМСВ) в пленках ЖИГ 5 с частотой, соответствующей величине поля смещения для каждой пленки, определяемой толщиной диэлектрической подложки 4. ПМСВ, распространяясь в пленках, возбуждают на выходных преобразователях СВЧ сигналы, которые поступают на выходы каждого канала. Пленки ЖИГ отделены друг от друга немагнитными металлическими экранами 8 с отверстиями 9 для микрополосковой линии 2.

Для восьмиканального фильтра, работающего в диапазоне от 5,28 ГГц до 5,84 ГГц, магнит из SmCo имеет размеры 25 мм×15 мм×6 мм (2,2 см³). Габариты всего фильтра - 30 мм×15 мм×10 мм, вес - 30 граммов. Частотный интервал между каналами составляет 80 МГц. Крутизна зависимости частота в каждом канале от расстояния между пленкой ЖИГ и поверхностью магнита - 1,33 МГц/мкм. Развязка между каналами ≥50 дБ.

Таким образом, многоканальный фильтр, магнитная система которого состоит из одного плоского магнита, а преобразователи с пленками ЖИГ расположены с двух его сторон и каналы с пленками ЖИГ разделены экранами, имеют минимальные габариты и вес при высокой развязке между каналами.

Литература.

1. Авт. св. СССР № 978240 H 01 P 1/32, H 01 P 1/218, H 03 H 7/30, 1982.

2 Авт. св. СССР № 826904 М кл.³ H 01 P 1/216, 1982.

3. "Magnetic surface wave device tecnology" J.D Adam, M.R Daniel, T.W O'Reefe, P.R Emtage. Technical report AFWAL-TR-80-1176, November, 1980. pp 124-155 (прототип)

4. Гуревич А.Г. "Магнитный резонанс в ферритах и антиферромагнетиках" М.:Наука", 1973.

Изобретение относится к радиотехнике сверхвысоких частот (СВЧ) и может быть использовано для обработки сигналов и спектрального анализа. Техническим результатом изобретения является уменьшение габаритов и веса устройства на магнитостатической волне. Для чего преобразователи с пленками железоиттриевого граната (ЖИГ) расположены с двух сторон плоского постоянного магнита, намагниченного так, что вектор магнитного поля Но располагается в плоскости, параллельной плоскости постоянного магнита, причем пленка ЖИГ для каждого канала расположена от поверхности магнита в соответствии с его частотой. 1 ил.

Многоканальный СВЧ фильтр, содержащий постоянный магнит, входные и выходные преобразователи, каналы, включающие пленки из железоиттриевого граната, отделенные друг от друга немагнитными металлическими экранами, отличающийся тем, что, с целью уменьшения массы и габаритов, постоянный магнит выполнен в виде продольно-намагниченной пластины, причем пленки железоиттриевого граната и входные и выходные преобразователи размещены с обеих сторон продольно намагниченной пластины, параллельно ее плоскостям и установлены на различных расстояниях от них.