Сверхвысокочастотное устройство на магнитостатических волнах Советский патент 1982 года по МПК H01P1/32 H01P1/218 H03H7/30 

(54) СВЕРХВЫСОКОЧАСТОТНОЕ УСТРОЙСТВО НА ВОЛНАХ МАГНИТОСТАТИЧЕСКИХ

1

Изобретение относится к радиотехнике и может бьггь использовано в качестве линии задержки, направленного ответвителя и фильтра в технике обработки сверхвысокочастот- . ного сигнала.

Известно сверхвысокочастотное устройство на магнитостатических волнах, содержащее плоский Г-образный ферритовый элемент, который расположен на поверхности плоского феррнтового образца и ориентирован первым концом параллельно, а вторым - перпендикулярно направлению постоянного магнитного поля, преобразователь электромагнитного сигнала в объемные магнитостатические волны и преобразователь поверхностных магнитостатическнх волн в эпектропреобразователь поверхностных магнитостатическнх волн в электромагнитный сигнал, pacnqложенный на втором конце плоского Г-обн разного ферритового элемента tl.

Недостатками известного сверхвысокочастотного устройства являются узкий диапазон рабочих частот и значительные потери энф ши;

Цель изобретения - расширение диапазона рабочих частот и уменьшение потерь энер гни.

Для достижения цели в сверхвысокочастотном устройстве на магнитостатических волнах плоский Г-обраЗный ферритовый элемент выполнен из материала с меньшей намагниченностью насьшхеЬия, по сравнению с намагниченностью насьпцення материала плоского

10 ферритового образца, а преобразователь электромагнитного сигнала в обьемные магнитостатические волны расположен на поверхности плоского ферритового образца соосно с первым концом плоского Г-образного фер15 ритового элемента.

При этом первый конец плоского Г-образного феррнтового элемента вьшолнен с треугольной выемкой, вершина которой расположена на одной продольной оси с преобразо20 вателем электромагнитного сигнала в объемные магнитостатические волны.

Кроме того, введено п дополнительных плоских Г-образных ферритовых элементов с преобразователями поверхностных магии39тостатических волн в электромагнитный сигнал, при этом первые концы всех плоских Г-образных ферритовых элементов расположены соосно, а вторые концы - параллельно друг другу, где п 1, 2, 3 и т.д. На фиг. 1 изображено сверхвысокочастотное устройство; на фиг. 2 - то же, конструктивный вариант. Сверхвысокочастотное устройство на магнитостатических волнах содержит плоский Г-образный ферритовый элемент 1, который расположен на поверхности плоского ферритового образца 2, причем они выполнены в виде пластин или пленок из материалов с намагниченностью насыщения, соответственно, 4Jlbli и 41М2,при этом , преобразователь 3 электромагнитного сигнала в объемные магнитостатические волны и преобразователь 4 поверхностных магнитостатических волн, в электромагн1Ш{ый сигнал. Плоский Г-образный ферритовый элемент 1 вьшолнен с треугольной выемкой 5. Направление магнитного поля HO показано стрелками. На концах плоских Г-образных ферритовых элементов 1 могут быть установлены поглотители б, а на поверхности плоского ферритового образца 2 расположен дополнительный выходц ой преобразователь 7. Сверхвысокочастотное устройство на магаи статотеских волнах работает следующим обра зом. При подаче электромагнитного сигнала на преобразователь 3 возбуждаются объемные магнитостатические волны в плоском ферритовом образце 2, которые распространяются параллельно направлению постоянного маг нитного поля Но- На изгибе плоского Г-образного ферршового элемента 1, который создает неоднородность магаитного поля, эти волны частично преобразуются в поверхкостные магаитостатическке волны, распространяющиеся перпендикулярно направлению постоянного магаитного поля Но по поверхности плоского Г-образиого ферритового элемента 1. Частотный диапазон .лш преобразования объемных магнитостатических волн в поверхностные определяется соотиошением 1 ( VH Ho443/M); W;fl3lYH -4FM2) , где г - гадромагнятное отношение для электрона. При достижении преобразователя 4 поверхно 1ше магиитостатические волны преобразуются в электромагнитный сигнал, а оставшаяся их часть поглощается в поглотшеле 6. Объемные магантостатические волны, не преобразовавшиеся в поверхностные магнитостатические волны, распространяются в плоском ферритовом образце 2 и при поступлении на дополнительный выходной преобразователь 7 преобразуются в электромагнитный сигнал. Взаимное расположение преобразователя 3 и плоского Г-образиого ферритового элемента 1 с преобразователем 4 исключает возможность непосредственного просачивания электромагнитного сигнала и паразитных отраже1шых сигйалов с одного преобразователя на другой. Сверхвысокочастотпое устройство на магнитостатических волнах (фиг. 2) работает как направленный ответвнгель. О&ьемные магнитостатические волны, не преобразовавшиеся в поверхностные магнитостатические волны на изгибе первого по направлению их распространения плоского Г-образного ферритового элемента I, распространяясь в плоском ферритовом образце 2 вдоль, его продольной оси, последовательно преобразуются в поверхностные магнитостатические волны на изгибе каждого последующего плоского Г-образного ферритового элемента 1 аналогично тому, как это описано выше. Оставшаяся часть объемных магнитостатических волн поглощается в поглотителе 6. Треугольные выемки 5 на концах плоских Г-образных ферритовых элементов 1 усили- . вают неоднородность магаитного поля на пути распространения объемных магнитостатических волн, повышая тем самым эффективрость их преобразования в поверхностные магаитостатические волны. Сверхвысокочастотное устройство на магнитостатич еских волнах может работать также в .качестве линии задержки. Поскольку rpjoiповая скорость распространения магнитостатичеоких волн значительно меньше скорости распространения электромагаитного сигнала, сигнал, снимаемый с преобразователя 4, будет задержан относительно i входног-о сигнала на некоторое время. Достоинством такой линии задержки является высокий уровень подавления паразшптого сигнала. Сверхвысокочастотное устройство на магнитостатических волнах может быть использовано также в качестве фильтра, так как он пропускает сигналы лишь в частотном диапазоне дш . определяемом соотношением. (1). Сверхвысокочастотиое устройство на магнитостатических волнах;, (фиг. 2) может использоваться в качестве многоканального направленного отВетвнтеля, многоотводной линии задержки с разными временами задержки в разных каналах или многоканального фильтра. Предлагаемое сверхвысокочастотное устройство на магнятостатических волнах по срав.нению с прототипом обладает значительно 5 более широким диапазоиом рабочих частот и меиьшими потерями энерпш. Прототип работает иа одной частоте, что обусловлено вьшо неиием плоского ферритового образца 2 и плоских Г-образных ферритовых элемеитов из одиого материала, тогда как предлагаемое устройство может работать в диапазоие частот, определяемом соотношеиием (1). Этот диапазои может регулироваться выбором материалов плоского ферритового образца 2 и плоского Г-образного ферритового злемеита-1 с соответствующими намагниченностями насыщения 41ГJM и / 4 JMI.Так, если плоский фёрритовый образец 2 состоит из чистого жёлезо-иттриевого граната, а плоский Г-образиый фёрритовый элемент 1 из галлий-железо-иттриевого граната (4JMi 1150 Гс), и свер 3 V4b° высокочастотное устройство на магнитостатических волнах помещено в постоянное магни ное поле HQ 440 Э, то диапазон рабочих частот равен 1 ГГц при средней частоте 2,5 ГГц. При этом потери знергии электромагнигаого сигнала по сравнению с прототипом уменьщены на 40 дБ и не превьпыаtoT 6 дБ/мкм при работе в качестве линии задержки. Формула изобретения 1. Сверхвысокочастотное устройство на мапштостатических волнах содержащее плоский Г-образный феррнтовый злемент, который расположен на поверхности плоского ферритового образца и ориентирован первым концом параллельно, а вторым - перпендикулярно направлению постоянного магнитного поля, преобразователь электромагнитного сигнала в объемные магнитостатические волны и преобразователь поверхностных магнктостатических волн в электромагНитный .Сигнал, расположенный на втором конце плоского Г-образного ферритового элемента, отличающееся тем, что, с{ целью расщирения диапазона рабочих частот я уменьшения потерь энергии, плоский Г-образный феррнтовый элемент вьтолнен из материала с меньщей намагниченностью насьшдения, по сравнению с намагниченностью насьпцения материала плоского ферритового образца, а преобразователь электромагнитного сигнала в обьемные мапштосгатическне волны расположен на поверхности плоского ферритового образца соосно с первым концом плоского Г-образного ферритового элемента. 2.Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что первый конец плоского Г-образного ферритового элемента вьшолнен с треугольной выемкой, верщина которой расположена на одной продольной оси с преобразователем электромагнитного сигнала в обьемные магнитостатические волны. 3.Устройство по пп. 1 и 2, о т л и чающееся тем, что введено п дополнительных плоских Г-обраэных ферритовых элементов с преобразователями поверхностных мапштостатических волн в электромагнитный сигнал, при этом первые концы всех плоских Г-образных ферр1гговых элементов расположены соосно, а i вторые концы - параллельно друг другу, где п 1, 2, 3 ... . Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Coliins 3. Н., Pizzarello F. А. Ргораgatmp magnetic waves in thick films. 3nt. Journ. Electronics, 1973, v, 34, № 3, p. 319-351 (прототип)