Резонатор на прямых объемных магнитостатических волнах

 

Использование: в резонансных усилителях, генераторах и устройствах фильтрации маломощных СВЧ-сигналов в радиоприемной и измерительной аппаратуре . Сущность изобретения: устройство содержит намагниченную ферритовую пленку, расположенную на диэлектричес ком основании, на котором нанесен проводящий слой с выборкой в форме квадрата, по диагонали которого соос но расположены входной и выходной преобразователи,. Диагональ квадрата L и толщина Диэлектрического основания d связаны соотношениями: L « , d - (0,15-0,35) L/JT, где n T7N; Кц волновое число прямых объемных магнитостатических волн в области выборки. Входная и выходная линии передачи выполнены копланарными„ 2 ил„

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

ВВ

РЕСПУБЛИН (1% (11) А1 (jg)5 Н 01 Р 7/00 1/218

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И (ЛНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

Н ASTOPCKOMV СЮДатиьстам.1 (21) 4855963/09 (22) 31.07.90 (46) 30.05.92. Бюл. Я 20 (71) Киевский политехнический институт им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции (72) Б.Д. Монголов, М,Г. Балинский, Е.В. Кудинов и С.Н. Кущ (53) 621.372(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Н - 1559384, кл. Н 01..Р 1/218, 1987, (54) РЕЗОНАТОР НА ПРЯМЫХ ОБЪЕМНЫХ

ИАГНИТОСТАТИЧЕСКИХ ВОЛНАХ (57) Использование: в резонансных усилителях,,генераторах и устройствах фильтрации маломощных СВЧ-сигналов в

Изобретение относится к технике сверхвысоких частот (СВЧ) и может использоваться в резонансных усилителях, генераторах и различных устройствах фильтрации маломощных СВЧсигналов в радиоприемнойи измерительной аппаратуре, а также в системах обработки радиолокационных сигналов и радиопротиводействия.

Известны СВЧ-резонаторы, состоящие из входного и выходного широкополосных одноэлементных полосковых преобразователей,-установленных на монокристаллической пленке железо-ит триевого граната, выращенной ва подложке из галлий-гадолиниевого грана- . та, и выполненных на упомянутой пленке отражающих решеток, образующих либо одйополостньй, либо двухполостный резонаторы, у которых входной и

2 радиоприемной и измерительной аппаратуре. Сущность изобретения: устройство содержит намагниченную ферритовую пленку, расположенную на диэлектрическом основании, на котором нанесен проводящий слой с выборкой в форме квадрата, по диагонали которого соос" но расположены входной и выходной преобразователи. Диагональ квадрата

Ь и толщина Диэлектрического основания d связаны соотношениями: пи /Кд d „(0,15 0 35) 1./п, где в Г,N Y. волновое число прямых объемных магнитостатических волн в области выборки, Входная и выходная линии передачи выполнены копланарны- I ми. 2 ил. выходной преобразователи параллельны между собой, Недостатками указанных резонаторов являются эффект паразитной взаимосвязи, обусловленный двунаправленностью полосковых преобразователей на прямых объемных магнитостатических волнах (МСВ) при применении соосных резонаторов, сложность высокоточной технологии изготовления и большие потери резонатора.

Известны двухполостные резонаторы на МСВ, у которых развязка между входом и выходом увеличена sa счет ортогонального расположения осей обеих полостей., Однако у таких резонаторов повышены зйачения вносимых потерь .(20-32 дБ).

11аиболее близким по технической сущности к предлагаемому является СВЧ3 1737578 4 резонатор на прямых о ъем б е ных магнито- сокращению расходов íà его изготовлестатических волнах (IlOMCB) o e - HHe H oòðàáoòêó что в результате щий намагниченную ферритов "a пле ф ит в " пленку обуславливает получение экономическорасположенную на диэлектрическом ос- го эффекта. новании, на котором соо о м соосно установле", . На фиг. i схематично показан. резоны связанные с входнои и выходной ли- натор на прямых объемных магнитостаниями передачи полосковы сковые преобразо.- тических волнах (IIONCB); на фиг, 2— ватели, симметрично которым с.обеих . разрез А-А на фиг. 1., сторон расположены отражающие элеменРезонатор на ПОМСВ содержит диты, кромки которых составляют угол

45 .с осью полосковых прео о бразовате-, .электрическую подложку 1, имеющую пролей, и поглотители, а также диэлектри- водящее основание 2 на одной ее поой (ПС) 3 на ческую подложку с прова с п оводящим основа- верхности и проводящий слой (на нием, установленную со сто ную со стороны пре- другой ее поверхности. В проводящем

15 . слое 3 выполнена выборка в виде квад" абразователей.

Недостатками известного резо резонато- рата на первой диагонали которого симметрично относительно второй диагора являются низкая добротность и ной 4 и слабое подавление высших типов: ипов,коле- нали квадрата установлены входной и . р выходной 5 микрополосковые преобразоЦелью изо ретения б етения является повыше- ватели. Продолжения входного 4 и выние добротности и увеличе ние подавле- ходного 5 преобразователей расположеб и .. ны в прорезях, выполненных в углах ния высших типов коле ани

Указанная цель достигается за а счет квадрата которые совместно с частя1 использования эффекта полного внут- у ми проводящего слоя .3 образуют соотреннего отражения при ак н лонном паде- ветственно входную 6 и выходную ко-. нии ПОИСВ на границу раздела сред, планарные линии передачи. Непосредпараметры и вза взаимное. расположение . ственно возле наружных .по отношению элементов которых определ еделяются из за- к пребразователям 4 и 5 сторон про- водящего слоя 3 размещены поглотитеявляемых соотношений, зо

П е лагаемый резонатор отличается ли 8 ПОИСВ. Поверх преобразователеи

Предлагаемыи резо т я 3 и поглотиформой выполнения, р размерами соста- 4 и 5, проводящего слоя

1 вом и связями элементов, в кото ь торых телей 8 установлен диэлектрическии устра иены разрывы проводников на пути . слой (P ) ой (ДС) 9 на котором размещена к . () 10 Попе ечраспространения ПОИСВ как вдоль вер- ферритовая пленка (ФП) 10, П р тикальной, так и вдоль горизо ризонтальной З5 ные размеры ДС 9 выбраны такими, что р ДС полностью перекрывают выборку в ое 3 и поглотители .8, оси резонатора.

Замена распределенной отражающей проводящем слое структуры системы (решеток, ка

) каждый Толщина ДС 9 выбрана из соотношения из элементов. которой отражает лишь = (d = (О 15-0 35) 1,/â где I.. — длина

Ф малую часть падающеи на него н него волны диагонали квадрата, выполненного в ь системой зеркал, где граница раздела проводящем слое 3; 1. = п «/Кп, К,сред при заявляемых соот о н шениях раз- волновое число и-го рабочего типа меров резонатор онатора практически полно- колебаний IIONCB, распространяющейся стью отражает ра очую вол б ую волну и не от- в ФП 10 в областивыборки, и ражает высшие типы волн, по сра сравнению 4> ФП 10 имеет поперечные размеры, равс прототипом эа счет и сключения по- ные поперечным размерам ДС9. Минимальслоя 3 обтерь на поглощение в то ение в тонких полосках ная ширина 1 проводящего слоя 3, орешеток, потерь на из ч н излучение а также разующего для ПОМСВ отражающее зер-.. еот ажений в системе позволяет кало в направлении, перпендикулярном достичь поставленную цель. Кроме того, диагоналям квадрата, на о в данном резонаторе на то е на ПОМСВ исклю- новлены входной 4 и выходной 5 преобчена настройка с помощью с помощью внешних эле- разователи, определяется из условия ментов и существенно упрощена т упрощена техно- 1 Ъ 4Ь/и. Резонатор на ПОМСВ помещен во внешнее магнитное поле Н, направлогия его изготовления. оскости ФП

Улучшение параметров резонатора 5> ленное перпендикулярно плоскости ению его качества, а 10. Внешнее магнитное поде создается приводит к повышению его ка гии изготовления и с помощью малогабаритного эл р лект омагупрощение технологии изгот исключение затра» на настройку — к нита броневого типа.

173

Резонатор на ПОМСВ работает следующим образом.

СВЧ-сигнал на рабочей частоте fo через входную капланарную линию б поступает на входной преобразователь

4. который в ФП 10 возбуждает ПОЙСВ, 1 распространяющуюся перпендикулярно его оси по обе стороны от преобразователя.

На соответствующие стороны выборки, выполненной в виде квадрата в проводящем слое 3, IIONCB падает под углом, о равным 45, превышающими для рабочего и-ro типа колебаний угол полного внутреннего отражения (ГП30) в системе, что обуславливает практически полное отражение IIONCR (коэффициент отражения близок К1) от границы раздела сред. ПОМСВ отражаются от сторон выборки, выполненной в ПС 3 (сторон. квадрата), под углом, равным углу падения (45о), в направлении смежных сторон квадрата, от которых переизлучаются (угол падения равный 45 также больше угла ПВО) в направлении выход-. ного преобразователя 5, откуда СВЧсигнал с частотой У через копланарную линию 7. попадает на выход резонатора.

При этом только на частоте, определяемой величиной I. йараметрами системы и значением внешнего магнитного поля Н, в результате многократных синфазных отражений в резонаторе ус% танавливается стоячая волна, формиру. ющая рабочий тип колебаний с максимумом поля в области выходного преобразователя 5 (из фиг. 1 видно, что длина каждого пути "луча", возбуждаемого произвольной точкой преобразователя,,равна Т,.).

При подаче на вход резонатора СВЧсигнала с частотой, отличной от Г в системе не будут выполняться условия резонанса и сигнал на выходе бу-, дет ослаблен на величину, определяемую избирательностью резонатора и значением.развязки между входоми выходом.

Благодаря выбору толщины диэлект° : рического слоя 9 d = (О, 15-0,35)L/и, высшие типы колебаний распространяются в ФП 10 в направлении поглощающего слоя 8 без заметного отражения от границ раздела .сред. Иинимальная ширина проводящего слоя 3 в направлении распространения ПОИСВ 1 4Ь/и, что позволяет обеспечить требуемое отраже1

7578 ние рабочего типа колебаний и уменьшить потери в системе на поглощение и излучение.. Непосредственно к краю

5 проводящего слоя 3 примыкает поглощающий .слой 8, что предотвращает отражение от внешнего края проводящего слоя

3 и обеспечивает максимальное поглощение высших типов колебаний резона1Р ТоР8ее

Перестройка резонатора по частоте осуществляется с помощью изменения величины внешнего магнитного поля.

Формула изобретения 1. Резонатор на прямых обьемных магнитостатических волнах, содержая ший намагниченную ферритовую пленку, расположенную на диэлектрическом основании на котором соосно установлены

Ф . связанные r. входной и выходной линиями передачи полосковые преобразовате25 ли, симметрично которым с обеих сто-. . рон расположены отражающие элементы, о кромки которых составляют угол 45 с осью полосковых преобразователей, и поглотители, а также .диэлектричесЗО кую подложку с .проводящим основанием, установленную со стороны преобразователей, отличающийся тем, -что, с целью повышения добротности и увеличения подавления высших типов колебаний, отражающие элементы выполнены в виде проводящего слоя с выборкой.в форме квадрата.и прорезями в противолежащих его углах, в которых расположены преобразователи, при этом

40 диагональ L квадрата и толщина диэлектрического основания d выбраны равными

7. = в ц /K>, Й =* (0,15-,0,35)L/в, 45гдеп =1,N;

К - волновое число ПОИСВ в обласи ти выборки.

2. Резонатор по п. 1, о т л и ч ащ ю шийся тем, что входная и выходная линии передачи выполнены коп.ланарными, токонесущий проводник которых соединен с соответствующими полосковыми преобразователями, а наружные пластины образованы проводящим слоем.

1?37578

Оход биге

Фиг.2

Составитель С, Кущ

Техред М.Иоргеитал

Редактор А. Лепнина

Корректор Л, Пилипенко

Заказ 1899 . Тирея Подписное

ВПИШИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКИТ СССР

113035, Москва, 3-35, Рауаекая наб., д. 4/5

° Ю

Производственно"изДвтельский комбинат "Патент", r. Укгород, ул. Гагарина, 101