Полосно - пропускающий свч-фильтр

 

Изобретение может быть использрвано в радиотехнических системах сантимет-; рового диапазона; Сущность изобретения: полосно-пропускающий СВЧ фильтр содержит касательно намагниченную до насыщения ферритовую пленку, нанесенную на немагнитную подложку и выполненную в виде первого и второго участков, разделенных зазором, входной и выходной м и к р о п о л о с к о в ы ё преобразователи ма гнитрстатических волн, расположенные соответственно на первом;и втором участ-ках ферритовой пленки и параллельные продольной оси зазора и направлению намагничивания ферритовой пленки. С ц:елью сужения полосы пропускания, увеличения подавления сигнала вне полосы пропускания и повышения равномерности АЧХ, поверх ферритовой пленки размещена введенная пластина из сегнетодйэле ктрика толщиной d, которая полностью перекрывает зазор между первым и вторым участком, npvi этом d С /7Tf;f2L, где С - скорость света в вакууме, f - нижняя рабочая .частота фильтра, L - наименьшее расстояние между краем пластины и зазором , Ј - диэлектрическая проницаемость, материала пластины. .1,ил. СО с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з Н 01 P 1/218

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ ЬСТВУ

„1,,. @ßÐ ó * . е..:."л )Д :.т а

% (21) 4780261/09

- (22) 08.01.90 (46) 07.02.93. Бюл. ¹ 5 (71) Институт радиотехники и электроники

АН СССР (72) П,Е. Зильберман и Ю.Ф. Огрин (56) Патент Великобритании N 1573171, кл, Н 03 P 9/22, опублик, 20,08.80.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1459561, кл. Н 01 P 1/215, 1987. (54) ПОЛОСНО-ПРОПУСКАЮЩИЙ СВЧ—

ФИЛЬТР (57) Изобретение может быть использовано s радиотехнических системах сантиметрового диапазона, Сущность. изобретения: полосно-пропускающий СВЧ-фильтр содержит касательно намагниченную до насыщения ферритовую пленку, нанесенную на немагнитную подложку и выполненную в виде первого и второго участков, раздеИзобретение относится к радиотехнике СВЧ и может быть использовано при создании антенно-фидерных систем, систем аналоговой обработки сигналов и телевизионных систем в сантиметровом диапазоне длин волн.

Известен полосно-пропускающий СВЧфильтр, содержащий. ферритовую пленку, нанесенную на немагнитную подложку, входной и выходной микрополосковые преобразователи магнитостатических волн (MCB), расположенные на ферритовой пленке.

Недостатком этого фильтра являются большая полоса пропускания, неравномерность амплитудно-частотной характеристи„„. Ж„„1793498 А1

2 ленных зазором, входной и выходной микрополосковые преобразователи магнитостатических волн, расположенные соответственно на первом и втором участках ферритовой пленки и параллельные продольной оси зазора и направлению намагничивания ферритовой пленки, С целью сужения полосы пропускания, увеличения подавления сигнала вне полосы пропускания и повышения равномерности

АЧХ, поверх ферритовой пленки размещена введенная пластина из сегнетодиэлектрика толщиной б, которая полностью перекрывает зазор между первым и вторым участком, при этом d С /ля f L, где

С вЂ” скорость света в вакууме, f — нижняя рабочая частота фильтра, L — наименьшее расстояние между краем пластйны и зазорОМ, Š— дтИЭЛЕКтрйЧЕСКая ПрОНИцаЕМОСтЬ. материала пластины. 1 ил, 4

О ки (АЧХ) и малая величина подавления сиг- (р нала вне полосы пропускания.

Указанные недостатки частично устранены в фильтре, конструкция которого ана логична описанной выше, за исключением . ® того, что лреоорааоеатели MCB раслоложены на некотором расстоянии от поверхности ферритовой пленки, а

Наиболее близок к предложенному полосно-пропускающий СВЧ-фильтр, содержащий касательно намагниченную до насыщения ферритовую пленку, нанесенную на немагнитную подложку и выполненную в виде первого и второго участков, разделенных зазором, входной и выходной микрополосковые преобразователи MCB.

1793498 расположенные соответственно на первом и втором участках ферритовой пленки параллельно продольной оси зазора и направлению намагничивания ферритовой пленки.

Такой фильтр имеет относительно широкую полосу пропускания, недостаточное подавление сигнала вне полосы пропускания и неравномерную АЧХ, Целью изобретения является сужение полосы пропускания фильтра, увеличение подавления сигнала вне полосы пропускания и повышение равномерности АЧХ, Для достижения этих целей в известном фильтре поверх ферритовой пленки размещена пластина из сегнетодиэлектрика толщиной d, которая полностью перекрывает зазор между первым и вторым участками, при этом

С2 ля1 L где С вЂ” скорость света в вакууме;

f — нижняя рабочая часть фильтра;

L — наименьшее из расстояний между краем пластины и зазором; о — диэлектрическая проницаемость материала пластины, На фиг,.1 приведена конструкция предлагаемого фильтра; на фиг. 2 — АЧХ фильтров различных конструкций.

Предложенный фильтр содержит касательно намагниченную до насыщения ферритовую пленку 1 (фиг. 1), нанесенную на немагнитную подложку 2, входной 3 и выходной 4 преобразователи МСВ, в виде микрополосок, находящиеся в непосредственном контакте с ферритовой пленкой 1.

Последняя выполнена из первого 5 и второго 6 участков, разделенных зазором 7 таким образом, что входной преобразователь 3 находится в контакте с участком 5, выходной преобразователь 4 находится в контакте с участком 6 ферритовой пленки 1, а продольная ось зазора параллельна преобразователям 3, 4. Поверх ферритовой пленки 1 размещена пластина 8 из сегнетодиэлектрика, которая полностью перекрывает зазор 7. Толщина пластины выбрана в соответствии с условием (1). Вся структура размещена на металлическом основании 9.

Подложка 2, на которую нанесена ферритовая пленка 1, также может состоять из двух участков, разделенных зазором. Ферритовая пленка 1 может быть выполнена из железо-иттриевого граната, подложка 2 — из галлий-гадолиниевого граната, пластина 8— из сегнетодиэлектрика, например ниобата бария-стронция, ниобата лития, сегнетокерамики с я =10 — 10з.

Предложенный фильтр работает следующим образом, Структуру, показанную на фиг, 1, помещают в касательное магнитное поле Н, При подаче на входной преобразователь 2 СВЧ-.сигнала с частотой F на участке 5 ферритовой пленки 1 возбуждается поверхностная МСВ, которая распространяется в сторону выходного преобразователя 4, В области перекрытия ферритовой пленки 1 и пластины 8 сегнетодиэлектрика

MCB возбуждает гибридную электромагнитно-спиновую волну (ГЭСВ), распространяющуюся в пленке 1 и пластине 8 в сторону зазора 7, Происходит преобразование

ГЭСВ в электромагнитную волну, распространяющуюся в пластине 8 в сторону области перекрытия участка 6 ферритовой пленки пластиной 8. В этой области происходит преобразование электромагнитной волны в

ГЭСВ, которая при достижении края пластины 8 преобразуется в MCB. Последняя распространяется на участке 6 ферритовой пленки 1 и преобразуется преобразователем в СВЧ-сигнал.

Для возникновения ГСВ в области перекрытия ферритовой пленки 1 пластиной 8 необходимо, чтобы минимальная длина участка перекрытия была не меньше половины

30 длины МСВ в ферритовой пленке (или, что то же самое, электромагнитной волны в пластине диэлектрика). Это условие обеспечивается выбором параметров пластины 8 в соответствии с неравенством (1). ГЭСВ образуется в области частот Л " вблизи частоты, соответствующей точке пересечения дисперсионной кривой поверхностной МСВ в ферритовой пленке и дисперсионной кривой электромагнитной волны в пластине 8

40 сегнетодиэлектрика. Этим и обусловлены сужение полосы пропускания предложенно-. го фильтра, увеличение подавления сигнала типом. Нижняя рабочая частота фильтра определяется соотношением (1). Верхняя частота определяется допустимым подавлением в полосе. зависящим от частотной зависимости потерь в ферритовой пленке и пластине сегнетодиэлектрика. Настройка фильтра на рабочую частоту производится внешним полем подмагничивания.

На фиг. 2а приведена экспериментальная АЧХ фильтра, содержащего пластину 8 из ниобата Ва, Sr(e-=400) толщиной d = 1,9 мм, Величина зазора 7 составляет 0,6 мм, 50

55 длина участков перекрытия пленки 1 и пластины 8 составляет L1 = L2 = 5 мм, Для сраввне полосы пропускания и повышение рав45 номерности его АЧХ по сравнению с прото1793498

0 ле1 1 нения на фиг, 26 приведена экспериментальная АЧХ того же фильтра, но беэ пластины 8 сегнетодиэлектрика, Из приведенных характеристик видно, что предложенный фильтр по сравнению с

Формула изобретения

Полосно-пропускающий СВЧ-фильтр, содержащий касательно намагниченную до насыщения ферритовую пленку, нанесенную на немагнитную подложку и выполненную в виде первого и второго участков, разведенных зазором, входной и выходной преобразователи магнитостатических волн. расположенные соответственно на первом и втором участках ферритовой пленки и параллельные продольной оси зазора и направлению намагничивания ферритовой пленки, отличающийся тем, что, с целью сужения полосы пропускания, увеличения подавления сигнала вне полосы пропускания и повышения равномерности АЧХ, прототипом имеет значительно большее подавление сигнала вне полосы пропускания, равномерную АЧХ и более узкую полосу пропускания.

5 поверх ферритовой пленки размещена введенная пластина из сегнетодиэлектрика толщиной d, которая полностью перекрывает зазор между первым и вторым участками, при этом где С вЂ” скорость света в вакууме;

f — нижняя рабочая частота фильтра;

L — наименьшее из расстояний между краем пластины и зазором; к — диэлектрическая проницаемость ма.териала пластины.

1793498

2.0

31оо

ЗГО О

Составитель Ю. Огрин

Техред М, Моргентэл Корректор Н, Гунько

Редактор Г, Федотов

Заказ 508 Тираж Подписное.

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101