JP2797433B2 - 静磁波遅延装置 - Google Patents
静磁波遅延装置Info
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- JP2797433B2 JP2797433B2 JP1129705A JP12970589A JP2797433B2 JP 2797433 B2 JP2797433 B2 JP 2797433B2 JP 1129705 A JP1129705 A JP 1129705A JP 12970589 A JP12970589 A JP 12970589A JP 2797433 B2 JP2797433 B2 JP 2797433B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は例えばVCO(voltage-controlled oscillato
r:電圧制御型発振器)等に使用される静磁波遅延線型発
振器(Magnetostatic Wave Delay Line Oscillator)の
静磁波遅延装置に関し,静磁波の伝搬特性の改善に関す
るものである。
r:電圧制御型発振器)等に使用される静磁波遅延線型発
振器(Magnetostatic Wave Delay Line Oscillator)の
静磁波遅延装置に関し,静磁波の伝搬特性の改善に関す
るものである。
〈従来の技術〉 まず,静磁波遅延型発振器の遅延素子について簡単に
説明する。一様磁界中に金属導体からなる2本のトラン
スジューサと磁性体とを近接して配置し,この2本のト
ランスジューサの一方に高周波電流を流すとその近くの
磁性体中のスピンが揺ぎ,その揺ぎが静磁波となって伝
搬し,他方のトランスジューサにはスピンの揺ぎに起因
する高周波の誘導電流が流れる。スピンの揺ぎの伝搬速
度は磁界の強さに応じて変化するので遅延時間の可変な
素子となる。
説明する。一様磁界中に金属導体からなる2本のトラン
スジューサと磁性体とを近接して配置し,この2本のト
ランスジューサの一方に高周波電流を流すとその近くの
磁性体中のスピンが揺ぎ,その揺ぎが静磁波となって伝
搬し,他方のトランスジューサにはスピンの揺ぎに起因
する高周波の誘導電流が流れる。スピンの揺ぎの伝搬速
度は磁界の強さに応じて変化するので遅延時間の可変な
素子となる。
第6図は静磁波遅延装置の従来例を示すもので,1は静
磁波発生体であり,この静磁波発生体はアルミナ等の絶
縁基板に所定の間隔Lで入力トランスジューサ3a,出力
トランスジューサ3bが所定の間隔を保って形成され,そ
のトランスジューサ上にGGG(ガドリニウム−ガリウム
−ガーネット)基板の表面に形成したYIG(イットリゥ
ム−鉄−ガーネット)薄膜を接して固定したものであ
る。この様な静磁波発生体に増幅器4,カプラ5を図示の
様に接続し,例えば基板の厚さ方向 から磁界を印加するとYIG薄膜には静磁体積前進波が生
じる。その場合,静磁波遅延装置による遅延時間τgは τg=L/υg L;トランスジューサ間の距離 υg;群速度(=dk/dω) k;静磁波の波数 ω;静磁波の角周波数 で表わされる。
磁波発生体であり,この静磁波発生体はアルミナ等の絶
縁基板に所定の間隔Lで入力トランスジューサ3a,出力
トランスジューサ3bが所定の間隔を保って形成され,そ
のトランスジューサ上にGGG(ガドリニウム−ガリウム
−ガーネット)基板の表面に形成したYIG(イットリゥ
ム−鉄−ガーネット)薄膜を接して固定したものであ
る。この様な静磁波発生体に増幅器4,カプラ5を図示の
様に接続し,例えば基板の厚さ方向 から磁界を印加するとYIG薄膜には静磁体積前進波が生
じる。その場合,静磁波遅延装置による遅延時間τgは τg=L/υg L;トランスジューサ間の距離 υg;群速度(=dk/dω) k;静磁波の波数 ω;静磁波の角周波数 で表わされる。
上式から分る様に例えば遅延時間を2倍にしようとし
た場合,入出力トランスジューサの距離も2倍にする必
要がある。しかし形状が大きくなると磁界印加の為の磁
石も大きくしなければならず重量が重くなるという問題
がある。
た場合,入出力トランスジューサの距離も2倍にする必
要がある。しかし形状が大きくなると磁界印加の為の磁
石も大きくしなければならず重量が重くなるという問題
がある。
そこで本出願人は第7図に示すように入力トランスジ
ューサに入力した高周波電流により励起された静磁波が
異なる経路を経て出力トランスジューサに伝搬するよう
に構成し伝搬距離を長くした静磁波装置を提案した(実
願昭63-51753号)。図において10はアルミナ基板,11は
接地膜,12はGGG基板,13は正方形のYIG薄膜であり,この
YIG薄膜はアルミナ基板上に対向して形成された入出力
トランスジューサ3a,3bにその対向する角部を接して固
定されている。
ューサに入力した高周波電流により励起された静磁波が
異なる経路を経て出力トランスジューサに伝搬するよう
に構成し伝搬距離を長くした静磁波装置を提案した(実
願昭63-51753号)。図において10はアルミナ基板,11は
接地膜,12はGGG基板,13は正方形のYIG薄膜であり,この
YIG薄膜はアルミナ基板上に対向して形成された入出力
トランスジューサ3a,3bにその対向する角部を接して固
定されている。
第8図〜第10図はこの様な構成の静磁波発生体を第6
図の様に接続し,辺の長さlを変化させた場合の挿入損
失と周波数の関係(イ)および遅延時間と周波数の関係
(ロ)を示すものである。即ち,第8図はYIGの一辺の
長さを1mmとした場合であり,イで示す部分の挿入損失
は2dB程度と少なく,隣のピークとの間も離れている
(モードジャンプが起こりにくい)が遅延時間は40nsec
程度しか得られていない。
図の様に接続し,辺の長さlを変化させた場合の挿入損
失と周波数の関係(イ)および遅延時間と周波数の関係
(ロ)を示すものである。即ち,第8図はYIGの一辺の
長さを1mmとした場合であり,イで示す部分の挿入損失
は2dB程度と少なく,隣のピークとの間も離れている
(モードジャンプが起こりにくい)が遅延時間は40nsec
程度しか得られていない。
第9図はYIGの一辺の長さを3mmとした場合であり,ロ
で示す部分の挿入損失は2dB程度と1mmの場合と変らない
が,隣のピークとの間が接近している。この場合,遅延
時間は50nsec程度と多少大きくなっている。
で示す部分の挿入損失は2dB程度と1mmの場合と変らない
が,隣のピークとの間が接近している。この場合,遅延
時間は50nsec程度と多少大きくなっている。
第10図はYIGの一辺の長さを5mmとした場合であり,ハ
で示す部分の挿入損失は5dBと大きくなるが遅延時間は7
0nsec程度(と大きくなっている。
で示す部分の挿入損失は5dBと大きくなるが遅延時間は7
0nsec程度(と大きくなっている。
〈発明が解決しようとする課題〉 上記の様に従来装置においては,挿入損失を改善しよ
うとすると遅延時間が短くなり,遅延量を改善しようと
すると挿入損失が大きくなるという問題があった。本発
明は上記問題点に鑑みて成されたもので複数のYIG薄膜
からの出力特性を重畳する事により挿入損失が少なく,
モードジャンプが起こりにくく,かつ,遅延時間を大き
くとることが可能な静磁波遅延装置を提供する事を目的
とする。
うとすると遅延時間が短くなり,遅延量を改善しようと
すると挿入損失が大きくなるという問題があった。本発
明は上記問題点に鑑みて成されたもので複数のYIG薄膜
からの出力特性を重畳する事により挿入損失が少なく,
モードジャンプが起こりにくく,かつ,遅延時間を大き
くとることが可能な静磁波遅延装置を提供する事を目的
とする。
〈課題を解決するための手段〉 上記課題を解決するための本発明の構成は,GGG基板上
に形成されたYIG薄膜と,前記薄膜の表面に配置された
入出力トランスジューサを有する静磁波遅延装置におい
て、前記YIG薄膜は同芯で大きさの異なる円若しくは同
芯で大きさの異なる相似状の多角形が溝により複数個形
成されると共に前記溝を超えて設けられた前記入出力ト
ランスジューサにより対称に2分され、前記入力トラン
スジューサに入力された高周波電流により励起された静
磁波が前記2分された領域をそれぞれ反対方向に進行
し、前記溝で反射して同じ長さの距離を異なる経路を経
て伝搬して前記出力トランスジューサに達する様にした
ことを特徴とするものである。
に形成されたYIG薄膜と,前記薄膜の表面に配置された
入出力トランスジューサを有する静磁波遅延装置におい
て、前記YIG薄膜は同芯で大きさの異なる円若しくは同
芯で大きさの異なる相似状の多角形が溝により複数個形
成されると共に前記溝を超えて設けられた前記入出力ト
ランスジューサにより対称に2分され、前記入力トラン
スジューサに入力された高周波電流により励起された静
磁波が前記2分された領域をそれぞれ反対方向に進行
し、前記溝で反射して同じ長さの距離を異なる経路を経
て伝搬して前記出力トランスジューサに達する様にした
ことを特徴とするものである。
〈作用〉 入力トランスジューサにより励振された静磁波は溝で
区切られた領域を入力トランスジューサに対して直角方
向に進み溝で反射して進行する。溝で反射した静磁波は
更に溝で反射して出力トランスジューサに達する。この
ような動作が出力トランスジューサに達するまで繰り返
され、出力トランスジューサを透過した静磁波は逆コー
スを辿って入力トランスジューサ側へ進み一回り,2回り
・・・して多重干渉する。その結果、静磁波の伝搬特性
は伝搬長の異なる複数の経路を有する薄膜で反射された
ものが重畳した出力となる。
区切られた領域を入力トランスジューサに対して直角方
向に進み溝で反射して進行する。溝で反射した静磁波は
更に溝で反射して出力トランスジューサに達する。この
ような動作が出力トランスジューサに達するまで繰り返
され、出力トランスジューサを透過した静磁波は逆コー
スを辿って入力トランスジューサ側へ進み一回り,2回り
・・・して多重干渉する。その結果、静磁波の伝搬特性
は伝搬長の異なる複数の経路を有する薄膜で反射された
ものが重畳した出力となる。
〈実施例〉 以下,図面に従い本発明を説明する。第1図(a),
(b)は本発明の一実施例を示すGGG基板の斜視図およ
び平面図である。図においてイ,ロ,ハは例えば燐酸エ
ッチングにより形成した溝20a,20bで区切られた,一辺
がl1,l2,l3からなる正方形のYIG薄膜(以下,単に薄膜
という)である。
(b)は本発明の一実施例を示すGGG基板の斜視図およ
び平面図である。図においてイ,ロ,ハは例えば燐酸エ
ッチングにより形成した溝20a,20bで区切られた,一辺
がl1,l2,l3からなる正方形のYIG薄膜(以下,単に薄膜
という)である。
第2図はこのGGG基板をアルミナ基板(図示せず)に
固定した場合の位置関係を示すもので,3a,3bはアルミナ
基板に形成された入力トランスジューサおよび出力トラ
ンスジューサであり,YIG薄膜はこれら入出力トランスジ
ューサに対して薄膜の対向する角部を結ぶ様に配置され
る。トランスジューサのX,Yで示す端部は一方が入力端
に,他方が出力端に接続されており,中央部はアルミナ
基板に形成された孔Hを介して接地膜に接続されてい
る。なお,溝20a,20bの深さおよび幅は出力を見ながら
適当な寸法に決定するものとする。
固定した場合の位置関係を示すもので,3a,3bはアルミナ
基板に形成された入力トランスジューサおよび出力トラ
ンスジューサであり,YIG薄膜はこれら入出力トランスジ
ューサに対して薄膜の対向する角部を結ぶ様に配置され
る。トランスジューサのX,Yで示す端部は一方が入力端
に,他方が出力端に接続されており,中央部はアルミナ
基板に形成された孔Hを介して接地膜に接続されてい
る。なお,溝20a,20bの深さおよび幅は出力を見ながら
適当な寸法に決定するものとする。
上記構成において、各薄膜における代表的な静磁波の
伝搬を考える。薄膜イにおいて入力トランスジューサに
入力した高周波電流より励起された静磁波は矢印a1方向
に伝搬し辺で反射してa2→a3と進み出力トランスジュー
サに達する。一方薄膜イとロを区切り溝20aを通り抜け
た静磁波は矢印b1方向に伝搬し,薄膜ロの辺で反射して
b2,b3と進み出力トランスジューサに達する。更に薄膜
ロとハを区切る溝20bを通り抜けた静磁波は矢印c1方向
に伝搬し、薄膜ハの辺で反射してc2→c3と進み同様に溝
を通り抜けて出力トランスジューサに達する。
伝搬を考える。薄膜イにおいて入力トランスジューサに
入力した高周波電流より励起された静磁波は矢印a1方向
に伝搬し辺で反射してa2→a3と進み出力トランスジュー
サに達する。一方薄膜イとロを区切り溝20aを通り抜け
た静磁波は矢印b1方向に伝搬し,薄膜ロの辺で反射して
b2,b3と進み出力トランスジューサに達する。更に薄膜
ロとハを区切る溝20bを通り抜けた静磁波は矢印c1方向
に伝搬し、薄膜ハの辺で反射してc2→c3と進み同様に溝
を通り抜けて出力トランスジューサに達する。
薄膜ロの領域で励起された静磁波は矢印d1方向に進み
辺で反射して矢印d2→d3方向に進み出力トランスジュー
サに達する。同様に溝20bを通り抜けた静磁波は矢印部e
1方向に進み、薄膜ハの辺で反射して矢印e2→e3方向に
進み溝20bを通り抜けて出力トランスジューサに達す
る。
辺で反射して矢印d2→d3方向に進み出力トランスジュー
サに達する。同様に溝20bを通り抜けた静磁波は矢印部e
1方向に進み、薄膜ハの辺で反射して矢印e2→e3方向に
進み溝20bを通り抜けて出力トランスジューサに達す
る。
更に薄膜ハの領域で励起された静磁波は矢印f1方向に
進み辺で反射して溝20bを2回通り抜けて矢印f2→f3方
向に進み出力トランスジューサに達する。なお、薄膜
ロ,ハの辺で反射して出力トランスジューサに向かう静
磁波は往路と同様に各辺で反射したり通り抜けたりする
が,図が複雑になるのでその成分は省略してある。
進み辺で反射して溝20bを2回通り抜けて矢印f2→f3方
向に進み出力トランスジューサに達する。なお、薄膜
ロ,ハの辺で反射して出力トランスジューサに向かう静
磁波は往路と同様に各辺で反射したり通り抜けたりする
が,図が複雑になるのでその成分は省略してある。
上記構成によれば従来例で説明した3種類の薄膜を重
畳させた出力を得ることが出来る。
畳させた出力を得ることが出来る。
第3図はl1,l2,l3の3種類の辺の長さを有する薄膜の
それぞれの出力(a)〜(c)を重畳して得られる周波
数と挿入損失の関係(d)を示すもので,一つのピーク
値を残して他のピーク値を相殺することによりモードジ
ャンプの起りにくい波形となっている。
それぞれの出力(a)〜(c)を重畳して得られる周波
数と挿入損失の関係(d)を示すもので,一つのピーク
値を残して他のピーク値を相殺することによりモードジ
ャンプの起りにくい波形となっている。
なお,図では薄膜の形状を正方形としたが,例えば第
4図に示すように薄膜は円状でもよく(矢印は静磁波の
伝搬の具合を代表したものを示している),第5図に示
すような多角形のものであっても良い。
4図に示すように薄膜は円状でもよく(矢印は静磁波の
伝搬の具合を代表したものを示している),第5図に示
すような多角形のものであっても良い。
また,相似形の薄膜の数は3種類に限ることなく増減
可能であり,溝幅も任意に形成可能である。更に溝を形
成する方法としては燐酸エッチングに限ることなく例え
ばイオンミリング,ドライエッチング,ダイシングソー
やレーザ加工機を用いたレーザトリミングの手法を用い
ても良い。
可能であり,溝幅も任意に形成可能である。更に溝を形
成する方法としては燐酸エッチングに限ることなく例え
ばイオンミリング,ドライエッチング,ダイシングソー
やレーザ加工機を用いたレーザトリミングの手法を用い
ても良い。
なお,溝の深さはYIGを完全に除去する程度であって
も良く,例えばYIGの膜厚を20μmとしたとき5μmだ
け残しておいても良い。このように溝幅と深さを変化さ
せる事により溝部での反射と透過の度合を調整し,所望
の出力を得る事が可能である。
も良く,例えばYIGの膜厚を20μmとしたとき5μmだ
け残しておいても良い。このように溝幅と深さを変化さ
せる事により溝部での反射と透過の度合を調整し,所望
の出力を得る事が可能である。
〈発明の効果〉 以上実施例とともに具体的に説明した様に本発明によ
れば,YIG薄膜は同芯で大きさの異なる円若しくは同芯で
大きさの異なる相似状の多角形が溝により複数個形成さ
れると共に前記溝を超えて設けられた前記入出力トラン
スジューサにより対称に2分され、前記入力トランスジ
ューサに入力された高周波電流により励起された静磁波
が前記2分された領域をそれぞれ反対方向に進行し、前
記溝で反射して同じ長さの距離を異なる経路を経て伝搬
して前記出力トランスジューサに達する様にした。この
ような構成としたので、溝の深さと幅を調整することに
より遅延時間を大きく,挿入損失を少なくし,ピーク数
が小数である様な静磁波遅延装置が実現可能であり,発
振器として使用する場合,低位相ノイズで掃引範囲の広
い装置を得ることができる。
れば,YIG薄膜は同芯で大きさの異なる円若しくは同芯で
大きさの異なる相似状の多角形が溝により複数個形成さ
れると共に前記溝を超えて設けられた前記入出力トラン
スジューサにより対称に2分され、前記入力トランスジ
ューサに入力された高周波電流により励起された静磁波
が前記2分された領域をそれぞれ反対方向に進行し、前
記溝で反射して同じ長さの距離を異なる経路を経て伝搬
して前記出力トランスジューサに達する様にした。この
ような構成としたので、溝の深さと幅を調整することに
より遅延時間を大きく,挿入損失を少なくし,ピーク数
が小数である様な静磁波遅延装置が実現可能であり,発
振器として使用する場合,低位相ノイズで掃引範囲の広
い装置を得ることができる。
第1図は本発明の一実施例を示すGGG基板とYIG薄膜の斜
視図および平面図,第2図はYIG薄膜と入出力トランス
ジューサの関係を示す図,第3図は3種類のYIG薄膜を
伝搬した静磁波の特性とそれらを重畳した特性を示す
図,第4図,第5図は他の実施例を示す図,第6図,第
7図は従来例を示す図,第8図〜第10図は従来例におけ
る出力特性を示す図である。 3a……入力トランスジューサ,3b……出力トランスジュ
ーサ,12……GGG基板,13……YIG薄膜。
視図および平面図,第2図はYIG薄膜と入出力トランス
ジューサの関係を示す図,第3図は3種類のYIG薄膜を
伝搬した静磁波の特性とそれらを重畳した特性を示す
図,第4図,第5図は他の実施例を示す図,第6図,第
7図は従来例を示す図,第8図〜第10図は従来例におけ
る出力特性を示す図である。 3a……入力トランスジューサ,3b……出力トランスジュ
ーサ,12……GGG基板,13……YIG薄膜。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−152715(JP,A) 特開 昭62−94001(JP,A) 信学技報 Vol.89 No.39,M W89−18,PP.49−55,1989年5月18 日 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01P 3/00 H01P 9/00 H01P 1/215
Claims (1)
- 【請求項1】GGG基板上に形成されたYIG薄膜と、前記薄
膜の表面に配置された入出力トランスジューサを有する
静磁波遅延装置において、前記YIG薄膜は同芯で大きさ
の異なる円若しくは同芯で大きさの異なる相似状の多角
形が溝により複数個形成されると共に前記溝を超えて設
けられた前記入出力トランスジューサにより対称に2分
され、前記入力トランスジューサに入力された高周波電
流により励起された静磁波が前記2分された領域をそれ
ぞれ反対方向に進行し、前記溝で反射して同じ長さの距
離を異なる経路を経て伝搬して前記出力トランスジュー
サに達する様にしたことを特徴とする静磁波遅延素子。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1129705A JP2797433B2 (ja) | 1989-05-23 | 1989-05-23 | 静磁波遅延装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1129705A JP2797433B2 (ja) | 1989-05-23 | 1989-05-23 | 静磁波遅延装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02308602A JPH02308602A (ja) | 1990-12-21 |
JP2797433B2 true JP2797433B2 (ja) | 1998-09-17 |
Family
ID=15016165
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1129705A Expired - Fee Related JP2797433B2 (ja) | 1989-05-23 | 1989-05-23 | 静磁波遅延装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2797433B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2500177A1 (fr) * | 1981-02-13 | 1982-08-20 | Thomson Csf | Dispositif dioptrique a ondes magnetostatiques |
JPS6294001A (ja) * | 1985-10-21 | 1987-04-30 | Mitsubishi Electric Corp | 静磁波無反射終端器 |
-
1989
- 1989-05-23 JP JP1129705A patent/JP2797433B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
信学技報 Vol.89 No.39,MW89−18,PP.49−55,1989年5月18日 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH02308602A (ja) | 1990-12-21 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |