JPS6384301A - 強磁性共鳴装置 - Google Patents
強磁性共鳴装置Info
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- JPS6384301A JPS6384301A JP61231004A JP23100486A JPS6384301A JP S6384301 A JPS6384301 A JP S6384301A JP 61231004 A JP61231004 A JP 61231004A JP 23100486 A JP23100486 A JP 23100486A JP S6384301 A JPS6384301 A JP S6384301A
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- temperature
- ferromagnetic resonance
- frequency
- magnetic field
- circuit
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P1/00—Auxiliary devices
- H01P1/20—Frequency-selective devices, e.g. filters
- H01P1/215—Frequency-selective devices, e.g. filters using ferromagnetic material
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P1/00—Auxiliary devices
- H01P1/20—Frequency-selective devices, e.g. filters
- H01P1/215—Frequency-selective devices, e.g. filters using ferromagnetic material
- H01P1/218—Frequency-selective devices, e.g. filters using ferromagnetic material the ferromagnetic material acting as a frequency selective coupling element, e.g. YIG-filters
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P1/00—Auxiliary devices
- H01P1/30—Auxiliary devices for compensation of, or protection against, temperature or moisture effects ; for improving power handling capability
Landscapes
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
- Inductance-Capacitance Distribution Constants And Capacitance-Resistance Oscillators (AREA)
- Non-Reversible Transmitting Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、強磁性共鳴装置に係わる。
本発明は、強磁性共鳴素子と、これに直流バイアス磁界
を印加する電磁石と、強磁性共鳴素子の温度を検出する
温度検出素子と、温度検出素子によって検出された強磁
性共鳴素子の温度に応じて電磁石に補償電流を供給する
回路とを設けて成り、ｒ＝Ｊ変共鳴周波数範囲の全域で
共鳴周波数の温度依存性の改善をはかる。
を印加する電磁石と、強磁性共鳴素子の温度を検出する
温度検出素子と、温度検出素子によって検出された強磁
性共鳴素子の温度に応じて電磁石に補償電流を供給する
回路とを設けて成り、ｒ＝Ｊ変共鳴周波数範囲の全域で
共鳴周波数の温度依存性の改善をはかる。
マイクロ波装置に用いられる強磁性共鳴装置として、Ｇ
ＧＧ （ガドリニウム・ガリウム・ガーネット）非磁
性基板上に、フヱリ磁性、すなわち強磁性のＹＩＧ
（イツトリウム・鉄・ガーネット）薄膜をＬＰＥ （
液相エピタキシー成長）させたＹＩＧ薄膜を、フォトリ
ソグラフィー技術による選択的エツチングによって円形
、或いは矩形等の所要形状に加工し、これの強磁性共鳴
を利用することによって、フィルタ、オシレータ等を構
成することが提案されている。このようなマイクロ波装
置は、マイクロストリップライン等を伝送線路としてＭ
ｒＧ（マイクロ波集積回路）を作製することが可能で、
他のＭＩＣとハイブリッド接続が容易であるなどの利点
を有する。また、ＹＩＧ Ｍ膜による場合、１．ＰＥと
リソグラフィー技術の通用によって量産的に製造できる
などＷＩＧ球による共鳴素子を用いる場合に比し多くの
利点を有している。
ＧＧ （ガドリニウム・ガリウム・ガーネット）非磁
性基板上に、フヱリ磁性、すなわち強磁性のＹＩＧ
（イツトリウム・鉄・ガーネット）薄膜をＬＰＥ （
液相エピタキシー成長）させたＹＩＧ薄膜を、フォトリ
ソグラフィー技術による選択的エツチングによって円形
、或いは矩形等の所要形状に加工し、これの強磁性共鳴
を利用することによって、フィルタ、オシレータ等を構
成することが提案されている。このようなマイクロ波装
置は、マイクロストリップライン等を伝送線路としてＭ
ｒＧ（マイクロ波集積回路）を作製することが可能で、
他のＭＩＣとハイブリッド接続が容易であるなどの利点
を有する。また、ＹＩＧ Ｍ膜による場合、１．ＰＥと
リソグラフィー技術の通用によって量産的に製造できる
などＷＩＧ球による共鳴素子を用いる場合に比し多くの
利点を有している。
しかしながら、ＹＩＧ ８１１Ｘ！による強磁性共鳴素
子、を用いた強磁性共鳴装置は、温度依存性が大きいと
いう点で実用上の問題点がある。
子、を用いた強磁性共鳴装置は、温度依存性が大きいと
いう点で実用上の問題点がある。
本発明は例えば上述したＹＩＧ薄膜による強磁性共鳴素
子を用いた強磁性共鳴装置の温度依存性の問題を解消す
る。
子を用いた強磁性共鳴装置の温度依存性の問題を解消す
る。
この温度特性についての事情を説明する。
強磁性共鳴素子としての例えばＹＩＧ薄膜の換向に垂直
に直流磁界を印加したときの共鳴周波数ｆは、異方性磁
界の寄与は小さいとして無視すると、キソテル（Ｋｉｔ
ｔｅｌ）の式を用いて次の（１）式のように表わすこと
ができる。
に直流磁界を印加したときの共鳴周波数ｆは、異方性磁
界の寄与は小さいとして無視すると、キソテル（Ｋｉｔ
ｔｅｌ）の式を用いて次の（１）式のように表わすこと
ができる。
ｆ−γ （Ｈｇ （Ｎｚ−ＮＴ） ・４πＭｓ（Ｔ
） ）・・・・（１） ここで、γは磁気回転比でＹＩＧ薄膜の場合γ−２，８
ＭＨｚ１０ｅでＩテえられ、ＨｇばＹＩＧ薄膜への直流
バイアス磁界、Ｎｚ及びＮＴは、その直流磁界方向及び
横方向の反磁界係数で（Ｎｚ−ＮＴ）は静磁モード理論
から計算される値、４πＭｓばＹＩＧの飽和磁化で温度
Ｔの関数である。具体的数値例を挙げると、アスペクト
比（膜厚／直径）が、０．０１のＹＩＧ円板の垂直共鳴
ではＮｚ −ＮＴ−０，９７７４であり、仮りにバイア
ス磁界Ｈｇが温度に依らず一定とすると、ＹｒＧの飽和
磁化４ｙｃＭｓは、０℃で１．８４４Ｇ （ガウス）、
＋７０℃で１．５８４Ｇであるから共鳴周波数ｆは、こ
の温度範囲で７１２ ＭＨｚも変化することになる。
） ）・・・・（１） ここで、γは磁気回転比でＹＩＧ薄膜の場合γ−２，８
ＭＨｚ１０ｅでＩテえられ、ＨｇばＹＩＧ薄膜への直流
バイアス磁界、Ｎｚ及びＮＴは、その直流磁界方向及び
横方向の反磁界係数で（Ｎｚ−ＮＴ）は静磁モード理論
から計算される値、４πＭｓばＹＩＧの飽和磁化で温度
Ｔの関数である。具体的数値例を挙げると、アスペクト
比（膜厚／直径）が、０．０１のＹＩＧ円板の垂直共鳴
ではＮｚ −ＮＴ−０，９７７４であり、仮りにバイア
ス磁界Ｈｇが温度に依らず一定とすると、ＹｒＧの飽和
磁化４ｙｃＭｓは、０℃で１．８４４Ｇ （ガウス）、
＋７０℃で１．５８４Ｇであるから共鳴周波数ｆは、こ
の温度範囲で７１２ ＭＨｚも変化することになる。
そして、このような温度依存性の問題を解決Ｊる方法と
して、装置の使用周波数に応じてｖＩＧ薄膜共鳴素子に
対するバイアス磁界印加用の永久磁石、或いは永久磁石
と整磁板との組合せによるバイアス磁気回路を特定の温
度係数に選定することによって温度特性の補償を行うよ
うにしたＷＩＧ 薄膜マイクロ波装置が、本出願人によ
る特願昭６０−１５０４３１号及び特願昭６０−１５０
４３０号出願によって提案された。しかしながら、これ
らはいずれも、固定周波数もしくは狭帯域周波数可変の
場合にのみ利用できるものであって、広帯域周波数可変
装置には対応できないものである。すなわち、上記各出
願の発明における温度補償方法では、ＹＩＧ Ｍ膜の温
度と磁気回路に用いている永久磁石、或いは整磁板の温
度とが同程度であることが前提となっている。
して、装置の使用周波数に応じてｖＩＧ薄膜共鳴素子に
対するバイアス磁界印加用の永久磁石、或いは永久磁石
と整磁板との組合せによるバイアス磁気回路を特定の温
度係数に選定することによって温度特性の補償を行うよ
うにしたＷＩＧ 薄膜マイクロ波装置が、本出願人によ
る特願昭６０−１５０４３１号及び特願昭６０−１５０
４３０号出願によって提案された。しかしながら、これ
らはいずれも、固定周波数もしくは狭帯域周波数可変の
場合にのみ利用できるものであって、広帯域周波数可変
装置には対応できないものである。すなわち、上記各出
願の発明における温度補償方法では、ＹＩＧ Ｍ膜の温
度と磁気回路に用いている永久磁石、或いは整磁板の温
度とが同程度であることが前提となっている。
ところが、永久磁石に代えてコイルへのｉｍｍによって
磁界を発生させる電磁石を用いる場合、コイルへの通電
に伴う発熱によってＹＩＧ薄股と磁気回路との間に、更
に磁気回路における各部の例えば磁石と整磁板とにおい
ても比較的大きな温度差が生じ上述の前提が成り立たな
くなってくる。
磁界を発生させる電磁石を用いる場合、コイルへの通電
に伴う発熱によってＹＩＧ薄股と磁気回路との間に、更
に磁気回路における各部の例えば磁石と整磁板とにおい
ても比較的大きな温度差が生じ上述の前提が成り立たな
くなってくる。
したがって、広帯域周波数可変型の強磁性共鳴装置にお
けるように、電磁イコによって強磁性共鳴素子への直流
バイアス磁界を与えるようにする場合、特にこの広帯域
周波数可変型におけるように、電磁石への通電電流を比
較的広範囲で変化させるものにあっては上述の温度差に
ついても比較的大きく変化してくることからこのような
場合には、上述した強磁性共鳴素子と磁気回路とが同程
度であることを前提とする温度補償方法の適用が不適当
となる。
けるように、電磁イコによって強磁性共鳴素子への直流
バイアス磁界を与えるようにする場合、特にこの広帯域
周波数可変型におけるように、電磁石への通電電流を比
較的広範囲で変化させるものにあっては上述の温度差に
ついても比較的大きく変化してくることからこのような
場合には、上述した強磁性共鳴素子と磁気回路とが同程
度であることを前提とする温度補償方法の適用が不適当
となる。
また、強磁性共鳴素子への直流バイアス印加手段として
永久磁石を用いる場合においても、厳密には、或いは使
用外囲条件等によっては、強磁性共鳴素子と永久磁石な
いしは磁気回路との間に温度差が生じることがら、この
ような温度差が殆んどないことを前提とした温度補償方
法では問題となる場合がある。
永久磁石を用いる場合においても、厳密には、或いは使
用外囲条件等によっては、強磁性共鳴素子と永久磁石な
いしは磁気回路との間に温度差が生じることがら、この
ような温度差が殆んどないことを前提とした温度補償方
法では問題となる場合がある。
本発明はこのような温度の変動に基く共鳴周波数の変動
の問題、特に広帯域周波数可変型の強磁性共鳴装置にお
いても確実に温度補償をなして安定した動作を行うこと
ができるようにした強磁性共鳴装置を提供するものであ
る。
の問題、特に広帯域周波数可変型の強磁性共鳴装置にお
いても確実に温度補償をなして安定した動作を行うこと
ができるようにした強磁性共鳴装置を提供するものであ
る。
尚、誘電体共振器による発振器における温度補償方法と
しては、例えば１９８４アイ・イー・イー・イー エム
・ティー・ティー−ニス インターナショナル・マイク
ロウェーブ・シンポジウム・ダイジェスト（１９８４Ｉ
ＥＥＥ ＭＴＴ−３ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＭｉｃ
ｒｏｗａｖｅ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ Ｄｉｇｅｓｔ）第
２７７〜２７９頁（以ド資料１という）に開ボされた方
法があるが、後述するところから明らかになるように本
発明は、これとは異なる思想に基く。
しては、例えば１９８４アイ・イー・イー・イー エム
・ティー・ティー−ニス インターナショナル・マイク
ロウェーブ・シンポジウム・ダイジェスト（１９８４Ｉ
ＥＥＥ ＭＴＴ−３ＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＭｉｃ
ｒｏｗａｖｅ Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ Ｄｉｇｅｓｔ）第
２７７〜２７９頁（以ド資料１という）に開ボされた方
法があるが、後述するところから明らかになるように本
発明は、これとは異なる思想に基く。
本発明は、例えば第１図に不ずように強磁性共鳴素子＋
１１と、この強磁性共鳴素子（１）に直流バイアス磁界
を印加する電磁石（２）と、強磁性共鳴素子（１）の温
度を検出する温度検出素子（３）と、この温度検出素子
（３）によって検出された強磁性共鳴素子（１１の温度
に応じて電磁石（２）に補償電流を供給する補償電流供
給に係わる回路（４）とを設ける。
１１と、この強磁性共鳴素子（１）に直流バイアス磁界
を印加する電磁石（２）と、強磁性共鳴素子（１）の温
度を検出する温度検出素子（３）と、この温度検出素子
（３）によって検出された強磁性共鳴素子（１１の温度
に応じて電磁石（２）に補償電流を供給する補償電流供
給に係わる回路（４）とを設ける。
本発明においては、温度検出素子（３）によっζ得た強
磁性共鳴素子ｆｉｔの温度に応じた検出出力によって補
償電流供給に係わる回路（４）から所要の補償電流を電
磁石（２）に供給することによって前記（１）式の温度
依存性を有する項を排除できるようにして温度による共
鳴周波数ｆの変動を回避する。
磁性共鳴素子ｆｉｔの温度に応じた検出出力によって補
償電流供給に係わる回路（４）から所要の補償電流を電
磁石（２）に供給することによって前記（１）式の温度
依存性を有する項を排除できるようにして温度による共
鳴周波数ｆの変動を回避する。
更に第１図を参照して本発明の一実施例を説明する。図
リボ、（２ｏ）は強磁性共鳴素子（１）を有する強磁性
共鳴装置本体を示す。この例では、装置本体（２０）に
、夫々内部軸心上に中央磁極（５Ｂ１）及び（５Ｂ２．
）を有する対の夫々例えば磁性フェライトより成る壺型
の磁気コア（５八１）及び（５Δ２）が突き合わされて
成る磁気回路（５）が設けられている。
リボ、（２ｏ）は強磁性共鳴素子（１）を有する強磁性
共鳴装置本体を示す。この例では、装置本体（２０）に
、夫々内部軸心上に中央磁極（５Ｂ１）及び（５Ｂ２．
）を有する対の夫々例えば磁性フェライトより成る壺型
の磁気コア（５八１）及び（５Δ２）が突き合わされて
成る磁気回路（５）が設けられている。
電磁石（２）は、磁気回路（５）の例えば両コア（５／
ｈ）及び（５八２）の中央磁極（５Ｂ１ ）及び（５＋
ｈ）に、夫々巻数Ｎ１及びＮ２を有する周波数制御用コ
イル（６）及び温度補償用コイル（７）を巻装して成る
。
ｈ）及び（５八２）の中央磁極（５Ｂ１ ）及び（５＋
ｈ）に、夫々巻数Ｎ１及びＮ２を有する周波数制御用コ
イル（６）及び温度補償用コイル（７）を巻装して成る
。
強磁性共鳴素子（１）、例えばＹＩＧ薄股素子は、磁気
回路（５）中の、両中央磁極（５１１１）及び（５Ｂ２
）間に形成された間隔／（Ｈを有する磁気ギヤツブｇ内
に配置される。
回路（５）中の、両中央磁極（５１１１）及び（５Ｂ２
）間に形成された間隔／（Ｈを有する磁気ギヤツブｇ内
に配置される。
そして、この強磁性共鳴素子（１）の熱的近傍位置に温
度検出素子（３）、例えばサーミスタを配置する。
度検出素子（３）、例えばサーミスタを配置する。
電磁石（２）の周波数制御用コイル（６）には、’ｒｉ
Ｊ変電流源（図承せず）が接続され、コイル（６）に対
する通電電流１１の制御によって共鳴素子（１１に対す
る直流バイアス印加磁界を選定してその共鳴周波数、す
なわち使用周波数の選定を行うようになされている。
Ｊ変電流源（図承せず）が接続され、コイル（６）に対
する通電電流１１の制御によって共鳴素子（１１に対す
る直流バイアス印加磁界を選定してその共鳴周波数、す
なわち使用周波数の選定を行うようになされている。
温度補償用コイル（７）には、補償電流供給に係わる回
路（４）が接続される。
路（４）が接続される。
この回路（４）は、例えば温度検出素子（３）から得た
強磁性共鳴素子Ｔｌｌの温度による検出電圧、すなゎち
アナログ信号をディジタル化するＡ／Ｄコンバータ（８
）に供給し、これよりのデジタル化された温度データを
ＲＯＭ （リードオンリーメモリー）（９）のデータ
バスに加えるようになされている。このＲＯＭ（９）に
は、予め温度補償データがν）き込まれているものであ
り、これによりｌｌ０Ｍ ＋９１のデータバスからは温
度に対応した補償データが出てくる。この補償データは
、Ｄ／Ａコンバーク（１ｏ）を通じてこれよりアナログ
データに変換し、このデータを必要に応じて、データ間
の変化をゆるやかにする、すなわち量子間遷移を平滑化
するローパスフィルり（１１）を通した後、電流ドライ
バ（１２）に供給し、温度補償用コイル（７）に補償電
流■２の通電を行うようになされている。
強磁性共鳴素子Ｔｌｌの温度による検出電圧、すなゎち
アナログ信号をディジタル化するＡ／Ｄコンバータ（８
）に供給し、これよりのデジタル化された温度データを
ＲＯＭ （リードオンリーメモリー）（９）のデータ
バスに加えるようになされている。このＲＯＭ（９）に
は、予め温度補償データがν）き込まれているものであ
り、これによりｌｌ０Ｍ ＋９１のデータバスからは温
度に対応した補償データが出てくる。この補償データは
、Ｄ／Ａコンバーク（１ｏ）を通じてこれよりアナログ
データに変換し、このデータを必要に応じて、データ間
の変化をゆるやかにする、すなわち量子間遷移を平滑化
するローパスフィルり（１１）を通した後、電流ドライ
バ（１２）に供給し、温度補償用コイル（７）に補償電
流■２の通電を行うようになされている。
このような構成では、強磁性共鳴素子（１）に与えられ
る磁界、すなわち磁気ギャップｇにおけるギャップ磁界
Ｈｇは、 となる。
る磁界、すなわち磁気ギャップｇにおけるギャップ磁界
Ｈｇは、 となる。
そし゛Ｃ１強磁性共鳴素子（１）に対して、これの温度
変動に基く共鳴周波数の変動を補償するための補償電流
供給に係わる回路（４）からの温度補償コイル（７）へ
の補償電流Ｉ２は、前記＋１１式の温度変動項を補償す
るように次式が成立するように選定される。
変動に基く共鳴周波数の変動を補償するための補償電流
供給に係わる回路（４）からの温度補償コイル（７）へ
の補償電流Ｉ２は、前記＋１１式の温度変動項を補償す
るように次式が成立するように選定される。
＝ （Ｎｚ−Ｎ丁） ・ ４ π Ｍｓ（Ｔ
）４ｇ ・・・・（３） このようにすれば、＋１１． ＋２１． （３１式より
強磁性共鳴素子ｉｌ＋の共鳴周波数ｆは、 γＮ１１１ ｒ −− ａｇ ・・・・（４）となり、温度変
動項が排除されるので、共鳴周波数ｆは、周波数制御用
コイル（６）への通電電流１１で一意的に選定すること
ができることになる。
）４ｇ ・・・・（３） このようにすれば、＋１１． ＋２１． （３１式より
強磁性共鳴素子ｉｌ＋の共鳴周波数ｆは、 γＮ１１１ ｒ −− ａｇ ・・・・（４）となり、温度変
動項が排除されるので、共鳴周波数ｆは、周波数制御用
コイル（６）への通電電流１１で一意的に選定すること
ができることになる。
そして、この（４）式が成立つような補償電流■２を回
路（４）からとり出すためには、前述したようにＲＯＭ
＋９１に予め補償データを書き込んでおく。このデー
タは、例えば強磁性共鳴素子（１）を、一定周波数ｆｓ
例えばｆｓ＝ １．８ＧＩ（ｚで動作させる。この動作
周波数は、ネットワークアナライザで検出しているもの
であり、この状態で所定の温度を与えてこの時の共鳴周
波数ｆＯが、ｆｏ＝ ｆｓ＝ １．８ＧＨｚになるよう
な温度？ｄｉ償用コイル（７）に電流を流すデジタルデ
ータを探し、これとこのときの検出された温度のデジタ
ルデータを１：１に対応させてＲＯＭに記憶すなわち書
き込む。この操作を、使用温度範囲に亘って変化させた
各温度子で行ってＲＯＭに書き込む。
路（４）からとり出すためには、前述したようにＲＯＭ
＋９１に予め補償データを書き込んでおく。このデー
タは、例えば強磁性共鳴素子（１）を、一定周波数ｆｓ
例えばｆｓ＝ １．８ＧＩ（ｚで動作させる。この動作
周波数は、ネットワークアナライザで検出しているもの
であり、この状態で所定の温度を与えてこの時の共鳴周
波数ｆＯが、ｆｏ＝ ｆｓ＝ １．８ＧＨｚになるよう
な温度？ｄｉ償用コイル（７）に電流を流すデジタルデ
ータを探し、これとこのときの検出された温度のデジタ
ルデータを１：１に対応させてＲＯＭに記憶すなわち書
き込む。この操作を、使用温度範囲に亘って変化させた
各温度子で行ってＲＯＭに書き込む。
上述したように、本発明装置によれば、温度補償用コイ
ル（７）と、これに強磁性共鳴素子（１）の温度に応じ
た補償電流Ｉ２を供給する補償電流供給に係わる回路（
４）とを設けることによ−、て、共鳴周波数の温度によ
って変動が生じる要因項を完全に除去することができる
ものであるが、特に−上述したように成る一定周波数ｆ
ｓで温度に依らず、この周波数ｆｓで動作するようにＲ
ＯＭデータを決定しておけば、これを広帯域周波数可変
装置として使用した場合でも温度変動は動作周波数に依
らず除去されるものであり、このことは、＋１）式の共
鳴周波数とギャップ磁界、すなわちバイアス磁界とコイ
ル電流との関係で成立している線形性により始めて可能
になることであり、この点に１つの特徴がある。
ル（７）と、これに強磁性共鳴素子（１）の温度に応じ
た補償電流Ｉ２を供給する補償電流供給に係わる回路（
４）とを設けることによ−、て、共鳴周波数の温度によ
って変動が生じる要因項を完全に除去することができる
ものであるが、特に−上述したように成る一定周波数ｆ
ｓで温度に依らず、この周波数ｆｓで動作するようにＲ
ＯＭデータを決定しておけば、これを広帯域周波数可変
装置として使用した場合でも温度変動は動作周波数に依
らず除去されるものであり、このことは、＋１）式の共
鳴周波数とギャップ磁界、すなわちバイアス磁界とコイ
ル電流との関係で成立している線形性により始めて可能
になることであり、この点に１つの特徴がある。
また、この場合の共鳴周波数の温度変動の補償は、共鳴
周波数を制御しているギャップ磁界それ自身に直接的に
、すなわち強磁性共鳴素子（１）へのバイアス磁界に直
接的にフィードバックしている点に他の１つの特徴があ
る。
周波数を制御しているギャップ磁界それ自身に直接的に
、すなわち強磁性共鳴素子（１）へのバイアス磁界に直
接的にフィードバックしている点に他の１つの特徴があ
る。
上述した実施例においては前記＋１１式における強磁性
共鳴素子（１）の飽和磁化４πＭｓに依存した全体につ
いての温度補償をしたものであるが、この飽和磁化の温
度変動分だけを補償するような構成とすることもできる
。すなわち、強磁性共鳴素子の飽和磁界４πＭｓ（Ｔ）
は、固定分４πＭＳ０と温度変動分Δ４πＭｓ（Ｔ）と
に分けることができることから（１）は下記（５）式に
変形することができる。
共鳴素子（１）の飽和磁化４πＭｓに依存した全体につ
いての温度補償をしたものであるが、この飽和磁化の温
度変動分だけを補償するような構成とすることもできる
。すなわち、強磁性共鳴素子の飽和磁界４πＭｓ（Ｔ）
は、固定分４πＭＳ０と温度変動分Δ４πＭｓ（Ｔ）と
に分けることができることから（１）は下記（５）式に
変形することができる。
ｆ＝γ （）Ｉｇ −（ＮＺ−ＮＴ） ・４πＭｓ〇
−（Ｎｚ−ＮＴ）・Δ４πＭｓ（Ｔ））・・・・（５） そして、前記（３）式のかわりに）記（６）式となるよ
うに補償電流Ｉ２を決めれば、前記（２）。
−（Ｎｚ−ＮＴ）・Δ４πＭｓ（Ｔ））・・・・（５） そして、前記（３）式のかわりに）記（６）式となるよ
うに補償電流Ｉ２を決めれば、前記（２）。
（５１，（６１式より共鳴周波数ｆは次式（７）で表わ
されることになる。
されることになる。
×４πＭｓＯによって単純に周波数制御電流Ｔ＋に比例
する形にはならないが、温度には依存せず周波数制御電
流１１により一意的に決まることは前述の実施例と同じ
となる。
する形にはならないが、温度には依存せず周波数制御電
流１１により一意的に決まることは前述の実施例と同じ
となる。
第３図、第４図及び第５図は、本発明装置による０、８
ＧＨ１〜２．８０ＩＩｚの周波数可変型ＹＩＧバンドパ
スフィルタについて、温度補償１？ＯＭデータを１．８
ＧＨｚで決定し、１．８ＧＨｚ、、 ０．８ＧＩＩｚ及
び２．８ＧＨｚの各周波数で温度補償したときの０〜７
０℃の間でその温度を往復変化させた場合の中心周波数
を測定した結果を示したものである。
ＧＨ１〜２．８０ＩＩｚの周波数可変型ＹＩＧバンドパ
スフィルタについて、温度補償１？ＯＭデータを１．８
ＧＨｚで決定し、１．８ＧＨｚ、、 ０．８ＧＩＩｚ及
び２．８ＧＨｚの各周波数で温度補償したときの０〜７
０℃の間でその温度を往復変化させた場合の中心周波数
を測定した結果を示したものである。
そして、第８図は温度補償を行わなかった場合の同様に
０〜７０℃に往復変動させた場合の中心周波数１．８Ｇ
Ｈｚに選定した場合のその周波数変化の測定結果を示す
ものである。第８図と第３図〜第５図を比較して明らか
なように温度補償を行わない場合において±３６９ＭＨ
ｚの変動を示したのに比し第３図においては±６．７Ｍ
Ｈｚ、第４図においては±７ 、 ＯＭＩＩｚ 。
０〜７０℃に往復変動させた場合の中心周波数１．８Ｇ
Ｈｚに選定した場合のその周波数変化の測定結果を示す
ものである。第８図と第３図〜第５図を比較して明らか
なように温度補償を行わない場合において±３６９ＭＨ
ｚの変動を示したのに比し第３図においては±６．７Ｍ
Ｈｚ、第４図においては±７ 、 ＯＭＩＩｚ 。
第５図においては±９．９ＭＨｚという格段にその変動
が改善されていることがわかる。
が改善されていることがわかる。
また、第６図は０．８ＧＨｚから２．８ＧＨ７まで周波
数掃引したときの線形からのずれを０℃、３０℃、６０
°Ｃの各温度で測定した結果を夫々白丸印、黒丸印及び
三角印で示し、広帯域周波数可変装置として使用した場
合でも温度による周波数変動が±５ＭＩＩｚ以内に収ま
っていることが確められた。
数掃引したときの線形からのずれを０℃、３０℃、６０
°Ｃの各温度で測定した結果を夫々白丸印、黒丸印及び
三角印で示し、広帯域周波数可変装置として使用した場
合でも温度による周波数変動が±５ＭＩＩｚ以内に収ま
っていることが確められた。
また、第２図は本発明装置の他の例の構成図を示すもの
でこの例においては電磁イ１（２）を構成するコイルを
第１図で説明したように周波数制御用コイル（６）と温
度補償用コイルとに分離せずに１つのコイル（６７）に
よって構成した場合で、この第２図において第１図と対
応する部分には同一符号を付して重複説明を省略するも
のであるが、この場合においてはローパスフィルタ（１
１）から得られた温度補償電圧Ｖ２を加算器（１３）に
おい゛ζ周周波数制御用コイル加算した電圧（Ｖｌ、＋
Ｖ２）を電流ドライバー（１２）によって電流（１１＋
１２）としてごれをコイル（６７）に通電するようにし
た場合で、この場合におい”ζも（２１、（３１、（４
）式のＮ１゜Ｎ２をコイルの全巻数Ｎに置き換えること
によって第１図で説明した実施例で述べた動作原理がそ
のまま成立するものであって、共鳴周波数ｆは温度に依
存せず制御電圧Ｖ１により１次的に決定されるものであ
る。
でこの例においては電磁イ１（２）を構成するコイルを
第１図で説明したように周波数制御用コイル（６）と温
度補償用コイルとに分離せずに１つのコイル（６７）に
よって構成した場合で、この第２図において第１図と対
応する部分には同一符号を付して重複説明を省略するも
のであるが、この場合においてはローパスフィルタ（１
１）から得られた温度補償電圧Ｖ２を加算器（１３）に
おい゛ζ周周波数制御用コイル加算した電圧（Ｖｌ、＋
Ｖ２）を電流ドライバー（１２）によって電流（１１＋
１２）としてごれをコイル（６７）に通電するようにし
た場合で、この場合におい”ζも（２１、（３１、（４
）式のＮ１゜Ｎ２をコイルの全巻数Ｎに置き換えること
によって第１図で説明した実施例で述べた動作原理がそ
のまま成立するものであって、共鳴周波数ｆは温度に依
存せず制御電圧Ｖ１により１次的に決定されるものであ
る。
上述した各側における強磁性共鳴装置本体（２０）はそ
の強磁性共鳴素子（１）に電磁石（２）による磁界のみ
を印加する構成とした場合であるが、強磁性共鳴素子（
１）に対する磁界を永久磁石による固定磁界と電磁石に
よる温度補償磁界を与える構造とした固定周波数型強磁
性共鳴装置に本発明を適用することもできる。この場合
の強磁性共鳴装置本体（２０）の構成の一例を第７図に
示す。第７図において第１図と対応する部分には同一符
号を付し”ζ重複説明を省略するが、この例においては
磁気回路（５）を構成する両磁気コア（５Ａ１） 、
（５Ａ２ ）の中央磁極（５Ｂ１）及び（５Ｂ２）の
先端に永久磁石（１４）を配置して両永久磁石（１４）
間の磁気ギャップに強磁性共鳴素子（１）を配置した構
成とした場合である。
の強磁性共鳴素子（１）に電磁石（２）による磁界のみ
を印加する構成とした場合であるが、強磁性共鳴素子（
１）に対する磁界を永久磁石による固定磁界と電磁石に
よる温度補償磁界を与える構造とした固定周波数型強磁
性共鳴装置に本発明を適用することもできる。この場合
の強磁性共鳴装置本体（２０）の構成の一例を第７図に
示す。第７図において第１図と対応する部分には同一符
号を付し”ζ重複説明を省略するが、この例においては
磁気回路（５）を構成する両磁気コア（５Ａ１） 、
（５Ａ２ ）の中央磁極（５Ｂ１）及び（５Ｂ２）の
先端に永久磁石（１４）を配置して両永久磁石（１４）
間の磁気ギャップに強磁性共鳴素子（１）を配置した構
成とした場合である。
またこの場合、両中央磁極（５Ｂ１）及び（５Ｂ２ ）
ｂ に総巻数Ｎのコイル（６７）を巻装Ｕ７、これに電流Ｉ
を供給するものである。この場合における共鳴周波数ｆ
は、下記（８）式で与えられる。
ｂ に総巻数Ｎのコイル（６７）を巻装Ｕ７、これに電流Ｉ
を供給するものである。この場合における共鳴周波数ｆ
は、下記（８）式で与えられる。
ｆ−７（１１ｇ（Ｔ） −（Ｎｚ−ＮＴ） ・４．ｙ
ｒＭｓ（Ｔ） ）・・・・（８） この場合、ギヤツブ磁界すなわち強磁性共鳴素子（１）
に与えられる磁界Ｈｇは、 （ここに、βｍ、 Ｂｒ及びμｒは夫々永久磁石（１４
）の厚さ、レマネンス及びリコイル透磁率）となる。
ｒＭｓ（Ｔ） ）・・・・（８） この場合、ギヤツブ磁界すなわち強磁性共鳴素子（１）
に与えられる磁界Ｈｇは、 （ここに、βｍ、 Ｂｒ及びμｒは夫々永久磁石（１４
）の厚さ、レマネンス及びリコイル透磁率）となる。
このＢｒを固定分ＢｒＯと温度による変動分とに分ける
と、 ・・・・（１０） となる。
と、 ・・・・（１０） となる。
また、強磁性共鳴素子（１）の飽和磁化４πＭｓ（Ｔ）
についても、固定分４πＭｓＯと温度による変動分Δ４
πＭｓ（Ｔ）とに分けることができる。すなわら、 ４ πＭｓ （Ｔ） ＝ ４ πＭｓＯ＋Δ４πＭｓ
（Ｔ）・・・・ （１１） となる。（１０）及び（１１）式より（８）式はμｒβ
ｇ ｎｇ −（Ｎｚ−ＮＴ）・Δ４πＭｓ（Ｔ））・・・・（１２
） したがって、この場合、前述した回路（４）によって、
コイル（６７）への通電電流■として、・・・・（１３
） の式が成り立つように供給すれば、（１２）式における
第３項以下が排除され、共鳴周波数ｆは、１日 となり、温度に依存しない一定の周波数として）。
についても、固定分４πＭｓＯと温度による変動分Δ４
πＭｓ（Ｔ）とに分けることができる。すなわら、 ４ πＭｓ （Ｔ） ＝ ４ πＭｓＯ＋Δ４πＭｓ
（Ｔ）・・・・ （１１） となる。（１０）及び（１１）式より（８）式はμｒβ
ｇ ｎｇ −（Ｎｚ−ＮＴ）・Δ４πＭｓ（Ｔ））・・・・（１２
） したがって、この場合、前述した回路（４）によって、
コイル（６７）への通電電流■として、・・・・（１３
） の式が成り立つように供給すれば、（１２）式における
第３項以下が排除され、共鳴周波数ｆは、１日 となり、温度に依存しない一定の周波数として）。
えられる。
上述したように本発明によれば、固定周波数型の強磁性
共鳴装置はもとより広帯域周波数可変型の強磁性共鳴装
置に対し゛（も温度依存性の改善が図られ、温度変動に
基づく周波数変動が効果的に回避される。
共鳴装置はもとより広帯域周波数可変型の強磁性共鳴装
置に対し゛（も温度依存性の改善が図られ、温度変動に
基づく周波数変動が効果的に回避される。
そして、本発明装置によれば前述したように共鳴周波数
の温度変動の補償を強磁性共鳴素子が配置されたギャッ
プ磁界に直接的にフィードバックして、その補償を行う
ようにしているもので、例えば冒頭に挙げた公知資料１
におけるように、誘電体共振器を用いた発振器の温度変
動を補償するのに発振周波数を制御している誘電体共振
器そのものにフィードバックする方式がとられず、バラ
クタダイオードのような別の周波数制御素子を設けて、
これにフィードバックする構成をとるものとは原理的に
相違するものであり、その構成が格［９ 段に簡略化されるものである。また、前述したようにＲ
ＯＭデータを用いる場合は、一定周波数ｆｓで動作する
ようにｌ？ＯＭデータを決定するのみで広帯域周波数可
変装置として使用した場合でも温度変動は動作周波数に
よらず除去されるものであるが、このことはｆｉ１式の
共鳴周波数とギャップ磁界すなわちバイアス磁界とコイ
ル電流との関係で成立している線形性によって始めて可
能であることであり、これは磁気共鳴素子に特をな原理
に基づいているということができる。したがって上述し
た資料１のバラクタダイオードを用いた周波数可変装置
、例えばＶＣＯ（電圧制御発振器）などのように周波数
と電圧との間の線形性が成立しない場合を対象とするも
のではなく、磁気共鳴装置特有の原理を利用したもので
あゲどここに本発明が特有性を有する。
の温度変動の補償を強磁性共鳴素子が配置されたギャッ
プ磁界に直接的にフィードバックして、その補償を行う
ようにしているもので、例えば冒頭に挙げた公知資料１
におけるように、誘電体共振器を用いた発振器の温度変
動を補償するのに発振周波数を制御している誘電体共振
器そのものにフィードバックする方式がとられず、バラ
クタダイオードのような別の周波数制御素子を設けて、
これにフィードバックする構成をとるものとは原理的に
相違するものであり、その構成が格［９ 段に簡略化されるものである。また、前述したようにＲ
ＯＭデータを用いる場合は、一定周波数ｆｓで動作する
ようにｌ？ＯＭデータを決定するのみで広帯域周波数可
変装置として使用した場合でも温度変動は動作周波数に
よらず除去されるものであるが、このことはｆｉ１式の
共鳴周波数とギャップ磁界すなわちバイアス磁界とコイ
ル電流との関係で成立している線形性によって始めて可
能であることであり、これは磁気共鳴素子に特をな原理
に基づいているということができる。したがって上述し
た資料１のバラクタダイオードを用いた周波数可変装置
、例えばＶＣＯ（電圧制御発振器）などのように周波数
と電圧との間の線形性が成立しない場合を対象とするも
のではなく、磁気共鳴装置特有の原理を利用したもので
あゲどここに本発明が特有性を有する。
第１図及び第２図は本発明による強磁性共鳴装置の各側
の構成図、第３図ないし第５図は温度変化に対する中心
周波数の変化を測定した曲線図、第６図は温度による線
形からのずれを測定した周波数変動測定結果を示す図、
第７図は本発明装置の他の例の強磁性共鳴装置本体の構
成図、第８図は温度補償がなされない強磁性共鳴装置の
温度変動に対する周波数変動の測定曲線図である。 （２０）は強磁性共鳴装置本体、（１）は強磁性共鳴ヤ
千、（２）は電磁石、（３）は温度検出素子、（４）は
補償電流の供給に係わる回路、（５）は磁気回路、（６
）は周波数制御用コイル、（７）は温度補償用コイルで
ある。
の構成図、第３図ないし第５図は温度変化に対する中心
周波数の変化を測定した曲線図、第６図は温度による線
形からのずれを測定した周波数変動測定結果を示す図、
第７図は本発明装置の他の例の強磁性共鳴装置本体の構
成図、第８図は温度補償がなされない強磁性共鳴装置の
温度変動に対する周波数変動の測定曲線図である。 （２０）は強磁性共鳴装置本体、（１）は強磁性共鳴ヤ
千、（２）は電磁石、（３）は温度検出素子、（４）は
補償電流の供給に係わる回路、（５）は磁気回路、（６
）は周波数制御用コイル、（７）は温度補償用コイルで
ある。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （ａ）強磁性共鳴素子と、 （ｂ）該強磁性共鳴素子に直流バイアス磁界を印加する
電磁石と、 （ｃ）上記強磁性共鳴素子の温度を検出する温度検出素
子と、 （ｄ）該温度検出素子によって検出された上記強磁性共
鳴素子の温度に応じて上記電磁石に補償電流を供給する
回路とを有することを特徴とする強磁性共鳴装置。
Priority Applications (7)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61231004A JPS6384301A (ja) | 1986-09-29 | 1986-09-29 | 強磁性共鳴装置 |
| CA000547717A CA1276697C (en) | 1986-09-29 | 1987-09-24 | Ferromagnetic resonator having temperature compensation means using pre-coded compensation data |
| GB8722556A GB2197545B (en) | 1986-09-29 | 1987-09-25 | Ferromagnetic resonators |
| KR1019870010771A KR960000138B1 (ko) | 1986-09-29 | 1987-09-28 | 강자성 공명 장치 |
| US07/101,646 US4755780A (en) | 1986-09-29 | 1987-09-28 | Ferromagnetic resonator having temperature compensation means using pre-coded compensation data |
| FR878713460A FR2604575B1 (fr) | 1986-09-29 | 1987-09-29 | Resonateur ferromagnetique comportant un moyen de compensation de temperature qui utilise des donnees de compensation precodees |
| DE3732794A DE3732794C2 (de) | 1986-09-29 | 1987-09-29 | Ferromagnetischer Resonator mit einer Temperatur-Kompensationseinrichtung unter Verwendung vorkodierter Kompensationsdaten |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61231004A JPS6384301A (ja) | 1986-09-29 | 1986-09-29 | 強磁性共鳴装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6384301A true JPS6384301A (ja) | 1988-04-14 |
Family
ID=16916727
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61231004A Pending JPS6384301A (ja) | 1986-09-29 | 1986-09-29 | 強磁性共鳴装置 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4755780A (ja) |
| JP (1) | JPS6384301A (ja) |
| KR (1) | KR960000138B1 (ja) |
| CA (1) | CA1276697C (ja) |
| DE (1) | DE3732794C2 (ja) |
| FR (1) | FR2604575B1 (ja) |
| GB (1) | GB2197545B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0281407A (ja) * | 1988-09-16 | 1990-03-22 | Jeol Ltd | 磁場発生装置 |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3834984A1 (de) * | 1988-10-14 | 1990-04-19 | Leybold Ag | Einrichtung zur erzeugung von elektrisch geladenen und/oder ungeladenen teilchen |
| GB2235339B (en) * | 1989-08-15 | 1994-02-09 | Racal Mesl Ltd | Microwave resonators and microwave filters incorporating microwave resonators |
| DE3930985A1 (de) * | 1989-09-16 | 1991-04-04 | Wandel & Goltermann | Schaltungsanordnung mit einem magnetfeldgesteuerten resonator |
| KR960015366B1 (ko) * | 1993-09-17 | 1996-11-09 | 엘지전자 주식회사 | 인버터 조리기의 보온온도 보상방법 및 장치 |
| DE19620594A1 (de) * | 1996-05-22 | 1997-11-27 | Sel Alcatel Ag | Resonator für elektromagnetische Wellen mit einer Stabilisierungseinrichtung und Verfahren zum Stabilisieren der Resonatorlänge |
| KR100361938B1 (ko) * | 2000-08-18 | 2002-11-22 | 학교법인 포항공과대학교 | 유전체 기판의 공진장치 |
| DE10116880B4 (de) * | 2001-04-04 | 2010-12-16 | Rohde & Schwarz Gmbh & Co. Kg | Verfahren zum Optimieren des Frequenzaufbereitungszuges eines Hochfrequenz-Überlagerungsempfänger |
| DE102004056263B4 (de) * | 2004-11-22 | 2007-12-06 | Rohde & Schwarz Gmbh & Co. Kg | Vorrichtung zur differenzierten Einstellung des Magnetfeldes in einem YIG-Filter |
| DE102004056502B4 (de) * | 2004-11-23 | 2008-04-10 | Rohde & Schwarz Gmbh & Co. Kg | Vorrichtung zur Temperaturkompensation in einem Mikrowellen-Filter oder Mikrowellen-Oszillator mit Messung des Gleichstromwiderstandes |
| DE102004056505B4 (de) * | 2004-11-23 | 2008-04-10 | Rohde & Schwarz Gmbh & Co Kg | Vorrichtung zur Temperaturkompensation in einem Mikrowellen-Filter oder Mikrowellen-Oszillator mit Hilfsspule |
| DE102004056503B4 (de) * | 2004-11-23 | 2008-04-10 | Rohde & Schwarz Gmbh & Co. Kg | Vorrichtung zur Temperaturkompensation in einem Mikrowellen-Filter oder Mikrowellen-Oszillator mit Temperaturfühler |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2301930A1 (fr) * | 1975-02-24 | 1976-09-17 | Labo Cent Telecommunicat | Perfectionnement aux dispositifs de commande de dephaseurs a ferrite |
| DE3339870A1 (de) * | 1983-11-04 | 1985-05-15 | Licentia Patent-Verwaltungs-Gmbh, 6000 Frankfurt | Anordnung zur kompensation der thermischen drift von mikrowellenoszillatoren |
| JPS60189205A (ja) * | 1984-03-08 | 1985-09-26 | Sony Corp | 磁気装置 |
| JPH0628332B2 (ja) * | 1984-06-05 | 1994-04-13 | ソニー株式会社 | 受信機 |
| FR2573923B1 (fr) * | 1984-11-26 | 1986-12-19 | Adret Electronique | Generateur d'un champ magnetique variable stabilise en temperature et son application aux oscillateurs et filtres a billes de grenat de fer et d'yttrium |
-
1986
- 1986-09-29 JP JP61231004A patent/JPS6384301A/ja active Pending
-
1987
- 1987-09-24 CA CA000547717A patent/CA1276697C/en not_active Expired - Lifetime
- 1987-09-25 GB GB8722556A patent/GB2197545B/en not_active Expired - Lifetime
- 1987-09-28 US US07/101,646 patent/US4755780A/en not_active Expired - Lifetime
- 1987-09-28 KR KR1019870010771A patent/KR960000138B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1987-09-29 DE DE3732794A patent/DE3732794C2/de not_active Expired - Fee Related
- 1987-09-29 FR FR878713460A patent/FR2604575B1/fr not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0281407A (ja) * | 1988-09-16 | 1990-03-22 | Jeol Ltd | 磁場発生装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR880004596A (ko) | 1988-06-07 |
| FR2604575B1 (fr) | 1992-09-04 |
| GB2197545A (en) | 1988-05-18 |
| FR2604575A1 (fr) | 1988-04-01 |
| DE3732794A1 (de) | 1988-03-31 |
| KR960000138B1 (ko) | 1996-01-03 |
| CA1276697C (en) | 1990-11-20 |
| GB8722556D0 (en) | 1987-11-04 |
| GB2197545B (en) | 1990-06-20 |
| US4755780A (en) | 1988-07-05 |
| DE3732794C2 (de) | 1997-04-24 |
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