CN111883891A - 一种yig带通滤波器的高线性磁路结构 - Google Patents
一种yig带通滤波器的高线性磁路结构 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种YIG带通滤波器的高线性磁路结构，微波磁学器件领域，包括上磁路、下磁路及工作气隙，其特征在于：所述上磁路和下磁路的材料采用磁导率为25000～100000Gs/Oe、饱和磁通密度为1.5T～1.78T的铁镍合金材料，进一步优选采用非对称磁路结构；本发明实现了从2GHz到26.5GHz的多倍频程的高线性度调谐，线性度可以达到±7.9MHz，比普通2～26.5GHzYIG滤波器±35MHz的线性度小约±27MHz，线性度提高了约3倍，并且，还实现了小型化和轻量化，其技术发展和在多倍频程领域对目标信号的预选方面应用前景十分广阔。
Description
技术领域
本发明涉及微波磁学器件领域，尤其涉及一种YIG带通滤波器的高线性磁路结构。
背景技术
YIG带通滤波器是一类十分重要的电子元器件，在军民两个领域均有广泛应用。军用主要是电子战方面，民用主要是分析测量仪器方面。
YIG带通滤波器是基于铁磁共振原理制成的可大范围扫频调谐的滤波选频器件。按铁磁共振理论f0=γH0，磁场强度与铁磁共振频率基本上成正比关系，当改变外磁场时实际也就实现了频率调谐。
YIG带通滤波器的结构主要包括磁路、励磁线圈和射频耦合结构；其中，YIG带通滤波器的磁路由上磁路、下磁路与工作气隙所组成，磁路部分一般由软磁铁镍合金材料经机械加工并高温热处理而成，通过磁路内部安装的励磁线圈电流调节实现磁化场高低变化，从而满足军民两用对YIG器件的要求。
随着现代电子技术的快速发展，电子装备的宽频化经成为必然趋势，宽频化的高线性度YIG带通滤波器需求正日趋迫切。
但是，传统2～26.5GHzYIG滤波器磁路的缺点是：在2～26.5GHz范围内的线性度较低，大约为±35MHz，即，现有的2～26.5GHzYIG滤波器在减小磁路的线性方面没有进行针对性的设计，无法提供2～26.5GHz的高线性度磁场，无法满足宽频化电子装备对高线性度YIG调谐器件日趋迫切的大量需求。
发明内容
本发明的目的就在于提供一种YIG带通滤波器的高线性磁路结构，以解决上述问题。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是这样的：
一种YIG带通滤波器的高线性磁路结构，包括上磁路、下磁路及工作气隙，所述上磁路和下磁路的材料采用磁导率为25000～100000Gs/Oe、饱和磁通密度为1.5～1.78T的铁镍合金材料；
另外，优选铁镍合金材料采用较低的矫顽力Hc为4～16A/m；
本发明的发明人经过大量试验，发现磁路材料的性能，尤其是磁导率和饱和磁通密度对于2～26.5GHz宽频滤波器的线性影响较大，采用高磁导率和高饱和磁通密度的铁镍合金材料，可以显著提高磁路的调谐线性。究其原因，发明人证实：随着磁调谐器件工作点升高，特别是磁路部分点接近饱和时材料的磁导率μ值将急剧减小而引起磁路严重的非线性，因此高μ、高Bs材料是设计宽频磁调谐滤波器磁路的基本条件。
作为优选的技术方案：所述铁镍合金材料可以采用现有的合金材料，比如包括但不限于1J47或BYR48。
作为优选的技术方案：所述上磁路和下磁路为非对称结构。
相对于现有的对称磁路结构，比如本申请的申请人之前所申请的中国发明专利CN110070973A所公开的，本申请将上下对称的磁路进一步改进为非对称结构，可以进一步提高滤波器的线性度。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明实现了从2GHz到26.5GHz的多倍频程的高线性度调谐，线性度可以达到±7.9MHz，比普通2～26.5GHzYIG滤波器±35MHz的线性度小约±27MHz，线性度提高了约3倍，并且，还实现了小型化和轻量化，其技术发展和在多倍频程领域对目标信号的预选方面应用前景十分广阔。
附图说明
图1为本发明实施例1的磁路结构示意图；
图2为本发明实施例2的磁路结构示意图；
图3为本发明实施例2的磁路线性拟合示意图和线性计算结果图。
图中：1、上磁路；2、下磁路；3、工作气隙。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明作进一步说明。
实施例1：
参见图1，一种YIG带通滤波器的高线性磁路结构，包括上磁路1、下磁路2及位于二者之间的工作气隙1，所述上磁路1和下磁路2的材料采用磁导率为25000～100000Gs/Oe、饱和磁通密度为1.5～1.78T、矫顽力4～16A/m的铁镍合金材料；本实施例中，上磁路1、下磁路2为对称结构，体积约为55×55×45mm3，重量约800g。
表1给出了本实施例仅改进磁路材料的特性而引起的线性变化：
表1 改进磁路材料的特性而引起的线性变化结果
实施例2：
本实施例在实施例1的基础上，将上磁路1和下磁路2改进为非对称结构，见图2，本实施例的磁路线性计算结果见图3，从图3可以看出，本实施例的线性为±7.9MHz，另外，本实施例的磁路体积为45×45×35mm3，重量约500g。
对比例：
本对比例为中国发明专利CN110070973A的实施例1所公开的磁路，该磁路采用的材料为普通铁镍合金，其磁导率为25000Gs/Oe、饱和磁通密度为1.7T、矫顽力16A/m，本对比例由于采用了普通铁镍合金，并采用了普通的对称磁路，经过测试，其磁路线性为±35MHz。
另外，该磁路采用的材料改为性能优良的铁镍合金，其磁导率为100000Gs/Oe、饱和磁通密度为1.55T、矫顽力5A/m、电阻率ρ为0.4，经过测试，本对比例由于采用了性能优良的铁镍合金，并采用了普通的对称磁路，其磁路线性为±24MHz。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (3)
1.一种YIG带通滤波器的高线性磁路结构，包括上磁路、下磁路及工作气隙，其特征在于：所述上磁路和下磁路的材料采用磁导率为25000～100000Gs/Oe、饱和磁通密度为1.5～1.78T的铁镍合金材料。
2.根据权利要求1所述的一种YIG带通滤波器的高线性磁路结构，其特征在于：所述铁镍合金材料为1J47或BYR48。
3.根据权利要求1所述的一种YIG带通滤波器的高线性磁路结构，其特征在于：所述上磁路和下磁路为非对称结构。
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| CN202010690457.5A CN111883891A (zh) | 2020-07-17 | 2020-07-17 | 一种yig带通滤波器的高线性磁路结构 |
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2020
- 2020-07-17 CN CN202010690457.5A patent/CN111883891A/zh active Pending
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