CN1139322A - 信噪比增强器 - Google Patents

Abstract

一种易于获得增强特性的信噪比增强器10包括依次包括一条状GGG基片32的静磁波元件30。作为铁磁性基片的YIG薄膜34形成在GGG基片32的一主表面上。静磁波元件30配置在四个变换器16a至16d上。然后，第一静磁波滤波器由两个变换器16a和16b、静磁波元件30的一个端区30a和类似部分组成，第二静磁波滤波器由两个变换器16c和16d、静磁波元件30的另一个端区30b和类似部分组成。

Description

信噪比增强器

本发明涉及一种信噪比增强器，特别是一种具有用于限制输入信号中主信号幅度的第一静磁波滤波器和用于通过该主信号的第二静磁波滤波器，以改善该输入信号中主信号与噪声比(信噪比)的信噪比增强器。该信噪比增强器用于接收例如卫星广播信号。

日本专利公开平No.4-123502公开了一种常规信噪比增强器的实例。图8是这种常规信噪比增强实例的电路图。图8所示的信噪比增强器1包括一个输入端子2，该输入端子2与一个作为分隔器的方向耦合器3的输入端连接。该方向耦合器3将施加到输入端子2的输入信号分成一个几乎与输入信号电平相等的高电平信号和一个例如被衰减约30dB的低电平信号。

方向耦合器3的两个输出端分别连接到两个采用静磁表面波模式的静磁波滤波器4和5。这些静磁波滤波器4和5具有相同的选频非线性幅度限制特性。选频非线性幅度限制特性是指一种特性，即使频率为f1的信号超过饱和电平被限幅，当与频率f1不同的频率为f2的信号具有饱和电平或较低电平时，频率为f2的信号不被限幅。即，选频非线性幅度限制特性是指当每个频率中单独地发生超过饱和电平的信号时由所引起的饱和操作限幅的特性。一个静磁波滤波器4作为限制器，用于对从方向耦合器3输出的高电平信号中的高电平主信号限幅。此外，另一个静磁波滤波器5用于使从定向耦合器3输出的低电平信号通过。

静磁波滤波器4的一个输出端连接到衰减器6的一个输入端。衰减器6衰减静磁波滤波器4输出信号的电平。另一个静磁波滤波器5的一个输出端连接到延迟线7的一个输入端。延迟线8延迟从静磁波滤波器5输出的信号的相位。此外，衰减器6的输出端和延迟线7的输出端分别连接到作为组合器的方向耦合器8的两个输入端。方向耦合器8衰减从衰减器6输出的信号的电平，并将电平已经被衰减的信号和从延迟线7输出的信号组合。定向耦合器8的输出端连接到输出端子9。

因此，上述信噪比增强器1中，在输入端子2和输出端子9之间，第一信号通路由定向耦合器3、静磁波滤波器4、衰减器6和定向耦合器8组成，第二信号通路由定向耦合器3、静磁波滤波器5、延迟线7和方向耦合器8组成。

在该信噪比增强器1中，当一个包括一高电平主信号和频率不同于该主信号的频率并且电平低的低电平噪声的输入信号被施加到输入端子2时，定向耦合器3将该输入信号分成一个与输入信号几乎具有相同电平的高电平信号，和一个被衰减，例如30dB的低电平信号。此时，该高电平信号包括频率彼此不同的高电平主信号和低电平噪声，该低电平信号包括频率彼此不同的低电平主信号和低电平噪声。

在静磁波滤波器4中，虽然高电平信号中的信号由于其电平高而被限幅，由于噪声频率与主信号频率不同并且其电平低，因此高电平信号中的噪声不被限幅。另一方面，在静磁波滤波器5中，低电平信号中的主信号和噪声由于它们的电平低而未被限幅。另外，由于静磁波滤波器4和5中的插入损耗，高电平信号和低电平信号分别被略微衰减。

另外，衰减器6衰减从静磁波滤波器4输出的信号的电平，延迟线7延迟从另一个静磁波滤波器5输出的信号的相位。然后，由方向耦合器8衰减从衰减器6输出的信号的电平，并将电平已经被衰减的信号与延迟线7输出的信号组合。此时，衰减器6衰减从静磁波滤波器4输出的信号的电平，延迟线7延迟从另一个静磁波滤波器5输出的信号的相位，以使由定方耦合器8组合的两个信号中的噪声的电平相等而相位相反。从而使已经通过包括静磁波滤波器4的第一信号通路的噪声和已经通过包括静磁波滤波器5的第二信号通路的噪声在方向耦合器8中抵消。虽然通过第一信号通路的主信号被静磁波滤波器4限幅，而通过第二信号通路的主信号未被静磁波滤波器5限幅。因此，从方向耦合器8的输出端或输出端子9获得具有与被限幅的电平对应电平的主信号。从而通过信噪比增强器1改善输入信号的信噪比。

在该常规信噪比增强器1中，用两个铁磁性基片，例如YIG薄膜作为静磁波滤波器4和5。该铁磁性基片，例如YIG薄膜是通过液相生长一铁磁性材料，例如YIG形成晶片并通过切割该晶片构成的。此时，材料特性，例如两种铁磁性基片的回转磁共振线宽度△H和饱和磁化4πMs可根据被切割的晶片的区段而明显不同。因此，两种铁磁性基片的材料特性有许多情况下不同。

另外，因为难于在与相对于磁场方向相同的方向排列该铁磁性基片，例如两个YIG薄膜，因此难于施加相同的磁场。

如上所述，由于两种铁磁性基片的材料特性经常不同，并且难于向两个铁磁性基片施加相同磁场，很难构成两个具有相同输入/输出特性的静磁波滤波器，并且通过现有技术的信噪比增强器1很难获得好的增强特性。除此之外，由于必须将两个铁磁性基片形成在现有技术的信噪比增强器1中，其产量也较低

因此，本发明的一个主要目的是提供一种能够易于获得良好增强特性的信噪比增强器。

本发明的信噪比增强器包括一个第一静磁波滤波器，用于限制输入信号内主信号的幅度，和一个第二静磁波滤波器，用于通过该主信号，其特征在于在一个基底中形成一个作为第一静磁波滤波器的铁磁性基片和一个作为第二静磁波滤波器的铁磁性基片，以便在第一静磁波滤波器和第二静磁波滤波器中以与静磁波传播方向相同的方向延伸。

在本发明的信噪比增强器中，最好在铁磁性基片一端侧相对其纵向以一定间隔配置两个第一静磁波滤波器的变换器，在该铁磁性基片另一端侧相对其纵向以一定间隔配置两个第二静磁波滤波器的变换器，并形成一个静磁波吸收元件，用于通过下述原因相对于铁磁性基片纵向吸收该铁磁性基片中部的静磁波。

另外，本发明的信噪比增强器包括一个设置在第一静磁波滤波器和第二静磁波滤波器的前级的分配器，用于将输入信号分成第一信号和第二信号，将第一信号输出到第一静磁波滤波器并将第二信号输出到第二静磁波滤波器；一个设置在第一静磁波滤波器和第二静磁波滤波器的后级的组合器，用于将从第一静磁波滤波器输出的信号和第二静磁波滤波器输出的信号进行组合；电平调节装置，用于均衡由组合器组合的两个信号中噪声的电平，和相位调节装置，用于将两个信号中噪声的相位调节为相互反相。此时，该电平调节装置包括一个设置在该分配器和该第二静磁波滤波器之间的第一衰减器和一个设置在第一静磁波滤波器和组合器之间的第二衰减器，该相位调节装置包括一个设置在第二静磁波滤波器和组合器之间的移相器。

另外，本发明的信噪比增强器包括一个设置在第一静磁波滤波器和第二静磁波滤波器的前级的第一混合装置(hybrid set)，用于将输入信号分成第一信号和在宽带宽范围内具有第一相差的第二信号，将第一信号输出到第一静磁波滤波器并将第二信号输出到第二静磁波滤波器；一个设置在第一静磁波滤波器和第二静磁波滤波器的后级的第二混合装置，用于对从第一静磁波滤波器输出的信号和第二静磁波滤波器输出的信号在宽带宽范围内以第二相差进行组合；电平调节装置，用于均衡由第二装置组合的两个信号中噪声的电平；第一相差和第二相差之和是(2n＋1)×180度(n＝0，1，2，3，…)。应该指出，在此时，该电平调节装置包括，例如，一个设置在第一混合装置和该第二静磁波滤波器之间的第一衰减器，和一个设置在第一静磁波滤波器和第二混合装置之间的第二衰减器。

通过生长铁磁材料，例如YIG形成晶片和通过切割该晶片形成铁磁性基片，例如YIG薄膜，用作第一静磁波滤波器的铁磁性基片和用作第二静磁波滤波器的铁磁性基片形成在本发明的基底中，以使作为第一静磁波滤波器和第二静磁波滤波器的铁磁性基片在晶片中接近，并且使材料特性，例如铁磁性基片的回转磁共振线宽度△H和饱和磁化4πMs近似。

另外，在本发明中由于用作第一静磁波滤波器的铁磁性基片和用作第二静磁波滤波器的铁磁性基片被形成在一个基底中，以便在这些静磁波滤波器中使其以与静磁波传播方向相同的方向延伸，用作第一和第二静波滤波器的铁磁性基片被配置在与平行磁场方向相同的方向，并被施加相同的磁场。

如上所述，在本发明中，用作第一静磁波滤波器和第二静磁波滤波器的铁磁性基片的材料特性近似，并向用作第一静磁波滤波器和第二静磁波滤波器的铁磁性基片施加相同的磁场，以便简单构成具有相同输入/输出特性的两个静磁波滤波器，并易于获得良好的增强特性。

如上所述，根据本发明可以构成易于获得良好增强特性的信噪比增强器。

另外，由于用作第一静磁波滤波器的铁磁性基片和用作第二静磁波滤波器的铁磁性基片形成在本发明的信噪比增强器的基底中，一铁磁性基片即可，从而提供了产量。

在本发明中，当在铁磁性基片一端侧相对其纵向以一定间隔配置两个第一静磁波滤波器的变换器，在该铁磁性基片另一端侧相对其纵向以一定间隔配置两个第二静磁波滤波器的变换器，并相对于其纵向在铁磁性基片中部形成用于通过下述原因吸收静磁波的静磁波吸收元件时，该静磁波吸收元件吸收在其它情况下可能从第一静磁波滤波器传播到第二静磁波滤波器的静磁波和在其它情况下可能从第二静磁波滤波器传播到第一静磁波滤波器的静磁波，以防止第一静磁波滤波器和第二静磁波滤波器之间的静磁波在其它情况下可能产生的干扰。

另外，当本发明包括设置在第一静磁波滤波器和第二静磁波滤波器前级的分配器，用于将输入信号分成第一信号和第二信号，将第一信号输出到第一静磁波滤波器并将第二信号输出到第二静磁波滤波器；设置在第一静磁波滤波器和第二静波滤波器后级的组合器，用于对从第一静磁波滤波器输出的信号和第二静磁波滤器输出的信号进行组合；电平调节装置，用于均衡由组合器组合的两个信号中噪声的电平；和相位调节装置，用于将两个信号中噪声的相位调节为互为反相时，由该组合器组合的两个信号中的噪声电平被电平调节装置均衡，并且由该相位调节装置使它们的相位互为反相，从而可使这些噪声易于被抵消。结果是，进一步改善了信噪比。

另外，当本发明包括设置在第一静磁波滤波器和第二静磁波滤波器前级的第一混合装置，用于将输入信号分成第一信号和在宽带宽范围内具有第一相差的第二信号，将第一信号输出到第一静磁波滤波器并将第二信号输出到第二静磁波滤波器；设置在第一静磁波滤波器和第二静磁波滤波器后级的第二混合装置，用于将从第一静磁波滤波器输出的信号和第二静磁波滤波器输出的信号在宽带宽范围内以第二相差进行组合；和电平调节装置，用于均衡由第二混合装置组合的两个信号中噪声的电平；并且第一相差和第二相差之和是(2n＋1)×180度(n＝0，1，2，3，…)时，因为第一混合装置将输入信号分成第一信号在宽带宽范围中具有第一相差的第二信号，因此由第二混合装置组合的两个信号的相位变为反相，从第一静磁波滤波器输出到信号和从第二静磁波滤波器输出的信号由第二混合装置在宽带宽范围中以第二相差组合，并且第一相差和第二相差之和是(2n＋1)×180度(n＝0，1，2，3，…)。此外，由第二混合装置组合的两个信号中的噪声的电平被电平调节装置均衡。结果是，由第二混合装置组合的两个信号中的噪声易于被抵消。因此，具有宽工作频带的信噪比增强器超过对其希望的增强。此外，由于该信噪比增强器的工作频带宽，便于调节其工作频带，以使使用频率属于该工作频带内，并且只需很短时间调节该工作频带，除此之外，当温度变化时，即使出现波动该工作频带几乎不会偏离实际使用的频率。

本发明的上述和其它目的、特性和优点通过下面参考附图对优选实施例所做的详细描述将变的更加显而易见。

图1示出本发明一个实施例的平面示意图；

图2示出图1所示实施例主要部分的截面示意图；

图3示出本发明另一个实施例的平面示意图；

图4示出图3所示实施例的主视图；

图5示出图3所示实施例中使用的第一90度混合装置(第二90度混合装置)主要部分的平面图；

图6示出图3所示实施例中使用的第一90度混合装置(第二90度混合装置)主要部分的电路图；

图7示出图3所示实施例的电路图；

图8示出现有技术信噪比增强器一个实例的电路图。

图1是本发明一个实施例的平面示意图，图2是该实施例主要部分的截面示意图。该信噪比增强器10包括一个由介质材料，例如合成树脂和/或陶瓷制成的矩形衬底12。四个通孔14a、14b、14c和14d交替地对齐形成在衬底12上。

由四个线电极组成的四个变换器16a、16b、16c和16d以预定间隔平行地形成在衬底12的一个主表面上。此时，形成四个变换器16a至16d，使其从四个通孔14a至14d周围延伸。另外，两个拉伸电极18a和18b形成在衬底12的一个主表面上。

另外，一个分配器20，一个由例如一个电阻组成的第一衰减器22，一个由例如一个电阻组成的第二衰减器24，一个例如由一延迟线组成的移相器26和一个组合器28装配在衬底12的一个主表面上。

分隔器20将施加到输入端子21的输入信号分成分别出现在分配器20的第一和第二输出端的第一和第二信号(每个信号约为输入信号电平的一半)。分隔器20的输入端连接到一个输入端子21。分配器20的第一输出端连接到变换器16a。分配器20的第二输出端经拉伸电极18a连接到第一衰减器22的输入端。

第一衰减器22将从分配器20的第二输出端输出的第二信号衰减，例如30dB，以使该信号的电平明显小于未被衰减的第一信号。第一衰减器22的输出端连接变换器16c的一端。

第二衰减器24将输入到这里的信号的电平衰减，例如30dB。第二衰减器24的输入端连接变换器16b的一端。第一衰减器24的输出端经de18b连接组合器28的第一输入端。

移相器26调节输入到其中的信号的相位。移相器26的输入端连接变换器16d的一端，其输出端连接组合器28的第二输入端。

组合器28将从第二衰减器24输出的信号与从移相器26输出的信号组合。组合器28的输出端连接到输出端子29。

一个静磁波元件30被装配在衬底12一个主表面上的四个变换器15a至16d上。应该指出，四个变换器16a至16d的另一端分别经通孔14a至14d接地。

如图2所示，静磁波元件30包括带状GGG衬底32，YIG薄膜34作为铁磁性基片形成在GGG衬底32的一个主表面上。装配静磁波元件30，以使YIG薄膜34的表面朝向衬底12的一个主表面。此时，装配静磁波元件30，以使其一个端区30a朝向两个变换器16a和16b，另一个端区30b朝向另两个变换器16c和16d。应该指出，用于吸收YIG薄膜34中产生的多余静磁波的静磁波吸收元件36a、36b和36c分别相对于YIG薄膜34纵向装配在静磁波元件30的YIG薄膜34表面的一端、中端和另一端区。

另外，例如由铁氧体制成的永磁体38a和38b分别装配在衬底12两侧上，即装配在静磁波元件30的两侧上。此时，配置永磁体38a和38b，以便在变换器16a至16d延伸方向产生磁场。结果是，该磁场以变换器16a至16d延伸方向施加到静磁波元件30。因此，该静磁波元件30变成一个使用静磁表面波模式的静磁波元件30。

包括两个变换器16a和16b和静磁波元件30的一个端区30a的第一静磁波滤波器31具有频选非线性幅度限定特性。该第一静磁波滤波器31限制从分配器20的第一输出端输出的第一信号中主信号的幅度。此时，在第一静磁波滤波器中，变换器16a的一端作为输入端，变换器16b的一端作为输出端。

包括剩余的两个变换器16c和16d和静磁波元件30另一个端区30b的第二静磁波滤波器33也具有频选非线性幅度限定特性。由于第二静磁波滤波器33具有与第一静磁波滤波器31相似的结构，因此具有与第一静磁波滤波器31相同的输入/输出特性。第二静磁波滤波器33使输入到其中的信号通过。此时，在第二静磁波滤波器中，变换器16c的一端作为输入端，变换器16d的一端作为输出端。

因此，上述信噪比增强器10中，在输入端子21和输出端子19之间，第一信号通路由分配器20、第一静磁波滤波器31、第二衰减器24和组合器28组成，第二信号通路由分配器20、第一衰减器20、第二静磁波滤波器33、移相器26和组合器28组成。

应该指出，最好在永磁体38a和38b外侧装配一个具有U型截面并由磁性材料制成的轭架40，以盖住静磁波元件30和永磁体38a和38b。轭架40降低永磁体38a和38b之间的磁阻，并保护静磁波元件30和永磁体38a和38b。

此外，在永磁体38a和38b周围设置用于调节施加到静磁波元件30的磁场的程度和分布的螺钉(未示出)，该螺钉由磁性材料制成。

下面将描述具有上述结构的信噪比增强器10的工作情况。

在信噪比增强器10中，当包含主信号和频率与该主信号不同并且电平较低的噪声的输入信号输入到输入端子21时，分配器20将该输入信号分成第一信号和第二信号。此时，在分配器20的第一输出端和第二输出端，输入信号分别被分成电平为输入信号电平一半的第一信号以及第二信号。第一信号和第二信号分别具有主信号和电平较低的噪声。

第一信号中的主信号被第一静磁波滤波器限幅31。反之，由于第一信号中的噪声与主信号的频率不同并且其电平较低，第一静磁波滤波器不对其限幅。应该指出，由于第一静磁波滤波器31的插入损耗造成第一信号的电平略有衰减。此时，静磁表面波从静磁波元件30一个端区30a中的变换器16a传播到16b。

在分配器20第二输出端出现的第二信号的电平被第一衰减器22衰减30dB。由于已经被衰减的第二信号的电平较低，该信号通过第二静磁波滤波器33而不被限幅。应该指出，由于第二静磁波滤波器33的插入损耗造成被衰减的第二信号的电平略有衰减。此时，静磁表面波从静磁波元件30另一端区30b中的变换器16c传播到16d。

第二衰减器24将第一静磁波滤波器31输出信号的电平衰减30dB。此外，移相器26调节第二静磁波滤波器33输出信号的相位。

然后，组合器28将第二衰减器24的输出信号与移相器26的输出信号组合。此时，在由组合器28组合的第一和第二信号通路中两个信号内的噪声电平被作为电平调节装置的第一衰减器22和第二衰减器24均衡。此外，在由组合器28组合的第一和第二信号通路中两个信号的相位被作为相位调节装置的移相器26互为反相。应该指出，可以通过由磁性材料制成的螺钉调节施加到静磁波元件30的磁场的程度和分布，从而调节这两个信号的相位，该螺钉设置在永磁体38a和38b周围。因此，由组合器28组合的第一和第二信号通路中的两个信号内的噪声易于被抵消。此外，从组合器28的输出端或从输出端子29获得与被第一静磁波滤波器限幅的电平对应的主信号。

在上述信噪比增强器10中，作为铁磁性基片的YIG薄膜34是通过生长作为铁磁材料的YIG形成晶片并通过切割该晶片形成的。用作第一静磁波滤波器的铁磁性基片和用作第二静磁波滤波器的铁磁性基片形成在基底中，以使用作第一静磁波滤波器和第二静磁波滤波器的铁磁性基片在晶片中接近，并且材料特性，例如铁磁性基片的回转磁共振线宽度ΔH和饱和磁化4πMs近似。

此外，由于用作第一静磁波滤波器的铁磁性基片和用作第二静磁波滤波器的铁磁性基片被形成在一个基底中，以使其在信噪比增强器10中的这些静磁波滤波器中以与静磁波传播方向相同的方向延伸，用作第一和第二静磁波滤波器31、33的铁磁性基片被配置在与永磁体38a和38b产生的平行磁场方向相同的方向，并被施加同一磁场。

如上所述，在信噪比增强器10中，用作第一静磁波滤波器31和第二静磁波滤波器33的铁磁性基片的材料特性近似，并向用作第一静磁波滤波器31和第二静磁波滤波器33的铁磁性基片施加同一磁场，以便可以简单构成具有相同输入/输出特性的第一静磁波滤波器和第二静磁波滤波器，并易于获得良好的增强特性。

此外，由于用作第一静磁波滤波器31的铁磁性基片和用作第二静磁波滤波器33的铁磁性基片被形成在信噪比增强器10的基底中，一个铁磁性基片即可实现，并且便于切割和处理该铁磁性基片，从提供了产量。

再者，由于在YIG薄膜34的中区相对于其纵向，即在第一静磁波滤波器31的变换器16a和变换器16b以及第二静磁波滤波器33的变换器16c和变换器16d之间形成了用于吸收静磁波的静磁波吸收元件36b，从第一静磁波滤波器31传播到第二静磁波滤波器33的静磁波和从第二静磁波滤波器33传播到第一静磁波滤波器31的静磁波被该静磁波吸收元件吸收，从而防止在其它情况下可能由第一静磁波滤波器31和第二静磁波滤波器33之间的静磁波引起的干扰。

此外，在信噪比增强器10中，由于用于吸收静磁波的静磁波吸收元件36a和36c相对于YIG薄膜34的纵向分别构成在YIG薄膜34的一端和另一端区，可以将由YIG薄膜34两端区相对于其纵向反射的多余静磁波被吸收。

应该指出，由于信噪比增强器10使用采用静磁表面波模式的静磁波元件为第一静磁波滤波器，即使被第一静磁波滤波器31限定的主信号幅度的最低电平，即第一静磁波滤波器31的饱和电平较低并且该主信号的电平较低，也能够增强输入信号的信噪比。

图3是本发明另一个实施例的平面图，图4是其主视图。该信噪比增强器110包括一个由介质材料，例如合成树脂和/或陶瓷制成的矩形衬底112。

四个通孔114a、114b、114c和114d形成在衬底112上。此时，相对于衬底112纵向从衬底112中部略向一端偏离的位置形成两个通孔114a和114c，相对于衬底112纵向从衬底112中部略向另一端偏离的位置形成另两个通孔114b和114d。通孔114a形成在衬底112一长边缘附近，通孔114b形成在从衬底112中部略向一长边缘偏离的位置，通孔114c形成在从衬底112中部略向另一长边缘偏离的位置，通孔114d形成在衬底112另一长边缘附近。

相对衬底112纵向，从衬底112一端向中部在衬底112一主表面上形成一个例如作为第一混合装置的第一90度混合转换装置120。第一90度混合装置120包括两个弯曲线电极122和124。

一个线电极122包括一个相对衬底112纵向，从衬底112一端沿一长边缘延伸的宽端部分122a，沿衬底112短边缘延伸的中间部分122b，和沿衬底112另一长边缘延伸的另一宽端部分122c。如图5和6所示，线电极122的中间部分122b包括两根相距一定间隔平行设置的细线部分122b1和122b2。形成一细线部分122b1，以便从一端部122a延伸，形成另一细线部分122b2，以便从另一端部122c延伸。细线部分122b1的两端通过两根U型导线123a和123b，例如金线和铝线，例如通过引线接合法与另一根细线部分122b2连接。

如图3所示，另一个线电极124包括一个相对衬底112纵向，从衬底112一端沿另一长边缘延伸的宽端部分124a，沿衬底112短边缘延伸的中间部分124b，和沿衬底112一长边缘延伸的另一宽端部分124c。如图5和6所示，线电极124的中间部分124b包括三根相距一定间隔平行设置的细线部分124b1、124b2和124b3。形成一细线部分124b1，以便从一端部124a向线电极122的两根细线部分122b1和122b2之间的另一端部124c延伸，并形成另两根细线部分124b2和124b3，以便在细线部分124b1一半长度的地方，在细线部分122b1和122b2外侧，从一个端部124a和另一端部124c延伸。细线部分124b和124b3的端部通过两根U型导线125a和125b，例如金线和铝线，例如通过引线接合法与细线部分124b1的中部导电连接。

如图3所示，一个例如作为终端负载的50ohm的电阻器126的一端连接到线电极124的端部124a。电阻器126的另一端接地。

第一90度混合装置120将包括主信号和噪声的输入信号分成第一信号和在例如1.4MHz至2.4MHz的宽带宽范围中具有90度相差的第二信号。此时，在第一90度混合装置120中，线电极122的一端部122a作为输入端，线电极124的另一端部124c作为第一输出端，线电极122的另一端部122c作为第二输出端。然后，输入到输入端的输入信号在第一和第二输出端被分成第一信号和第二信号，第一信号的电平为输入信号电平的一半。应该指出，第二信号的相位比第一信号延迟90度。

此外，从第一90度混合装置120的线电极122的端部122c附近至通孔114c附近形成一L型拉伸电极130。然后，一个例如作为第一衰减器50ohm电阻器132的两端分别连接到另一端部122c和拉伸电极130。电阻器132将从第一90度混合装置120的第二输出端输出的第二信号衰减例如30dB。

此外，相对衬底112的纵向，从衬底112的中部到另一端，在衬底112的主表面上形成一个例如作为第二混合装置的第二90度混合装置140。该第二90度混合装置140与第一90度混合装置120的结构相同。即，第二90度混合装置140包括两个弯曲线电极142和144。

一个线电极142包括一个沿衬底112一长边缘延伸的宽端部分142a，沿衬底112短边缘延伸的中间部分142b，和沿衬底112另一长边缘延伸的另一宽端部分142c。如图5和6所示，线电极142的中间部分142b包括两根相距一定间隔平行设置的细线部分142b1和142b2。形成一细线部分142b1，以便从一端部142a延伸，形成另一细线部分142b2，以便从另一端部142c延伸。细线部分142b1的两端通过两根U型导线143a和143b，例如金线和铝线，例如通过引线接合法与另一根细线部分142b2连接。

如图3所示，另一个线电极144包括从通孔114d附近沿衬底112另一长边缘延伸的宽端部分144a，与衬底112短边缘平行延伸的中间部分144b，和沿衬底112一长边缘延伸的另一宽端部分144c。如图5和6所示，线电极144的中间部分144b包括三根相距一定间隔平行设置的细线部分144b1、144b2和144n3。形成一细线部分144b1，以便从一端部144a向线电极142两根细线部分142b1和142b2之间的另一端部144c延伸，形成另两根细线部分144b2和144b3，以便在细线部分144b1一半长度的地方，在细线部分142b1和142b2外侧从一个端部144a和另一端部144c延伸。细线部分144b和144b3的端部通过两根U型导线145a和145b，例如金线和铝线，例如通过引线接合法与细线部分144b1的中部导电连接。

如图3所示，一个例如作为终端负载的50ohm电阻器146的一端连接到电极142的一另一端部142c。电阻器146的另一端接地。

上述第二90度混合装置140在例如1.4MHz至2.4MHz宽带宽范围内以90度相差将两个输入信号组合。此时，在第二90度混合装置140中，线电极142的一端部142a作为第一输入端，线电极144的一端部144a作为第二输入端，线电极144的另一端部144c作为输出端。然后，输入到第二90度混合装置140第一和第二输入端的两个输入信号在输出端被组合。应该指出，当组合两个信号，输入到第一输入端的信号比输入到第二输入端的信号的相位延迟90度。

此外，从第二90度混合装置140的线电极142的端部142a附近至通孔114b附近形成一L型拉伸电极150。然后，一个例如作为第二衰减器的50ohm电阻器152的两端分别连接到一端部142a和拉伸电极150。电阻器152将输入到第二90度混合装置140第一输入端的信号电平衰减例如30dB。

由四个线电极组成的四个变换器160a、160b、160c和160d平行于衬底112长边缘从通孔114a、114b、114c和114d附近形成在衬底112另一主表面纵向的中部。此时，四个变换器160a至160d的一端经通孔114a、114b、114c和114d分别连接线电极124的另一端部124c、拉伸电极150、拉伸电极130和线电极133的一端部144a。此外，这些变换器160a至160d的另一端分别接地。

一个静磁波元件162装配在衬底112另一个主表面上的四个变换器160a至160d上。

静磁波元件162包括带状GGG衬底，YIG薄膜作为铁磁性基片形成在GGG衬底的一个主表面上。装配静波元件162，以使YIG薄膜的表面朝向衬底112的另一个主表面。此时，装配静磁波元件162，以便其一端部162a朝向两个变换器160a和160b，其另一端部162b朝向另两个变换器160c和160d。应该指出，用于吸收YIG薄膜中产生的多余静磁波的静磁波吸收元件164a、164b和164c分别相对于纵向形成在静磁波元件162的YIG薄膜表面的一端、中端和另一端区。

另外，例如由铁氧体制成的永磁体166a和166b分别装配在衬底112两侧上，即装配在静磁波元件162的两侧上。此时，配置永磁体166a和166b，以便在变换器160a至160d延伸的方向产生磁场。结果是，该磁场以变换器160a至160d延伸方向施加到静磁波元件162。因此，该静磁波元件162变成一个使用静磁表面波模式的静磁波元件。

包括两个变换器160a和160b、静磁波元件162一端区和类似部分162a的第一静磁波滤波器161作为第一静磁波滤波器。该第一静磁波滤波器具有频选非线性幅度限定特性。该第一静磁波滤波器161限制从第一90度混合装置120第一输出端输出的第一信号中的主信号的幅度。此时，在第一静磁波滤波器161中，变换器160a的一端作为输入端，变换器160孤一端作为输出端。

包括另两个变换器160c和160d、静磁波元件162另一个端区和类似部分162b的第二静磁波滤波器163作为第二静磁波滤波器。由于该第二静磁波滤波具有与上述第一静磁波滤波器161相似的结构，因此具有与第一静磁波滤波器相同的输入/输出特性。该第二静磁波滤波器163使输入到其中的信号通过。此时，在第二静磁波滤波器163中，变换器160c的一端作为输入端，变换器160d的一端作为输出端。

应该指出，最好装配一个具有U型截面并由磁性材料制成轭架168，以盖住衬底112另一主表面上的静磁波地波162和永磁体166a和166b。轭架168降低永磁体166a和166b之间的磁阻，并保护静磁波元件162和永磁体166a和166b。

因此，信噪比增强器110具有如图7所示的电路。即，在信噪比增强器110中，第一90度混合装置120的第一输出端连接使用静磁波元件162一端区162a的第一静磁波滤波器161的输入端。此外，第一90度混合装置120的第二输出端经作为第一衰减器的电阻器132连接使用静磁波元件162另一端区162b的第二静磁波滤波器163的输入端。此外，第一静磁波滤波器161的输出端经作为第二衰减器的电阻器152连接第二90度混合装置140的第一输入端。第二静磁波滤波器163的输出端连接第二90度混合装置140的第二输入端。

因此，上述信噪比增强器110中，第一信号通路由第一90度混合装置120、包括静磁波元件162一个端区和类似部分162a的第一静磁波滤波器161、由电阻器152组成的第二衰减器和第二90度混合装置140组成，第二信号通路由第一90度混合装置120，由电阻器132组成的第一衰减器，包括静磁波元件162的另一个端区和类似部分162b的第地静磁波滤波器163、和第二90度混合装置140组成。

下面将描述具有上述结构的信噪比增强器10的工作。

在信噪比增强器110中，当包含主信号和频率与该主信号不同并且电平较低的噪声的输入信号输入到第一90度混合装置120的输入端，即线电极122的一端部122a时，第一90度装置120将该输入信号分成第一信号和在1.4至2.4MHz的宽带宽范围内与第一信号有90度相差的第二信号。此时，在第一90度混合装置120的第一输出端和第二输出端，输入信号被分成第一信号和第二信号，第一信号的电平为输入信号电平一半。该第一信号和第二信号分别具有主信号和电平较低的噪声。此外，第一信号的相位比第二信号的相位延迟90度。

第一信号中的主信号被包括静磁波元件162一个端区和类似部分162a的第一静磁波滤波器限幅。反之，由于第一信号中的噪声与主信号的频率不同并且其电平较低，第一静磁波滤波器不对其限幅。应该指出，由于第一静磁波滤波器161的插入损耗造成第一信号的电平略有衰减。此时，静磁表面波从静磁波元件162一个端区162a中的变换器160a传播到160b。

第二信号的电平最好被由电阻132组成的第一衰减器22衰减30dB。由于已经被衰减的第二信号的电平较低，该信号通过第二静磁波滤波器163，而不被其限幅。应该指出，由于第二静磁波滤波器163的插入损耗造成被衰减的第二信号的电平略有衰减。此时，静磁表面波从静磁波元件162另一端区162b中的变换器160c传播到160d。

第二衰减器24最好将第一静磁波滤波器输出信号的电平衰减30dB。

然后，由在1.4MHz至2.4MHz宽带宽范围内具有90度相差的第二90度混合装置140将第二衰减器的输出信号与第二静磁波滤波器163输出的信号组合。此时，在由第二90度混合装置140组成的第一和第二信号通路中的两个信号内的噪声电平被作为电平调节装置的第一和第二衰减器均衡。此外，由第二90度混合装置140组合的第一和第二信号通路中的两个信号的相差为180度，即在通过第一90度混合装置120和第二90度混合装置140宽带宽中相位相反。因此，在由第二90度混合装置40组合的第一和第二信号通路中的两个信号内的噪声在宽带宽内被抵消。此外，从第二90度混合装置140的输出端获得与被第一静磁波滤波器162限幅的电平对应的主信号。

与上述信噪比增强器10类似，用作第一静磁波滤波器161的铁磁性基片和用作第二静磁波滤波器163的铁磁性基片形成在基底中，以便其在信噪比增强器110的这些静磁波滤波器中以与静磁波传播方向相同的方向延伸，从而便于构成具有相同输入/输出特性的第一静磁波滤波器161和第二静磁波滤波器163，可以便于获得良好的增强特性，并便于切割和处理铁磁性基片并因此而提高产量。

此外，在信噪比增强器110中，由于静磁波吸收元件164b相对于YIG薄膜纵向构成在YIG薄膜的中部，能够防止在其它情况下可能由第一静磁波滤波器161和第二静磁波滤波器163之间的静磁波所造成的干扰。

此外，在信噪比增强器110中，静磁波吸收元件164a和164c相对于YIG薄膜纵向形成在YIG薄膜的一端和另一端区，可以使由YIG薄膜34两端区相对于其纵向反射的多余静磁波被吸收。

应该指出，由于信噪比增强器110使用采用静磁表面波模式的静磁波元件作为第一静磁波滤波器，即使被第一静磁波滤波器161限定的主信号幅度的最低电平，即第一静磁波滤波器161的饱和电平较低并且该主信号的电平也低，也能够增强输入信号的信噪比。

还应指出，在信噪比增强器110中，由于由第二90度混合装置140组合的第一和第二信号通路中的两个信号的相位在宽带宽范围内变为互为反相，可以在宽带范围内获得超过所需的增强工作带宽。

此外，由于信噪比增强器110的工作带宽较宽，因此便于调节其工作带宽，以便所使用的频率处于该工作带宽内，并且仅需较短时间调节该工作带宽，除此之外，当温度变化时，即使出现波动该工作频带宽度几乎不会偏离实际使用的频率。

再者，在信噪比增强器110中，由于使用90度混合装置分别作为第一混合装置和第二混合装置，可以用同样的混合装置制作第一混合装置和第二混合装置，从而提高了生产第一混合装置和第二混合装置的效率。

应该指出，在上述的每个实施例中，虽然已经采用具有带通功能的静磁表面波模式的静磁波元件作为第一静磁波滤波器161和第二静磁波滤波器163，也可以使用采用静磁正向音量(volume)波模式或静磁反向量波模式的静磁波元件，或是例如使用静磁波的低通滤波器，使用静磁波的高通滤波器的滤波器以及使用静磁波的带除滤波器。

此外，在上述每个实施例中，虽然已经采用YIG薄膜作为铁磁性基片，在本发明中也可以使用除YIG薄膜这外的铁磁性基片。

再者，在上述每个实施例中，每个变换器是由一直线形的线材形成的，组成每个变换器的线材的形状和数量可以任意变化。另外，不必将每个变换器的尺寸与YIG薄膜的尺寸匹配。

虽然在上面的每个实施例中已经使用永磁体向YIG薄膜施加磁场，可以用电磁铁代替永磁体或可以将电磁体与永磁体一起使用。

虽然在上面的每个实施例中是在变换器延伸方向向YIG薄膜施加磁场，也可以在与其主表面垂直的方向向YIG薄膜施加磁场。这种情况下，超前静磁波的音量相对于YIG薄膜纵向在YIG薄膜中传播。或，也可以相对于YIG薄膜纵向向YIG薄膜施加磁场。这种情况下，再处理静磁波的音量相对于YIG薄膜纵向在YIG薄膜中传播。

此外，在上面的每个实施例中已经使用第一和第二衰减器作为电平调节装置，也可以在组合器和第一混合装置前级设置一衰减器，在第一静磁波滤波器的前级设置一放大器，以及在第二以及在第二静磁波滤波器的后级设置一放大器代替第一和第二衰减器。或，可以分别在组合器和第一混合装置的前级在第一静磁波滤波器的前级和后级，以及在第二静磁波滤波器的前级和后级设置放大器和衰减器。

也可以在YIG薄膜的中部形成一槽来代替在YIG薄膜中部相对其纵向形成静磁波吸收元件，以防止在其它情况下可能由第一静磁波滤波器和第二静磁波滤波器之间的静磁波所造成的干扰。

应该指出，如每个实施例中所述，最好在YIG薄膜中部相对于其纵向输入低电平信号的第二静磁波滤波器的输入侧配置变换器，通过下述理由抑制在其它情况下可能由第一静磁波滤波器和第二静磁波滤波器之间的静磁波所造成的干扰。即，最好在第一静磁波滤波器和第二静磁波滤波器中均衡静磁波的传播方向，以便有效地传播静磁波，并且在该情况下，第一静磁波滤波器和第二静磁波滤波器中一fm输入侧的变换器被配置在YIG薄膜的中部。如果位于第二静磁波滤波器输入低电平信号的输入侧上的变换器被配置在YIG薄膜中部，位于第一静磁波滤波器输入高电平信号的输入侧上的变换器则能够离开第二静磁波滤波器的变换器。

为防止在YIG薄膜两端相对于其纵向反射的多余静磁波的不利影响，可以使YIG薄膜两端区相对于其纵向倾斜构成来代替在YIG薄膜两端形成静磁波吸收元件，以使多余静磁波不被反射到变换器。

应该指出，虽然在图3所示实施例中已经使用90度混合装置作为第一混合装置和第二混合装置，在本发明中也可以0度混合装置和180度混合装置或180度混合装置和0度混合装置。应该指出，可以通过采用两个90度混合装置考虑它们的相差构成0度混合装置或180度混合装置。

还应指出，本发明中所描述的″90度″和″180度″将包括以文字涵义为中心的根据本发明的目的、操作和效果的基本相同范围。

至此已描述了本发明的优选实施例，本领域的技术人员在由下述权利要求描绘的范围内可以对其做出变化。

Claims (6)

1.一种信噪比增强器，包括一个第一静磁波滤波器，用于限定输入信号内主信号的幅度，和一个第二静磁波滤波器，用于通过所述主信号，其特征在于在一个基底中形成一个作为所述第一静磁波滤波器的铁磁性基片和一个作为所述第二静磁波滤波器的铁磁性基片形成在一个基底中，以便在所述第一静磁波滤波器和所述第二静磁波滤波器中与静磁波传播方向相同的方向延伸。

2.根据权利要求1所述的信噪比增强器，其中在所述铁磁性基片一端侧相对其纵向以一定间隔配置两个所述第一静磁波滤波器的变换器，在所述铁磁性基片另一端侧相对其纵向以一定间隔配置两个所述第二静磁波滤波器的变换器，相对于所述铁磁性基片纵向在所述铁磁性基片中部形成一个用于吸收静磁波的静磁波吸收元件。

3.根据权利要求1或2所述的信噪比增强器，包括：

一个分配器，设置在所述第一静磁波滤波器和所述第二静磁波滤波器前级，用于将所述输入信号分成第一信号和第二信号，将所述第一信号输出到所述第一静磁波滤波器，和将所述第二信号输出到所述第二静磁波滤波器；

一个组合器，设置在所述第一静磁波滤波器和所述第二静磁波滤波器后级，用于将从所述第一静磁波滤波器输出的信号和所述第二静磁波滤波器输出的信号进行组合；

电平调节装置，用于均衡由所述组合器组合的所述两个信号中噪声的电平；和

相位调节装置，用于将所述两个信号中噪声的相位调节为相互反相。

4.根据权利要求3所述的信噪比增强器，其中所述电平调节装置包括一个在所述分配器和所述第二静磁波滤波器之间的第一衰减器，和一个设置在所述第一静磁波滤波器和所述组合器之间的第二衰减器，并且所述相位调节装置包括一个设置在所述第二胸磁波滤波器和所述组合器之间的移相器。

5.根据权利要求1或2所述的信噪比增强器，包括：

一个第一混合装置，设置在所述第一静磁波滤波器和所述第二静磁波滤波器前级，用于将所述输入信号分成第一信号和在宽带宽范围内具有第一相差的第二信号，将所述第一信号输出到所述第一静磁波滤波器并将所述第二信号输出到所述第二静磁波滤波器；

一个第二混合装置，设置在所述第一静磁波滤波器和所述第二静磁波滤波器后级，用于对从所述第一静磁波滤波器输出的信号和从所述第二静磁波滤波器输出的信号在宽带宽范围内以第二相差进行组合；和

电平调节装置，用于均衡由所述第二混合，装置组合的所述两个信号中噪声的电平；

所述第一相差和所述第二相差之和是(2n＋1)×180度(n＝0，1，2，3，…)。

6.根据权利要求5所述的信噪比增强器，其中所述电平调节装置包括一个设置在所述第一混合装置所述和所述第二静磁波滤波器之间的第一衰减器，和一个设置在所述第一静磁波滤波器和所述第二混合装置之间的第二衰减器。

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