DE2732720C3

DE2732720C3 - Verfahren zum Herstellen eines Mikrowellenfilters

Info

Publication number: DE2732720C3
Application number: DE2732720A
Authority: DE
Inventors: Klaus Johann Eindhoven Pavlik (Niederlande)
Original assignee: Philips Gloeilampenfabrieken NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1976-08-02
Filing date: 1977-07-20
Publication date: 1979-10-11
Also published as: JPS5318365A; IT1085621B; GB1587454A; DE2732720B2; CA1074541A; US4131987A; NL7608560A; AU511167B2; AU2743377A; FR2361017A1; DE2732720A1; BR7705040A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines Mikrowellenfilters, das einen Körper aus gyromagnetischem Werkstoff und eine Quelle eines vorpolarisierenden Magnetfeldes aufweist, dessen Resonanzfrequenz eine Funktion der Temperatur ist

Derartige Filter mit einer oder mehreren Kugeln aus goyromagnetischem Werkstoff wie Yttriumeisengranat ü (YIG) werden in der Mikrowellentechnik zum Verwirklichen von Bandpaß- und Bandsperrfiltern mit einem hohen (^-Faktor verwendet

In der US-PS 37 13 210 ist ein Verfahren zum Stabilisieren der Resonanzfrequenz eines YIG-Filters mit einem Dauermagneten als Quelle des vorpolarisierenden Magnetfeldes beschrieben.

Nach diesem Verfahren wird eine YIG-Kugel in das Feld eines Dauermagneten gebracht und die Änderung der Resonanzfrequenz über einen bestimmten Temperaturbereich gemessen.

Mit diesen Daten und Kenntnissen des Verlaufes des Anisotropiefeldes mit der Temperatur wird eine korrektionelle Resonanzfrequenz /* berechnet, wobei die Änderung des vorpolarisierenden Magnetfeldes mit >n der Temperatur durch die Änderung des Anisotropiefeldes mit der Temperatur ausgeglichen wird.

Diese berichtigte Resonanzfrequenz läßt sich wie folgt ausdrücken:

[L _

Hai

' Hai

U)

in diesem Ausdruck ist f.\ die Resonanzfrequenz bei der Temperatur 7Ί, Af, die Änderung der Resonanzfrequenz bei Änderung der Temperatur von Π nach T2, Ha I bzw. Ha 2 der Wert des Anisotropiefeldes bei der Temperatur Ti bzw. Tl.

In dem untenstehenden Zahlenspiel, das einen F*iremfaH darstellt, v/ird vor, einem YIG-Filter mit einem I )auermagneten aus einer Aluminium-Nickel-Kobalt-Legiemng mit einer hohen Curie-Temperatur ausgegangen.

In einem bestimmten Temperaturbereich von beispielsweise 20—65° C kann eine Änderung AH, des Anisotropiefeldes von etwa 20 Oersted (Ha 1 = 45 Oersted, Ha 2 = 25 Oersted) auftreten und die Änderung AH₀ des Feldes des Dauermagneten kann etwa 4 Oersted betragen. Die Änderung Af, der Resonanzfrequenz, die dabei auftritt, kann 120 MHz sein, und zwar abhängig von der Richtung des Feldes des Dauermagneten im Kristallgitter der YIG-Kugel. Das zweite Glied im rechten Teil der Gleichung (1) kann dann 275 MHz werden.

Die berichtigte Resonanzfrequenz kann folglich von der Resonanzfrequenz f,\, die in erster Linie eingestellt wurde, wesentlich abweichen. Dies macht es notwendig, mehrere Einstellungen durchzuführen, ura bei einer vorbestimmten Resonanzfrequenz Temperaturstabilisierung zu erhalten.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, das eingangs beschriebene Verfahren derart auszubilden, daß gleichzeitig die Resonanzfrequenz auf einen vorbestimmten Wert eingestellt und für die Änderung der Resonanzfrequenz mit der Temperatur ein vorbestimmter Wert gewählt werden kann.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß ein Körper aus gyromagnetischem Werkstoff, als Bezugskörper bezeichnet, der eine vorbestimmte Orientierung gegenüber dem vorpolarisierenden Magnetfeld hat, in die Filterstruktur gebracht wird, daß dann durch Änderung des Magnetfeldes die Resonanzfrequenz auf einen Wert eingestellt, danach der Bezugskörper aus der Filterstruktur entfernt und schließlich ein anderer Körper aus gyromagnetischem Werkstoff, aber mit denselben Abmessungen und derselben Zusammenstellung wie der Bezugskörper, in die Filterstruktur gebracht wird und die Orientierung dieses Körpers so lange geändert wird, bis die Resonanzfrequenz erreicht ist und dieser Körper in der dann eingenommenen Lage fixiert wird.

Es wird von einer Anzahl identischer Filterstrukturen ausgegangen, deren Magnetfelder denselben Temperaturkoeffizienten aufweisen. Dies läßt sich mit Dauermagneten verwirklichen, die aus einer Aluminium-Nikkel-Kobalt-Legierung mit einer hohen Curie-Temperatur bestehen.

Durch eine geeignete Anordnung der Teile wird dafür gesorgt, daß die YIG-Kugeln in den Resonatoren dieselbe Umgebung haben.

Die YIG-Kugeln, die für die Filter verwendet werden müssen, was den Durchmesser sowie die Werkstoffzusammensetzung anbelangt, d. h. z. B. dieselbe Sättigungsmagnetisierung und dasselbe Anisotropiefeld identisch sein.

">·"> Mit einem »trial and error«-Verfahren wird für eines der Filter eine Orientierung einer YIG-Kugel bestimmt wobei die gewünschte Resonanzfrequenz f_o und

-τψ gleichzeitig auftreten.

M) Dabei wird die Orientierung dieser YIG-Kugel gegenüber dem vorpolarisierenden Magnetfeld des Filters erhalten.

Zum Einbringen einer YIG-Kugel in die Filterstruktur kann beispielsweise ein dielektrischer Stab verwen-

h-, det werden, auf dessen Ende die Kugel befestigt wird Durch Drehen des Stabes kann die Orientierung det YIG-Kugel geSndert werden und durch Anbringen von Merkzeichen auf dem Stab und auf der Filterstruktur

kann die Lage erhalten werden.

Die auf diese Weise gefundene Bezugs-YIG-Kugel wird nun mit der gefundenen Orientierung in eine folgende Filterstruktur gebracht Die Resonanzfrequenz derselben wird gemessen und die gewünschte Resonanzfrequenz f_o durch Änderung des Magnetfeldes eingestellt Das Magnetfeld wird im weiteren Verlauf des Verfahrens auf dem eingestellten Wert gehalten.

Die Bezugs-YIG-Kugel wird daraufhin durch eine andere identische YIG-Kugel ersetzt Die Resonanzfrequenz wird gemessen und die gewünschte Resonanzfrequenz fo wird durch Änderung der Richtung der YIG-Kugel eingestellt, wonach die YIG-Kugel fixiert wird. Das auf diese Weise erhaltene YIG-Filter hat

dieselbe Resonanzfrequenz f_o und—^- wie das Filter mit '⁵

der Bezugs-YIG-KugeL

Das beschriebene Verfahren kann unabhängig von der Art der Quelle des vorpolarisierenden Magnetfeldes angewandt werden. Diese Quelle kann ein Dauermagnet sein, aber für das Verfahren macht es keinen Unterschied, ob die Quelle durch einen Elektromagneten gebildet wird, der durch einen Erregungsstrom gespeist wird.

Die Bezugs-YIG-Kugel kann zum Herstellen einer Reihe identischer YIG-Filter oft verwendet werden. Im wesentlichen reicht nur eine Bezugs-YIG-Kugel für pine unbegrenzte Reihe von YIG-Filtern aus.

Die Änderung der Resonanzfrequenz mit der Temperatur ^γψ- kann im Rahmen der physikalischen

Möglichkeiten jeden gewünschten Wert haben und beschränkt sich nicht auf den Wert NuIL der bedeuten würde, daB die Resonanzfrequenz von der Temperatur unabhängig ist Andere Werte als Null können erwünscht sein, wenn die Mittenfrequenz des Filters einer anderen sich mit der Temperatur ändernden Frequenz folgen muß.

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zum Herstellen eines Mikrowellenfilters, das einen Körper aus gyromagnetische™ Werkstoff und eine Quelle eines vorpolarisierenden Magnetfeldes aufweist, dessen Resonanzfrequenz eine Funktion der Temperatur ist, dadurch gekennzeichnet, daß ein Körper aus gyromagnetischem Werkstoff, als Bezugskörper bezeich- ι ο net, der eine vorbestimmte Orientierung gegenüber dem vorpolarisierenden Magnetfeld hat, in die Filterstruktur gebracht wird, daß dann durch Änderung des Magnetfeldes die Resonanzfrequenz auf einen Wert eingestellt, der Bezugskörper aus der Filterstruktur entfernt und schließlich ein anderer Körper aus gyromagnetischem Werkstoff mit denselben Abmessungen und derselben Zusammenstellung wie der Bezugskörper in die Filterstruktur gebracht wird und die Orientierung dieses Körpers so lange geändert wird, bis die Resonanzfrequenz erreicht ist und dieser Körper in der dann eingenommenen Lage fixiert wird.