DE4234996C2 - Magnetostatisches Filter - Google Patents

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf ein magnetostatisches Filter oder ein Schaltungselement, das eine magnetostatische Welle ausnutzt, die durch die magnetische Spinresonanz eines dünnen Films magnetischen Materials, wie z. B. YIG (Yttrium­ eisengranat) auf nichtmagnetischem Material, wie GGG (Gado­ liniumgalliumgranat) erzeugt wird, und insbesondere auf den Aufbau eines solchen Filters, mit dem unerwünschte Nebenmo­ den unterdrückt werden, so daß das Filter über einen großen Frequenzbereich eingesetzt werden kann. Ein solches Filter ist aus US-A-4 782 312 bekannt.

Ein ferrimagnetisches Dünnschichtresonanzelement wurde als geeignetes Schaltungselement beispielsweise für Mikro­ wellenoszillatoren vorgeschlagen. Bei solch einem Schal­ tungselement wird eine dünne Schicht YIG (Yttriumeisengra­ nat) aus der Flüssigphase epitaktisch auf ein nichtmagne­ tisches Substrat GGG (Gadoliniumgalliumgranat) aufgebracht und dann in die gewünschte Form gebracht, wie beispielsweise in JP-2-13101-A beschrieben.

Dieses ferrimagnetische Dünnschichtresonanzelement hat die verschiedenen Eigenschaften, daß die Güte Q der Resonanz im Mikrowellenfrequenzbereich hoch ist, daß seine Resonanz­ frequenz von der Feldstärke des konstanten vormagnetisie­ renden Feldes abhängt, wobei das magnetische Feld senkrecht auf der ferrimagnetischen dünnen Schicht steht, die magne­ tisch mit einem Mikrowellentransmissionskanal gekoppelt ist (wie z. B. eine fingerförmig geätzte Elektrode), usw.

Als ein solcher ferrimagnetischer Dünnschichtresonator wurde ein Schaltungselement vorgeschlagen, das die magneto­ statische Welle ausnutzt, um die ferrimagnetische dünne Schicht und den Mikrowellentransmissionskanal magnetisch zu koppeln und um auch den Grad der magnetischen Kopplung zwi­ schen der dünnen ferrimagnetischen Schicht und dem Mikro­ wellentransmissionskanal zu verbessern. Bei diesem Schal­ tungselement wird der Mikrowellentransmissionskanal auf der ferrimagnetischen dünnen Schicht durch Fotoätzen gebildet, wie es beispielsweise in JP-62-245704-A bzw. US 4 743 874 beschrieben ist.

Fig. 2A zeigt ein Schema des Schaltungselementes nach Stand der Technik, welches die magnetostatische Welle aus­ nutzt, und Fig. 2B zeigt ein Schema des Aufbaus des Resona­ tors 6 für die magnetostatische Welle nach Stand der Tech­ nik, wie er im Schaltungselement in Fig. 2A verwendet wird. Der Resonator 6 für magnetostatische Wellen nach Stand der Technik, wie er in Fig. 2B gezeigt ist, umfaßt eine dünne YIG-Schicht 3 auf einem GGG-Substrat 2, hergestellt durch Flüssigphasenepitaxie, bei dem eine oder eine Mehrzahl von fingerförmigen Elektroden in Form einer Au- oder Al-Schicht mittels Fotoätzen auf der dünnen YIG-Schicht 3 gebildet werden, und Seitenelektroden 4a und 4b, die durch Fotoätzen auf beiden Seiten der Gruppe von fingerförmigen Elektroden 5 hergestellt werden.

Wie in Fig. 2A gezeigt, wird eine leitende Oberfläche einer Mikro-Streifenleitung 15 teilweise entfernt, und es werden ein Streifenleiter 11 und eine Blindleitung 7 für die Impedanzanpassung auf beiden Seiten des entfernten Teils g der leitenden Oberfläche der Mikrostreifenleitung 15 gebil­ det. Der Mikrostreifenleiter 15 ist durch die Lücke g für Gleichstrom unterbrochen. Nachdem der Resonator 6 für die magnetostatische Welle aus Fig. 2B innerhalb der Lücke g des Mikrostreifenleiters 15 angebracht wurde, wird der Strei­ fenleiter 11 elektrisch mit den Seitenelektroden 4a über einen Streifenleiter 12a verbunden, und die Blindleitung 7 für die Anpassung der Impedanz wird mit der Seitenelektrode 4b über den Streifenleiter 12b verbunden, womit das die magneto­ statische Welle ausnutzende Schaltungselement 16 vollständig ist.

Bei Messungen des Durchlaßspektrums von Schaltungsele­ menten 16, die die magnetostatische Welle ausnutzen, wurde häufig eine Nebenmode in der Nähe der Resonanz niedrigster Ordnung beobachtet, wie in Fig. 4 gezeigt. Wenn all die Moden auf die magnetostatische Welle zurückgeführt werden könnten, sollte die Wellenform in Fig. 4 bei einer Verschiebung die­ selbe Form beibehalten, unabhängig von einer Änderung der Feldstärke eines von außen angelegten magnetischen Feldes. Jedoch ändert sich bei der Nebenmode die Frequenzempfind­ lichkeit in Abhängigkeit der Änderung der Feldstärke des von außen angelegten magnetischen Feldes in vielen Fällen gegen­ über der Resonanz niedrigster Ordnung des Schaltungselements, und die relative Lage der Nebenmode gegenüber der Resonanz niedrigster Ordnung des Schaltungselements ändert sich in Ab­ hängigkeit von der Resonanzfrequenz. Daher ist es wahrschein­ lich, daß die Resonanz der Nebenmode nicht abhängig ist vom Durchgang einer reinen magnetostatischen Welle.

Dies bedeutet konkret, wenn das Resonanzspektrum eines Schaltungselements für die magnetostatische Welle nach Stand der Technik bei Änderung der Resonanzfrequenz in der nied­ rigsten Resonanzordnung untersucht wurde, wobei die magne­ tische Feldstärke des von außen angelegten magnetischen Feldes langsam geändert wurde, näherte sich die Nebenmode auf einer Seite der Resonanzspitze in niedrigster Ordnung der Resonanzspitze und wanderte durch die Spitze zur anderen Seite (siehe IEEE Transaction on Magnetics, Bd. Mag-20, Nr. 5, September 1984).

Wenn die Nebenmoden die Resonanz niedrigster Ordnung überlappten, flachte die Spitze der Resonanz niedrigster Ordnung ab und es traten Probleme auf, wie etwa ein starkes Absinken der Güte Q, die ein Maß für die Linienbreite der Resonanz ist.

Ein magnetisches Filter, das vorgeschlagen wurde, um diese Nebenmo­ den zu unterdrücken, ist aus US-A-4 782 312 bekannt. Bei diesem Stand der Technik ist ein magnetostatisches Filter bzw. ein magne­ tostatischer Resonator mit Ein- bzw. Auskoppelelektroden versehen, die in einer bestimmten Geometrie angeordnet sind, so daß eine op­ timale Einkopplung in den Resonator, insbesondere bei der Resonanz­ frequenz, möglich wird. Außerdem sind Signalableitungen vorgesehen, die Energie aus unerwünschten Nebenmoden des Resonators abziehen sollen und so die Bandpaßeigenschaften des Resonators weiter ver­ bessern sollen. Bei diesem Stand der Technik sind die Signalablei­ tungen vorzugsweise Nuten in der Oberfläche des den magnetostati­ schen Resonator bildenden ferrimagnetischen Films.

Die Unterdrückung der unerwünschten Nebenmoden wird nun über eine bestimmte Geometrie der Einkoppelelektroden, beispielsweise über eine um 90° gegeneinander gedrehte Anordnung der Ein- und Auskop­ pelelektroden, angestrebt. Dieses erfordert jedoch eine genaue Di­ mensionierung und ist also mit zusätzlichem Aufwand beim Aufbau des Filters verbunden. Außerdem wird durch jede mögliche Geometrie na­ türlich nur ein bestimmter Modenbereich ausgeblendet, ganzzahlige Vielfache einer bestimmten Mode können somit wieder erlaubt sein.

Des weiteren ist ein Oberflächenwellenfilter sowie ein Verfahren zur Herstellung einer Bedampfungsschicht für Oberflächenwellenfil­ ter aus DE 32 35 236 bekannt. Ein solches Oberflächenwellenfilter besteht aus einem plättchenförmigen Substrat aus Lithiumniobat, auf dessen eine Substratseite gegebenenfalls mittels Koppler gekoppelte Eingangs- und Ausgangswandler und zur Unterdrückung reflektierter Wellen eine plastische und/oder elastische Bedämpfungsschicht auf­ getragen wird. Diese bedeckt diese Substratseite wenigstens be­ reichsweise, wobei die Fläche, die durch die Wandler, den Koppler, die Enden der Anschlußbahnen und die Bereiche zwischen den Wandlern und dem Koppler begrenzt ist, ausgenommen wird. Die Stirnkante der Bedämpfungsschicht steigt stetig bis auf den Wert der Schichtdicke.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein die magnetostatische Welle ausnutzendes Schaltungselement zu schaffen, bei dem die Nebenmode für einen großen Frequenz­ bereich unterdrückt wird und unerwünschte Verschlechterung der Resonanzeigenschaften vermieden wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die in Anspruch 1 genannten Merkmale.

Gegenstand der Unteransprüche sind bevorzugte Ausfüh­ rungsformen der Erfindung.

Das Schaltungselement nach der vorliegenden Erfindung kann so aufgebaut sein, daß eine dünne Schicht eines ferri­ magnetischen Materials auf ein Substrat nichtmagnetischen Materials aufgebracht wird und Elektroden auf dieser dünnen ferrimagnetischen Schicht gebildet werden, um magnetostati­ sche Wellen in der dünnen ferrimagnetischen Schicht anzu­ regen. Das Schaltungselement nach der vorliegenden Erfin­ dung kann andererseits so aufgebaut sein, daß eine dünne ferrimagnetische Schicht auf einem ersten nichtmagnetischen Substrat und Elektroden auf einem zweiten nichtmagnetischen Substrat gebildet werden, um magnetostatische Wellen in der ferrimagnetischen dünnen Schicht anzuregen. Im folgenden werden die Einzelheiten der vorliegenden Erfindung be­ schrieben.

Aufgrund umfangreicher Untersuchungen schlossen die Erfinder, daß das Auftreten einer Nebenmode in einem die magnetostatische Welle ausnutzenden Schaltungselement mit der Reflexion einer Schallwelle zusammenhängt. Das heißt, die durch die dünne ferrimagnetische Schicht laufende magne­ tostatische Welle koppelt mit der Schallwelle zu einer magneto-akustischen Welle. Diese Schallwelle wird dann an der anderen gegenüberliegenden Oberfläche des nichtmagnetischen Substrats reflektiert, auf der die dünne ferrimagnetische Schicht aufgebracht ist. Wenn diese reflektierte akustische Welle wieder mit der magnetostatischen Welle koppelt, stimmen die Phasen dieser beiden Wellen überein und es wird in Resonanz eine stehende Welle erzeugt. Dies wird als die Quelle der Nebenmode in einem die magnetostatische Welle ausnutzenden Schaltungselement angesehen. Um das Auftreten der Nebenmode in dem die magnetostatische Welle ausnutzenden Schaltungselement zu unterdrücken, ist es somit nötig, die unerwünschte Reflexion der Schallwelle in dem Schaltungs­ element zu unterdrücken.

Eine Ausführungsform des die magnetische Welle aus­ nutzenden Schaltungselements entsprechend der vorliegenden Erfindung wird anhand der Fig. 1A und 1B mit den gleichen Bezugszeichen wie in Fig. 2A und 2B beschrieben. Ein Resonator 6 für magnetostatische Wellen in Fig. 1A und 1B umfaßt ein Ausbreitungsmedium 3 für magnetostatische Wellen auf einer größeren Oberfläche 2a eines Substrats 2 eines nichtmagnetischen Materials und eine schallabsorbierende Schicht 8 auf der anderen Seite 2b des nichtmagnetischen Substrats 2. Das Material der absorbierenden Schicht 8 für Schallwellen kann beliebig unter denen gewählt werden, die die Schallwelle absorbieren durch Umwandlung der akustischen Energie durch innere Reibung. Geeignet sind organische Kleber (beispielsweise Epoxyharz), Lötpaste und elektrisch leitende Kleber.

Eine dotierte Schicht, beispielsweise erzeugt durch Implantieren von Verunreinigungsionen in das nichtmagne­ tische Substrat, kann als absorbierende Schicht 8 eingesetzt werden. Diese dotierte Schicht unterdrückt Gitterschwingungen und absorbiert damit die reflektierte akustische Welle.

Fig. 3 zeigt eine andere Ausführung der vorliegenden Erfindung mit entsprechenden Bezugszeichen wie in Fig. 1A und 1B. Fig. 3 zeigt eine dünne Schicht 3 eines ferrima­ gnetischen Materials auf einer größeren Oberfläche 2a eines Substrats 2 eines nichtmagnetischen Materials und Elektroden 10 auf einem anderen Substrat 9, wodurch ein Resonantor 6 für magnetostatische Wellen gebildet wird, in dem sich induzierte magnetostatische Wellen durch die dünne ferrimagnetische Schicht 3 ausbreiten. In dem Schaltungselement mit einem Resonator 6 mit diesem Aufbau ist eine schallabsorbierende Schicht 8 auf der anderen größeren Oberfläche 2b des nicht­ magnetischen Substrats 2 angebracht.

Entsprechend der vorliegenden Erfindung kann bei einem die magnetostatische Welle ausnutzenden Schaltungselement die unerwünschte Nebenmode und damit eine Verschlechterung der Resonanzeigenschaften effizient unterdrückt werden. Dieser bemerkenswerte Fortschritt kann anhand des Aufbaus des Resonators für die magnetostatische Welle in einem Schal­ tungselement entsprechend der vorliegenden Erfindung ver­ anschaulicht werden. Die die akustische Energie durch interne Reibung umwandelnde und damit absorbierende Schicht ist auf einer Oberfläche des nichtmagnetischen Substrats des Resona­ tors gegenüber der Oberfläche mit der dünnen ferrimagne­ tischen Schicht aufgebracht, und die mit der magnetostatischen Welle gekoppelte akustische Welle wird an der Oberfläche des nichtmagnetischen Substrats absorbiert, die gegenüber der Oberfläche mit der dünnen ferrimagnetischen Schicht ist, so daß die unerwünschte Reflexion der akustischen Welle an der Oberfläche des Substrats verhindert werden kann.

Die Erfindung wird im folgenden anhand bevorzugter Aus­ führungsformen mit Bezug auf die Zeichnungen näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1A eine perspektivische Darstellung des Aufbaus einer Ausführungsform des die magnetostatische Welle ausnutzenden Schaltungselements ent­ sprechend der vorliegenden Erfindung,

Fig. 1B eine perspektivische Darstellung des Aufbaus des Resonators für die magnetostatische Welle für das Schaltungselement in Fig. 1A,

Fig. 2A eine perspektivische Darstellung des Aufbaus einer Ausführungsform nach Stand der Technik eines die magnetostatische Welle ausnutzenden Schaltungselements,

Fig. 2B eine perspektivische Darstellung des Aufbaus des Resonators für die magnetostatische Welle für ein Schaltungselement in Fig. 2A,

Fig. 3 eine perspektivische Darstellung des Aufbaus einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,

Fig. 4 die experimentell bestimmten Werte der Durch­ gangscharakteristik eines Schaltungselements nach Stand der Technik, wie in Fig. 2A darge­ stellt,

Fig. 5 die experimentell bestimmten Werte der Durch­ gangscharakteristik eines Schaltungselements in Fig. 2A nach Stand der Technik, wenn die Stärke des vormagnetisierenden Feldes geändert wird,

Fig. 6 die experimentell bestimmten Werte der Durch­ gangscharakteristik einer Ausführungsform des Schaltungselements nach der vorliegenden Er­ findung, wie es in Fig. 1A gezeigt ist,

Fig. 7 die experimentell bestimmten Werte für die Durchgangscharakteristik einer anderen Aus­ führungsform eines die magnetostatische Welle ausnutzenden Schaltungselements nach Stand der Technik, bei welchem die fingerförmigen Elek­ troden auf einem anderen Substrat (einem zweiten Substrat) gebildet sind,

Fig. 8 die experimentell bestimmten Werte der Durch­ gangscharakteristik einer Ausführungsform eines Schaltungselmentes nach der vorliegenden Er­ findung, wie es in Fig. 3 gezeigt ist, bei welchem die fingerförmigen Elektroden auf einem anderen Substrat (einem zweiten Substrat) gebildet sind.

Ausführungsform 1

Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nun mit Bezug auf die Fig. 1A und 1B beschrieben. Zunächst wird, wie in Fig. 1B bezeigt, eine YIG-Schicht 3 von 40 µm Dicke durch Flüssigphasenepitaxie auf eine größere Oberfläche 2a des Substrats 2 monokristallinen GGGs aufgebracht. Dann wird eine 1,5 µm dicke Goldschicht auf die YIG-Schicht 3 im Vakuum aufgedampft und teilweise mittels Fotoätzen wieder entfernt, um fünf fingerförmige Elektroden 5 und ein Paar von Seitenelektroden 4a und 4b auf beiden Seiten der Elektro­ dengruppe 5 herzustellen. Jede der fingerförmigen Elektroden 5 ist 30 µm breit und 3 mm lang. Dann wird ein Resonator 6 für die magnetostatische Welle aus dem Wafer mit einem Schneider mit Diamantblatt ausgeschnitten. Der Resonator 6 ist 5 mm lang, 2 mm breit und 0,5 mm dick.

Dann wird die andere größere Oberfläche 2b des mono­ kristallinen GGG Substrats 2 gegenüber der größeren Ober­ fläche 2a mit der YIG-Schicht mit einer Schicht 8 aus Epoxy­ harz beschichtet. Auf der anderen Seite wird auf einer Mikro­ streifenleitung 15 mit dielektrischem Element 14 zwischen einem Paar von elektrisch leitenden Streifen eine Lücke g erzeugt, die länger als der Resonator 6 für die magneto­ statische Welle der Länge l₁ ist, wie gezeigt in Fig. 1A. Außerdem ist ein Streifenleiter 11 aus Kupfer für die Verbindung mit einem Schaltkreis negativen Widerstandes und und eine Blindleitung 7 für die Impedanzanpassung mit einer Länge l₂ und einer Breite w vorgesehen.

Dann wird der Resonator 6 für die mangnetostatische Welle in der Lücke g des Mikrostreifenleiters 15 angebracht. (Beim Resonator 6 ist gegenüber der größeren Oberfläche 2a mit der YIG-Schicht 3 die andere größere Oberfläche 2b des monokristallinen GGG-Substrats 2 mit Epoxyharzschicht 8 der Dicke 10 µm beschichtet.) Nachdem der Resonator 6 in die Lücke g eingesetzt wurde, wird die Seitenelektrode 4a mit dem Streifenleiter 11 über einen Kupferstreifenleiter 12a ver­ lötet und die Seitenelektrode 4b wird mit der Blindleitung 7 zur Impedanzanpassung über einen Kupferstreifenleiter 12b verlötet, womit das die magnetostatische Welle ausnutzende Schaltungselement 1 vollständig ist. Das dielektrische Ele­ ment 14 besteht aus Polytetrafluorethylenharz. In Fig. 1A bezeichnet das Bezugszeichen 13 einen Kupferstreifenleiter für die Erdung der Mikrostreifenleitung 15, und die Symbole g₁ und g₂ bezeichnen Lücken von jeweils 0,5 mm Breite.

Ein Feld H₀ zur Vormagnetisierung wurde zum Einstellen der Resonanzfrequenz des die magnetostatische Welle ausnut­ zenden Schaltungselements 1 auf ca. 5 GHz angelegt und mit einem Netzwerkanalysator wurde die Durchgangscharakteristik des die magnetostatische Welle ausnutzenden Schaltungsele­ ments 1 gemessen. Die Meßergebnisse sind in Fig. 6 darge­ stellt und machen deutlich, daß im Frequenzbereich zwischen 5,2 GHz und 5,3 GHz Nebenmoden absorbiert wurden und nicht auftraten in einem Frequenzbereich von ± 20 MHz um die Haupt­ resonanz herum.

Wenn die Stärke des vormagnetisierenden Feldes und damit die Resonanzfrequenz des Schaltungselements schrittweise zwischen 5 GHz und 5,5 GHz geändert wurde, wurde die Neben­ mode absorbiert und trat innerhalb eines Frequenzbereichs von ± 20 MHz um die Hauptresonanz herum nicht auf. Diese Tatsache wird auf die Kleberschicht 8, die die akustische Welle absorbiert, zurückgeführt.

Vergleichsbeispiel (Schaltungselement, aufgebaut nach Stand der Technik)

Als ein Vergleichsbeispiel wurde ein die magnetostati­ sche Welle ausnutzendes Schaltungselement 16, ähnlich zur Ausführungsform 1 aufgebaut, wie es in Fig. 2A gezeigt ist. Dieses Vergleichsbeispiel umfaßte einen Resonator für die magnetostatische Welle, ähnlich dem Resonator 6, wie er in Ausführungsform 1 verwendet wurde, aber ohne die Epoxyharz­ schicht 8, wie sie in Fig. 1B gezeigt ist. Der magnetosta­ tische Resonator 6 wurde in die Lücke g auf eine Mikrostrei­ fenleitung 15 ähnlich wie in Ausführungsform 1 eingesetzt, wobei diese Lücke g länger als die Länge l₁ des Resonators 6 ist. Ähnlich wurde eine Seitenelektrode 4a mittels Kupfer­ streifenleiter 12a an einen Streifenleiter 11 gelötet und die Elektrode 4b wurde mittels Kupferstreifenleiter 12b an die Blindleitung 7 zur Impedanzanpassung gelötet.

Ein vormagnetisierendes Feld H₀ wurde angelegt, um die Resonanzfrequenz des Schaltungselements 16 auf ca. 5 GHz einzustellen und die Durchgangscharakteristik des Schal­ tungselements 16 wurde mit einem Netzwerkanalysator gemessen. Das Meßergebnis ist in Fig. 4 dargestellt und man erkennt kleine Nebenmoden in der Nähe der Hauptresonanz im Frequenz­ bereich zwischen 5,2 GHz und 5,3 GHz.

Wenn die Stärke des vormagnetisierenden Feldes schritt­ weise geändert wurde, um die Resonanzfrequenz zwischen 5 GHz und 5,5 GHz abzustimmen, wurde eine Verschiebung der Neben­ modenresonanz von der niederfrequenten Flanke zur hochfre­ quenten Flanke der Hauptresonanz in Fig. 5 beobachtet.

Ausführungsform 2

Ausführungsform 2 ist in Fig. 3 dargestellt. In dieser Ausführungsform wird ein magnetostatischer Resonator 6 ähnlich dem in Ausführungsform 1 verwendet. Wie oben werden auf einer Mikrostreifenleitung 15 mit dielektrischem Element 14 zwischen einem Paar elektrisch leitender Streifen fünf fingerförmige Elektroden 10 mit jeweils 30 µm Breite und 3 mm Länge geätzt. Dann werden ein Kupferstreifenleiter 11 als Verbindung zu einem Schaltkreis negativen Widerstandes und ein anderes Substrat (zweites Substrat) 9 mit einem Blind­ leiter 7 für die Impedanzanpassung (mit der Breite w) ver­ bunden. Der magnetostatische Resonator 6 wird auf den finger­ förmigen Elektroden 10 auf der Mikrostreifenleitung 15 be­ festigt, womit das die magnetostatische Welle ausnutzende Schaltungselement 17 vollständig ist. Ausführungsform 2 unterscheidet sich von Ausführungsform 1 dadurch, daß die größere Oberfläche 2b, die mit einer Epoxyharzschicht 8 der Dicke 10 µm beschichtet ist, oberhalb der größeren Oberfläche 2a liegt, wie in Fig. 3 dargestellt.

Ein vormagnetisierendes Feld H₀ wurde an das Schaltungs­ element 17 angelegt, um die Resonanzfrequenz auf ca. 5 GHz einzustellen, und die Durchgangscharakteristik des Schal­ tungselements 17 wurde mit einem Netzwerkanalysator gemessen. Das Meßergebnis ist in Fig. 8 dargestellt und man erkennt, daß auch hier keine Nebenmodenresonanzen in einem Frequenz­ bereich von ± 20 MHz um die Hauptresonanz herum innerhalb des Frequenzbereichs zwischen 5,2 GHz und 5,3 GHz auftreten.

Wenn die Stärke des vormagnetisierenden Feldes an dem Schaltungselement 17 schrittweise geändert wurde, um die Resonanzfrequenz zwischen 5 GHz und 5,5 GHz abzustimmen, traten keine Nebenmodenresonanzen im Frequenzbereich von ± 20 MHz um die Hauptresonanz herum auf.

Ein magnetostatischer Resonator nach Stand der Technik ohne Epoxyharzbeschichtung 8 wurde in das Schaltungselement 17 in Fig. 3 eingebaut und die Durchgangscharakteristik des Schaltungselements 17 wurde bei angelegtem vormagnetisieren­ dem Feld mit einem Netzwerkanalysator gemessen. Das Meßergeb­ nis ist in Fig. 7 dargestellt und man sieht, daß zusätzlich zur Hauptresonanz im Frequenzbereich zwischen 5,2 GHz und 5,3 GHz kleine Nebenmodenresonanzen in der Nähe der Hauptreso­ nanz auftraten. Auch war die Höhe der Resonanz halb so groß wie die bei dem vergleichbaren die magnetostatische Welle ausnutzenden Schaltungselement 16.

Ausführungsform 3

Ausführungsform 3 unterscheidet sich von Ausführungsform 1 in Fig. 1A dadurch, daß ein magnetostatischer Resonator 6 mit einer 10 µm dicken Schicht elektrisch leitenden Klebers namens Dortite (Handelsname, Fujikura Kasei Co., Ltd., elek­ trisch leitende Kleber mit Leiterelementen, wie Ag, Cu-Ag, C, etc., Bindeharzen wie Epoxy, Phenol, Polyimid etc.) anstatt eines Resonators 6 mit einer Epoxyharzbeschichtung 8 wie in Fig. 1B verwendet wurde. Wie bei der Ausführungsform 1 wird der Resonator 6 in die Lücke g auf der Mikrostreifenleitung 15 eingesetzt, wobei die Lücke länger als die Länge l₁ des Resonators 6 ist. Dann wird eine Seitenelektrode 4a über einen Kupferstreifenleiter 12a mit einem Streifenleiter 11 verbunden und eine Seitenelektrode 4b über einen Kupfer­ streifenleiter 12b mit der Blindleitung 7 für die Impedanz­ anpassung, womit das die magnetostatische Welle ausnutzende Schaltungselement 1 vollständig ist.

Ein vormagnetisierendes Feld H₀ wurde angelegt, um die Resonanzfrequenz dieses Schaltungselements 1 auf ca. 5 GHz einzustellen, und die Durchgangscharakteristik des Schal­ tungselements 1 wurde mit einem Netzwerkanalysator gemessen.

Das Meßergebnis ist in Fig. 6 dargestellt und man sieht, daß auch hier die Nebenmodenresonanz absorbiert wurde und nicht auftrat innerhalb eines Frequenzbereichs von ± 20 MHz um die Hauptresonanz herum über einen Frequenzbereich von 5,2 GHz bis 5,3 GHz.

Wenn die Stärke des vormagnetisierenden Feldes schritt­ weise geändert wurde, um die Resonanzfrequenz des Schaltungs­ elements 1 zwischen 5 GHz und 5,5 GHz abzustimmen, wurden Nebenmodenresonanzen absorbiert und traten nicht aufinner­ halb eines Frequenzbereichs von ± 20 MHz um die Hauptresonanz herum.

In den obenbeschriebenen Ausführungsformen wurden Epoxy­ harzkleber und Dortite als Beispiele für schallabsorbierende Materialien genannt. Es ist jedoch offensichtlich, daß bei der vorliegenden Erfindung das Auftreten von Nebenmoden­ resonanzen auch mit anderen geeigneten organischen Klebern, Lötpasten oder leitenden Klebern unterdrückt werden kann.

Obgleich die schallabsorbierende Schicht auf der größeren Oberfläche des Substrats gegenüber der größeren Oberfläche mit der dünnen ferrimagnetischen Schicht ent­ sprechend der vorliegenden Erfindung aufgebaut wurde, kann die schallabsorbierende Schicht auch auf den Seitenflächen des Substrats aufgebracht werden.

Man erkennt aus der vorangegangenen Beschreibung der Einzelheiten der vorliegenden Erfindung, daß bei einem die magnetostatische Welle ausnutzenden Schaltungselement mit einem magnetostatischen Ausbreitungsmedium auf einer der größeren Oberflächen eines nichtmagnetischen Substrats eine Schicht zur Absorption von Schallwellen auf der anderen größeren Oberfläche des Substrats aufgebracht ist, so daß eine unerwünschte Nebenmode effizient in einem großen Frequenzbereich unterdrückt werden kann und unerwünschte Ver­ schlechterung der Resonanzeigenschaften des Schaltungs­ elements vermieden werden können.

Claims (3)

1. Magnetostatisches Filter, das umfaßt:
ein nicht-magnetisches Substrat (2), eine dünne Schicht (3) aus ferrimagnetischem Material auf einer Oberfläche (2a) des Substrats (2), in der eine magnetostatische Welle induziert wird, gekennzeichnet durch
eine Schicht (8) auf der anderen (2b) Oberfläche des Substrats (2), die durch die magnetostatische Welle induzierte mechanische Schwingungen absorbiert.

2. Magnetostatisches Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Elektroden (5) auf der dünnen Schicht (3) aufgebracht sind, über die eine magnetostatische Welle in der dünnen Schicht (3) induziert wird.

3. Magnetostatisches Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine dünne Schicht (3) ferrimagnetischen Materials auf einem ersten nichtmagnetischen Substrat (2) aufgebracht ist und Elektroden (10) auf einem zweiten nicht-magne­ tischen Substrat (9) aufgebracht sind, wobei über die Elektroden (10) in der dünnen ferrimagnetischen Schicht (3) eine magnetostatische Welle induziert wird.