JPH01149609A - 静磁波遅延装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、静磁波による遅延線の反射特性の改良に関す
るものである。特に発振器を構成した場合の安定性向上
や低ノイズ化に関するものである。

（従来の技術） 第２図に静磁波共鳴（静磁波：Ｍａｇｎｅｔ。

５ｔａｔｉｃ　　Ｗａｖｅ：ＭＳＷ）の原理図を示す、
ＹＩＧ　（イツトリウム−鉄−ガーネット）単結晶１に
矢印２の方向に直流磁界Ｈ０が印加されると、このＹＩ
Ｇ単結晶１の磁気モーメントは直流磁界Ｈ６の方向に並
ぶ。このＹＩＧ単結晶１にはトランスジューサ３からマ
イクロ波が供給される。その結果磁気モーメントは５に
示すように歳差運動を始める。この歳差運動の回転周波
数を磁気共鳴周波数という、マイクロ波の周波数がこの
磁気共鳴周波数に接近すると、マイクロ波は歳差連動に
引込まれ速度が急に落ちる。このようなマイクロ波を特
に静磁波といい、その共鳴周波数は直流磁界に比例する
。静磁波の連行先にさらに３と同様のトランスジューサ
を設けることにより、静磁波を再び電気信号に変えるこ
とができ、このようにして静磁波遅延線が形成される。

第３図に静磁波遅延線を用いた従来の静磁波発振回路の
例を示す、静磁波遅延線１０はＧＧＧ（ガドリニウム−
ガリウム−ガーネット）基板１６上に厚さが２０μｍ程
度のＹＩＧ　（イツトリウム−鉄−ガーネット）フィル
ム１１を形成し、この上にマイクロ波入出力用のトラン
スジューサ１３および１７を設ける構成となっている。

静磁波遅延線１０の出カドランスジューサ１７はマイク
ロ波増幅器１８に接続し、マイクロ波増幅器１８の出力
は方向性結合器１９に接続し、方向性結合器１９の出力
が静磁波遅延線１０の入カドランスジューサ１３に接続
して発振ループを形成する。

印加静磁場Ｈ，の強度を変えることにより、発振周波数
を変化することができる。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、トランスジューサ１３．１７は電気信号
ラインの特性インピーダンス（通常５０Ωがよく用いら
れる）に合せる必要があるが、広帯域でマツチングをと
るのは困難である。マツチングがとれないと、例えばト
ランスジューサ１７と増幅器１８の間で反射が起き、ト
ランスジューサ１７から静磁波が逆方向に放射される等
により発振が不安定となる。また出力に余分な周波数成
分（ノイズ）が含まれてしまう。

本発明は上記のような問題点を解決するためになされた
もので、静磁波による遅延線の反射特性を改善すること
を目的とする。さらに静磁波遅延線で発振器を構成した
ときに発振の安定性の向上、低ノイズ化を図ることを目
的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明は印加直流磁界の強度に対応した伝搬時間を持つ
静磁波遅延装置に係るもので、その特徴とするところは
反射特性が同一の２つの静磁波遅延線と、この２つの静
磁波遅延線の入力端子にその２つの出力ポートがそれぞ
れ対応して接続する第１の３ｄＢ９０°ハイブリッド素
子と、前記２つの静磁波遅延線の出力端子にその２つの
入力ポートがそれぞれ対応して接続する第２の３ｄＢ９
０′″ハイブリッド素子とを備え、第１の３ｄＢ９０°
ハイブリッド素子の入力ポートの一方をその入力端子と
して他方に終端抵抗を接続し、第２の３ｄＢ９０°ハイ
ブリッド素子の出力ポートの一方に終端抵抗を接続して
他方をその出力端子とする点にある。

（作用） ３ｄＢ９０°ハイブリッド素子の作用により反射ノイズ
が電気信号ラインに重畳しないので、反射特性を改善で
きる。

（実施例） 以下本発明を図面を用いて詳しく説明する。

第１図は本発明に係る静磁波遅延装置の一実施例でここ
では発振回路を構成したものを示す構成ブロック図であ
る。第３図と同一の部分は同じ記号を付して説明を省略
する。静磁波遅延袋ｒＩ１．ｌ。

Ｏにおいて、２０は方向性結合器１９の出力がその一方
のポートＰ１に接続する４ポートの３ｄＢ９０°ハイブ
リッド素子である。Ｒ１は３ｄＢ９０°ハイブリッド素
子２０の他方の入力ポートＰ２にその一端が接続しその
他端がコモンに接続する終端抵抗、１０ａ、１０１）は
３ｄＢ９０°ハイブリッド素子２０の出力ポートＰ３．
Ｐ’４がその入カドランスジューサ１３ａ、１３ｂにそ
れぞれ対応して接続する静磁波遅延線、２１は静磁波遅
延線１０ａ、１０ｂの出カドランスジューサ１７ａ、１
７ｂが入カポ−）Ｐｉ、Ｐ２にそれぞれ対応して接続す
る第２の３ｄＢ９０°ハイブリッド素子、Ｒ２はこの３
ｄＢ９０°ハイブリッド素子２１の一方の出力ポートＰ
３にその一端が接続しその他端がコモンに接続する第２
の終端抵抗である。３ｄＢ９０°ハイブリッド素子２１
の他方の出力ポートＰ４は増幅器１８に接続する。適当
な磁場発生源により静磁場ト１．が遅延線１０ａ、１０
ｂに加えられる。

ここで３ｄＢ９０°ハイブリッド素子とは一般に次のよ
うなものを呼ぶ。ポートＰ１から入力したマイクロ波パ
ワーは１／２ずつすなわち３ｄＢずつ減少してポートＰ
３と２４に出力される。またポートＰ４の出力はポート
Ｐ３より９０°位相が遅れる。対称に動作し、他のポー
トからマイクロ波パワーを入力しても同様である。３ｄ
Ｂ９００ハイブリッド素子は例えばパターニングにより
線と線を適当に近づけて配置する等により構成できる。

広帯域で特性の良いものは例えばＬａｎｇｅカプラと呼
ばれ、よく使われる。

２つの静磁波遅延線１０ａ、１０ｂとしては第３図の１
０と同様の構成で特性がよく揃ったものを使用し、例え
ばトランスジューサのパターンやＹＩＧ薄膜の静磁波伝
送路、さらには静磁場強度等も同一とする。

また２つの終端抵抗Ｒ＋　、Ｒ２は電気信号ラインの特
性インピーダンスにマツチングしたものを使用する。

上記のような構成の装置の動作を次に説明する。

３ｄＢ９０＠ハイブリッド素子２０のポートＰ１に入力
したマイクロ波パワーの半分はポートＰ３を通ってトラ
ンスジューサ１３ａへ導かれ、他の半分は９０°位相が
遅れてポートＰ４を通りトランスジューサ１３ｂに達す
る。トランスジューサ１３ａ、１３ｂでマイクロ波の反
射が起こると、反射波が再びポートＰ３．Ｐ４へ戻るが
、ポートＰ１→ポートＰ３→トランスジューサ１３ａ→
ポートＰ３→ポートＰ１のパスと、ポートＰ１→ポート
Ｐ４→トランスジューサ１３ｂ→ポートＰ４→ポートＰ
１のパスとの位相差は、後者のパスでポートＰ１→ボー
）Ｐ４およびポートＰ４→ポートＰ１の部分でそれぞれ
９０°位相が遅れるので１８０°　（逆位相）となり、
戻りパワーはポートＰ１には現れない、またポートＰ１
→ポートＰ３→トランスジューサ１３ａ→ポートＰ３→
ポートＰ２のパスと、ポートＰ１→ポートＰ４→トラン
スジューサ１３ｂ→ポートＰ４−ポートＰ２のパスとの
位相差は、前者のパスでポートＰ３→ポートＰ２の部分
で９０１位相が遅れ、後者のパスでポートＰ１→ポート
Ｐ４の部分で９０°位相が遅れるので０°　（同位相）
となり、その結果反射パワーは全てポートＰ２を介して
終端抵抗Ｒ１に吸収される０次にトランスジューサ１３
ａ、１３ｂから放射された静磁波はＹＩＧＡＭ上を伝搬
して、９０°位相差のままトランスジューサ１７ａ、１
７ｂ″Ｃ−電気信号に変換される。この２つの電気信号
は３ｄＢ９０°ハイブリッド素子２１のポートＰ４で同
位相となり、加算して出力される。また３ｄＢ９０°ハ
イブリッド素子２１のポートＰ４から遅延線の方を見込
んだ場合も前述と同じような理由で反射が生じないので
、電気信号ラインの特性インピーダンスとマツチングが
とれる。すなわちポートＰ４から見た両側のインピーダ
ンスをいずれも例えば５０Ωとすることができ、トラン
スジューサ１７ａと増幅器１８の間に反射を生じない、
第１図の発振回路ではループ−巡の位相と各トランスジ
ューサの波長選択性とから発振周波数が決まる。

このような構成の静磁波遅延装置によれば、３６Ｂ９０
°ハイブリッド素子を遅延線対の入出力に接続すること
により、入出力端子にマイクロ波パワーが戻ってこない
ようにしているので、反射特性が秀れている。

また上記の静磁波遅延装置を用いて発振器を構成した場
合には発振ループにおいて反射波による余分な電気信号
がないので、安定性、低ノイズ等の発振特性が秀れてい
る。

なお上記の静磁波発振回路において、各静磁波遅延線１
０ａ、１０ｂ上に遅延線同士のバランスを崩さないよう
に第３のトランスジューサを設けて電気信号を取出すよ
うに構成すれば、寸法の大きい広帯域の方向性結合器を
省略して小形化を図ることができる。

また上記の実施例では静磁波遅延線上で直流磁界の印加
方向に対応して静磁波表面波が発生するが、直流磁界を
他の方向に印加して、静磁波体積波等を発生させてもよ
い。

（発明の効果） 以上述べたように本発明によれば、静磁波による遅延線
の反射特性を簡単な構成で改善できる。

さらにこの静磁波遅延装置で発振器を構成したときに発
振の安定性の向上、低ノイズ化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る静磁波遅延装置の一実施例を示す
構成ブロック図、第２図は静磁波遅延線の原理を示す説
明図、第３図は従来の静磁波発振回路の一例を示す構成
ブロック図である。 ２・・・直流磁界、４・・・静磁波、１０ａ、１０ｂ・
・・静磁波遅延線、１３ａ、１３ｂ・・・入カドランス
ジューサ、１７ａ、１７ｂ・・・出カドランスジューサ
、２ｏ・・・第１の３ｄＢ９０″′ハイブリッド素子、
２１・・・第２の３ｄＢ９０°ハイブリッド素子、１０
０・・・静磁波遅延装置、ＰＩ、Ｒ２・・・入力ポート
、Ｒ３，Ｒ４・・・出力ポート、Ｒ，、Ｒ２・・・終端
抵抗。 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　印加直流磁界の強度に対応した伝搬時間を持つ静磁波
   遅延装置において、反射特性が同一の２つの静磁波遅延
   線と、この２つの静磁波遅延線の入力端子にその２つの
   出力ポートがそれぞれ対応して接続する第１の３ｄＢ９
   ０°ハイブリッド素子と、前記２つの静磁波遅延線の出
   力端子にその２つの入力ポートがそれぞれ対応して接続
   する第２の３ｄＢ９０°ハイブリッド素子とを備え、第
   １の３ｄＢ９０°ハイブリッド素子の入力ポートの一方
   をその入力端子として他方に終端抵抗を接続し、第２の
   ３ｄＢ９０°ハイブリッド素子の出力ポートの一方に終
   端抵抗を接続して他方をその出力端子とすることを特徴
   とする静磁波遅延装置。