JPH01233822A - 静磁波共振器 - 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Ｊ この発明は、フェリ磁性体の薄膜を用いた静磁波共振器
に関するものである。

［従来の技術Ｊ 第６図は例えば唱６２年電子情報通信学会半導体・材料
部門全国大会講演論文集２−２０．２−２１に示された
従来の静磁波共振器を示す斜視図であり、図において、
（１）は矩形のフェリ磁性体＃膜、（２）はフェリ磁性
体薄膜（１）を支持する誘電体基板、（３）はフェリ磁
性体薄膜（１）面上に配置されたストリップ導体、（４
）は複数のストリップ導体よシ成るトランスデユーサ、
（５）は誘電体基板（２）面に密着させた地導体である
。

また、該フェリ磁性体薄膜（１）には膜面に垂直または
平行に直流磁界を印加する必要があるが、この直流磁界
を印加するための磁気回路についてはこの図では省略す
る。

次に動作について説明する。第７図は第６図のＡ−Ａ＠
面であ夛矢印で示すように共振時にはｙ成分高周波磁界
をもつ静磁波の定在波が存在する。

また、例えば５本のストリップ導体（３）を用いたトラ
ンスデユーサ（４）の高周波電流によ）誘起される高尚
波磁界は第８図（ｂ）中に磁力線を点線で示すように分
布する。この高周波磁界はｙ成分をもつため、同じ＜ｙ
ｆＥｆｃ分高周波分界周波磁界磁波と結合する。

各ストリップ導体（３）の高同波電流は同位相であシ、
ストリッツ導体（３）に接するフェリ磁性体薄膜（１）
の局部で特に強く高周波磁界が誘起されるため、第８図
（ａ）に破線で示す静磁波基本モード共振の他に・実線
で示すように、ストリップ導体（３）の位置において同
じ極性をもつ定在波の静磁波高次モードが結合し易い。

この定在波の波長はストリップ導体（３）間隔にはば一
致する。

なお、第８図（ａ）において両端の定在波の形が正弦波
状から崩して示しているのは第９図に示すように、直流
磁界を膜面に垂直に加えた場合にはフェリ磁性体薄膜（
１）端部において反磁界が急激に減少するため、内部直
流磁界が大きくなシ、静磁波が遮断していることを表し
ている。

第１Ｏ図に該静磁波共振器の応用例である可変周波数発
振器の構成を示す。（６）はＦｇＴ（を界効果トフンジ
スタ）　、　（７）は整合回路、（８）は負荷である。

また、静磁波共振器のトランスデユーサ（４）の一端は
短絡されている。いま、−点鎖線で示す基準面Ｂで切離
した場合における静磁波共振器側、Ｆ　Ｅ　Ｔ　（６）
側を見た複素数の反射係数をｒｒ、　ｒａとする。この
発振条件は式（１）で与えられる。

１Ｆｒｉｌ／’ａｌ＞　　１　　、　　　　乙ｒｒ＋　
ｔＦａ＝　　０　　　　　　　　　（１）第１１図には
、スミス図表上にＦ　Ｅ　Ｔ　（６）側反射係数の逆数
１．／／’ａの一例を一点鎖線で、また、従来の静磁波
共振器の反射係数Ｆｒを実線で示す。式（１）よシ、−
点鎖線の外側である斜線部に、静磁波共振器側反射係数
ｒｒが存在すると発振する。図中のＪＪ’ｒａ　、　／
’ｒ軌跡上に基本モードの共振周波数ｆｌと高次モード
の共振同波数ｆ２を示す。従来の静磁波共振器では、基
本セードの他にストリップ導体（３）間隔にほぼ一致す
る波長の静磁波高次モードが結合し易いため、高次モー
ドの共振周波数ｆ２においても不要発振する可能性があ
る。

〔発明が解決しようとする問題点Ｊ 従来の静磁波共振器はトランスデユーサ（４）が複数の
ストリップ導体（３）で構成されているので、ストリッ
プ導体（３）間隔にほぼ等しい静磁波高次モードが結合
し易く、可変周波数発振器を構成する場合などでは、不
要発振が起きる可能性があ夛、発振同波数を９変できる
帯域が狭くなるなどの問題があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、静磁波高次モードを抑制できる静磁波共振器
を得ることを目的とするＯ〔問題点を解決するための手
段」 この発明に係る静磁波共振器は、トランスデユーサに用
いるストリップ導体幅をフェリ磁性体薄膜の幅の約３分
の１以上としたものである。

〔作用」 この発明における静磁波共振器では、高次七−ド全てに
対して結合が疎となシ基本モードに対してのみ結合が密
となるようなストリップ導体幅のトランスデユーサを設
けているため、高次モード共振が抑制される。

〔発明の実施例」 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図において、（９）は、矩形フェリ磁性体薄膜（１）の
中心軸であるＸ軸に市って配置され、フェリ磁性体薄膜
（１）の幅の約３分の１の幅をもつ幅広のストリップ導
体である。

なお、（１）、（２）、（５）は従来のものと同一でろ
る。

また、従来の説明と同様、直流磁界を印加するための磁
気回路については図では省略する。

第２図（ａ）に、第１図に示した本発明による静磁波共
振器のＣ−Ｃ断面における共振モードの定在波分布を示
す。幅広ストリップ導体（９）が中心にあるため奇対称
なモードは励振されず第２図伝）中破線で示すような偶
対称である基本モード、および実線、−点鎖線で示すよ
うな偶対称な高次モードが励振される。これらの内、最
低次の高次モードは図中−点鎖線で示すように極性の反
転した定在波の山を３つもつモードである。これを第３
次モードと名付ける。第３次モードの波長は、反磁界の
小さな静磁波遮断領域を除いた７工リ磁性体薄！　（１
）の実効的な幅Ｄ　ｅｆｆのＶ３である。この実効的な
幅Ｄｅｆｆは、実寸幅りがフェリ磁性体薄膜＜１）の厚
さの数十倍以上の場合には、Ｄｅｆｆ／　Ｄが２／３以
上である。つまシ第３次モードの波長はフェリ磁性体薄
膜（１）の幅りの約４／９である。

第２図（ｂ）に、幅広ス）ＩＪッグ導体（９）にょシ誘
起される高周波磁界を破線で示す。幅広ストリップ導体
（９）の近傍のフェリ磁性体薄膜（１）内に励振される
高周波磁界はｙ方向にほぼ一様となるＱ幅広ストリップ
導体（９）の幅Ｗをフェリ磁性体薄膜の幅りの約１／３
としているため、はぼ第３次セードの波長に一致し、第
２図（ｂ）甲、斜線で示す極性反転部が相殺し結合が小
さくなる。さらに５次以上のモードは３次モードに比較
し波長が短いためこれら高次モードについても結合が小
さくなる。一方、基本モードについては第２図（ｂ）中
破線で示すように極性が反転しないため結合は蜜になる
。こｎらのモードの結合係数とストリップ導体幅Ｗとの
関係の計算例を第３図に示す。この図の横軸はストリッ
プ導体幅Ｗとフェリ磁性体薄膜（１）の実効的な幅Ｄｅ
、ｔ’ｆとの比である。Ｗ／Ｄｅｒｒが２／３の場合に
は、ストリップ導体幅Ｗが３次モードの波長に一致する
ため結合係数はＯになる。この図よ）すべての高次モー
ドの結合係数を約０．２５以下にするにはＷ／　Ｄｅｆ
ｆはｌ／２以上とすれば良いことがわかる。ここでＤｅ
ｆｆ／Ｄが反磁界の影響によυｖ３以上であることから
、幅広ストリップ導体（９）の幅とフェリ磁性体薄膜（
１）の幅の比Ｗ／Ｄが１／３以上で高次モードを抑制で
きることがわかる。

なお上記実施例ではフェリ磁性体薄膜（１）と幅広スト
リップ導体（９）を密着したものを示したが、第４図に
示すようにフェリ磁性体薄膜（１）と幅広ストリップ導
体（９）との間に誘電体層（１０）を設け、この誘電体
層（１０）の厚さによυ静磁波基本モード共振の結合量
や共振の鋭さを表わすＱ値を調整する場合にも同様の効
果を奏する。この誘電体層（ｌＯ）にはフェリ磁性体薄
膜（υとほぼ同じ結晶格子定数をもつ材料を用いてもよ
い。

また、上記実施例では、誘電体基板（２）側に地導体（
５）を設けたものを示したが、第５図に示すように他の
誘電体板（１１）を用いて形成したマイクロストリップ
線路（１２）の幅広ストリップ線路（９）上にフェリ磁
性体薄膜（１）を配置しても同様の効果を奏する。

さらに、上記実施例ではフェリ磁性体薄膜（１）の膜面
に垂直に直流磁界を印加した場合について示したが、膜
に平行や斜めに印加した場合には、垂直に印加した場合
に比較し反磁界の影響が小さくなることを考慮し、スト
リップ導体１ｗＡを若干広げれば実施例と同様な効果が
得られる。

〔発明の効果ｊ 以上のように、この発明によれば静磁波共振器のトラン
スデユーサに、最低次の高次セードの波長以上の１＠を
もつストリップ導体を用いているので、高次モード共振
を抑制できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による静磁波共振器を示す斜視図、第２
図、第３図は本発明の動作説明図、第４、第５図はこの
発明の他の実施例を示す斜視図、第６図は従来の静磁波
共振器を示す斜視図、第７、第８．第９図は従来の動作
説明図、第ｉｏ、第ｔｉ図は従来の応用例説明図。 （１）はフェリ磁性体薄膜、（２）は誘電体基板、（３
）はストリップ導体、（４）はトランスデユーサ、（５
）は地導体、（６）はＦ’　Ｅ　Ｔ　、（７）は整合回
路、（８）は負荷、（９）は幅広ストリップ導体、（ｌ
Ｏ）は誘電体層、（１１）は誘電体板、（１２）はマイ
クロストリップ線路である。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　左右対称形状の矩形フェリ磁性体薄膜の膜の表面また
   は該表面に形成した誘電体の表面に、該フェリ磁性体薄
   膜の対称軸に垂直な辺の長さの約３分の１以上の幅をも
   つストリップ導体を対称軸に沿つて配置し、該フェリ磁
   性体薄膜に直流磁界を印加する手段を備えたことを特徴
   とする静磁波共振器。