JPH04105401A - Magnetostatic wave filter - Google Patents
Magnetostatic wave filterInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、マイクロ波無線装置に用いる静磁波フィルタ
に係わり、特に挿入損失の低減された静磁波フィルタに
関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a magnetostatic wave filter used in a microwave radio device, and more particularly to a magnetostatic wave filter with reduced insertion loss.
（従来の技術）
従来の静磁波フィルタの構成図を第３図（ａ）、（ｂ）
、（ｅ）に示す。但し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は同じ
くその平面図、（Ｃ）は（ｂ）図の■−■断面図である
。(Prior art) The configuration diagram of a conventional magnetostatic wave filter is shown in Fig. 3 (a) and (b).
, shown in (e). However, (a) is a perspective view, (b) is a plan view thereof, and (C) is a cross-sectional view taken along the line (1)--(2) of (b).
図において、１は誘電体基板、２は強磁性体単結晶薄膜
を片面に形成した単結晶基板（以下試料という）、３．
４はスペーサ、５は誘電体基板１に形成された金属薄膜
パターン、６は接地導体、７は入力側パラレルストリッ
プ・トランスジューサ、８は出力側パラレルストリップ
・トランスジューサである。試料２としては、例えばガ
ドリニウム・ガリウム・ガーネット（Ｇ、Ｇ、Ｇ、）基
板上にイツトリウム・鉄・ガーネット（Ｙ、１．Ｇ、ト
薄膜を形成したもので、その薄膜側が誘電体基板１に対
向するように配置されている。そして、金属薄膜パター
ン５、入力側パラレルストリップ・トランスジューサ７
及び出力側パラレルストリップ・トランスジューサ８等
が、例えば誘電体基板１上にフォトエツチング法を用い
て形成されたものであり、金属薄膜パターン５、誘電体
基板１及び接地導体６によりマイクロストリップ線路を
構成している。なおスペーサ３．４は低透磁率で、かつ
低誘電率の材料を用いる。In the figure, 1 is a dielectric substrate, 2 is a single crystal substrate with a ferromagnetic single crystal thin film formed on one side (hereinafter referred to as a sample), 3.
4 is a spacer, 5 is a metal thin film pattern formed on the dielectric substrate 1, 6 is a ground conductor, 7 is an input side parallel strip transducer, and 8 is an output side parallel strip transducer. As sample 2, for example, a thin film of yttrium/iron/garnet (Y, 1.G, G) is formed on a gadolinium/gallium/garnet (G, G, G,) substrate, and the thin film side is on the dielectric substrate 1. The metal thin film pattern 5 and the input side parallel strip transducer 7 are arranged to face each other.
and an output side parallel strip transducer 8, etc., are formed, for example, on the dielectric substrate 1 using a photoetching method, and the metal thin film pattern 5, the dielectric substrate 1, and the ground conductor 6 constitute a microstrip line. are doing. Note that the spacer 3.4 is made of a material with low magnetic permeability and low dielectric constant.
このような構成において、Ａ点から入力されな高周波信
号はマイクロストリップ線路に沿って試料２の下部に設
置された入力側パラレルストリップ・トランスジューサ
７に伝送される。ここで試料２は直流磁界を印加して磁
化させておく。入力側パラレルストリップ・トランスジ
ューサ７から生じる高周波磁界により試料２の強磁性体
薄膜上に静磁波が励振され、出力側パラレルストリップ
・トランスジューサ８の方向へ静磁波は伝搬する。In such a configuration, the high frequency signal input from point A is transmitted along the microstrip line to the input side parallel strip transducer 7 installed below the sample 2. Here, sample 2 is magnetized by applying a DC magnetic field. A high frequency magnetic field generated from the input side parallel strip transducer 7 excites a magnetostatic wave on the ferromagnetic thin film of the sample 2, and the magnetostatic wave propagates in the direction of the output side parallel strip transducer 8.
次に、出力側パラレルストリップ・トランスジューサ８
で静磁波のエネルギーは高周波磁界に変換され、マイク
ロストリップ線路に沿ってＢ点に伝送される。したがっ
て、Ａ点からＢ点への伝送特性は印加した直流磁界の大
きさ、強磁性体薄膜の飽和磁化の大きさ及び入出力パラ
レルストリップ・トランスジューサの形状により決まる
周波数帯域のみが通過する帯域通過特性を示す。Next, the output side parallel strip transducer 8
The energy of the static magnetic wave is converted into a high-frequency magnetic field and transmitted to point B along the microstrip line. Therefore, the transmission characteristic from point A to point B is a bandpass characteristic in which only the frequency band determined by the magnitude of the applied DC magnetic field, the magnitude of saturation magnetization of the ferromagnetic thin film, and the shape of the input/output parallel strip transducer passes. shows.
（発明が解決しようとする課題）
上記構成の従来のフィルタにおいては、入力側、出力側
トランスジューサのＡ点及びＢ点から薄膜Ｙ、１．Ｇ、
側を見込んだインピーダンス、すなわち、トランスジュ
ーサの等価インピーダンスはフィルタの外部回路のイン
ピーダンスと一般に一致していない。この等価インピー
ダンスはトランスジューサの長さ、幅、周期やＹ、１．
Ｇ、薄膜の磁気特性に依存する。そのため、等価インピ
ーダンスを外部回路のインピーダンスに一致するように
設計することは大変困難である。したがって、インピー
ダンスのミスマツチングによりフィルタの挿入損失が増
大するという問題点を有していた。(Problems to be Solved by the Invention) In the conventional filter having the above configuration, the thin film Y, 1. G.
The impedance looking into the side, ie, the equivalent impedance of the transducer, is generally not matched to the impedance of the filter's external circuitry. This equivalent impedance is determined by the length, width, period, and Y of the transducer.
G, depends on the magnetic properties of the thin film. Therefore, it is very difficult to design the equivalent impedance to match the impedance of the external circuit. Therefore, there is a problem in that the insertion loss of the filter increases due to impedance mismatching.
そこで本発明の目的は、トランスジューサの構成を変え
ることなく、インピーダンスのミスマツチングによる挿
入損失を低減できる静磁波フィルタを提供することであ
る。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a magnetostatic wave filter that can reduce insertion loss due to impedance mismatching without changing the configuration of a transducer.
（課題を解決するための手段）
上記目的を達成するために、本発明の静磁波フィルタに
おいては、強磁性体単結晶薄膜が面上に形成された単結
晶基板を用いる静磁波フィルタであって、送信用、受信
用トランスジューサのうち少なくとも一方のトランスジ
ューサに、インピーダンス整合回路をトランスジューサ
の形成されていない基板上で、かつＹ、１．Ｇ、薄膜の
設置されていない部分に構成せしめるようにしたもので
ある。(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above object, the magnetostatic wave filter of the present invention is a magnetostatic wave filter using a single crystal substrate on which a ferromagnetic single crystal thin film is formed. , an impedance matching circuit is provided on at least one of the transmitting and receiving transducers on a substrate on which no transducer is formed, and Y, 1. G. It is constructed in a part where a thin film is not installed.
（作用）
上記のように構成された静磁波フィルタは、静磁波フィ
ルタの挿入損失の内の大部分が静磁波の励振・検出に用
いられるトランスジューサの等価インピーダンスが電気
回路系の特性インピーダンスとは一般に異なるためによ
り生じていることを積極的に利用したものである。(Function) In the magnetostatic wave filter configured as above, most of the insertion loss of the magnetostatic wave filter is due to the fact that the equivalent impedance of the transducer used for excitation and detection of the magnetostatic wave is generally different from the characteristic impedance of the electric circuit system. It actively takes advantage of the fact that this is caused by differences.
一般に電気回路系の特性インピーダンスは、例えば５０
Ωや７５Ωとなっている。しかし、静磁波フィルタのト
ランスジューサの等価インピーダンスは、一般に、５０
Ωや７５Ωとは異なり、純抵抗成分の他にサセプタンス
成分を同時に持っているため、インピーダンスの不整合
により挿入損失が生じる。Generally, the characteristic impedance of an electric circuit system is, for example, 50
Ω or 75Ω. However, the equivalent impedance of the transducer of a magnetostatic filter is generally 50
Unlike Ω and 75Ω, it has a susceptance component in addition to a pure resistance component, so insertion loss occurs due to impedance mismatch.
また、静磁波フィルタのトランスジューサは、例えばア
ルミナ基板等にマイクロストリップ構造で構成されてい
るため、アルミナ基板上のＹ、１．Ｇ、薄膜の設置され
ていない部分にコイル、コンデンサ、分布定数回路等の
電気回路素子を設置することができる。Furthermore, since the transducer of the magnetostatic wave filter is configured with a microstrip structure on an alumina substrate, for example, Y, 1. G. Electric circuit elements such as coils, capacitors, distributed constant circuits, etc. can be installed in areas where the thin film is not installed.
このようなことから、インピーダンスの整合を行なうた
めの集中定数または分布定数回路素子をトランスジュー
サの形成されている基板上で、かつＹ、１．Ｇ、薄膜の
設置されていない部分に構成することで静磁波フィルタ
の挿入損失を大幅に低減できる。For this reason, lumped constant or distributed constant circuit elements for impedance matching are provided on the substrate where the transducer is formed, and Y, 1. G. The insertion loss of the magnetostatic wave filter can be significantly reduced by configuring it in the part where the thin film is not installed.
（実施例） 次に、実施例について図面を参照して説明する。(Example) Next, examples will be described with reference to the drawings.
第１図は本発明静磁波フィルタの一実施例を示す斜視図
で、１は誘電体基板、２は強磁性体単結晶薄膜を片面に
形成した単結晶基板（試料）、３．４はスペーサ、５は
誘電体基板１に形成された金属薄膜パターン、６は接地
導体、７は入力側パラレルストリップ・トランスジュー
サ、８は出力側パラレルストリップ・トランスジューサ
で、これらは従来例と同じである。。ここで試料２は、
例えばＧ、 Ｇ、 Ｇ、単結晶基板上に液相成長法によ
りＹ、１．Ｇ、単結晶薄膜を形成したものである。また
、入力側、出力側パラレルストリップ・トランスジユー
ザ７．８は例えば真空蒸着によりアルミニューム薄膜を
形成後、フォトリソグラフィーによりパターン形成され
る。そして入力側、出力側パラレルストリップ・トラン
スジューサ７．８は単結晶基板上の強磁性体単結晶薄膜
の形成されている面と対向するよう設置される。FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of the magnetostatic wave filter of the present invention, in which 1 is a dielectric substrate, 2 is a single crystal substrate (sample) with a ferromagnetic single crystal thin film formed on one side, and 3.4 is a spacer. , 5 is a metal thin film pattern formed on the dielectric substrate 1, 6 is a ground conductor, 7 is an input side parallel strip transducer, and 8 is an output side parallel strip transducer, which are the same as in the conventional example. . Here, sample 2 is
For example, G, G, G, Y, 1. G: A single crystal thin film was formed. Further, the input side and output side parallel strip transistors 7.8 are formed by forming an aluminum thin film by vacuum evaporation, for example, and then forming a pattern by photolithography. The input side and output side parallel strip transducers 7.8 are installed so as to face the surface on which the ferromagnetic single crystal thin film is formed on the single crystal substrate.
ここで、中心周波数３．８ＧＨ２の従来の静磁波フィル
タの入出力インピーダンスの測定結果より、その入出力
インピーダンスは１３．４Ω＋ｊ３．２Ωとなっている
。したがって、この入出力インピーダンスを外部回路の
インピーダンス５０Ω上に整合できるように入力整合回
路９および出力整合回路１０を分布定数回路により実現
した。Here, from the measurement results of the input/output impedance of a conventional magnetostatic wave filter with a center frequency of 3.8 GH2, the input/output impedance is 13.4Ω+j3.2Ω. Therefore, the input matching circuit 9 and the output matching circuit 10 are realized by distributed constant circuits so that the input/output impedance can be matched to the impedance of 50Ω of the external circuit.
一例として、第２図に示すように入力側と出力側を対称
とし、厚さ０．６ｍ／ｍのアルミナセラミックスの誘電
体基板１（比誘電率＝１０）の表面に設けた幅０．６ｍ
／ｍの金属薄膜パターンと入力及び出力側トランスジュ
ーサの接続点で、試料２の長手方向に沿って、夫々幅１
．７５ ｍ／ｍ、長さ７．６ｍ／ｍの長方形の薄膜とさ
らにその先端中央部に続いて幅０．６ ｍ／ｍ 、長さ
４．４８ ｍ／ｍの長方形の薄膜を接合した整合回路９
．１０を設けたところ、従来は挿入損失が４．４ｄＢで
あったものが、本発明では１．１ ｄＢとなり、３．３
ｄＢも低減することができた。As an example, as shown in Fig. 2, the input side and the output side are symmetrical, and a width of 0.6 m is provided on the surface of an alumina ceramic dielectric substrate 1 (relative permittivity = 10) with a thickness of 0.6 m/m.
/m of the metal thin film pattern and the input and output side transducers, along the longitudinal direction of the sample 2, each with a width of 1
．． A matching circuit consisting of a rectangular thin film with a width of 75 m/m and a length of 7.6 m/m, and a rectangular thin film with a width of 0.6 m/m and a length of 4.48 m/m connected to the center of the tip. 9
．． 10, the insertion loss was 4.4 dB in the past, but in the present invention it is 1.1 dB, which is 3.3 dB.
It was also possible to reduce the dB.
なお、説明では入力側及び出力側の両方にインピーダン
ス整合回路を設けたが、その何れか一方のみに設けても
効果がある。In the explanation, the impedance matching circuit is provided on both the input side and the output side, but it is also effective to provide it on only one of them.
（発明の効果）
以上述べた通り、本発明によれば、静磁波フィルタの入
出力インピーダンスを整合回路を設けることで、外部回
路のインピーダンスに整合することで、不整合による挿
入損失をなくし、全体の挿入損失を大幅に低減できる。(Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, by providing a matching circuit to match the input and output impedance of the magnetostatic filter to the impedance of the external circuit, insertion loss due to mismatching is eliminated, and the overall Insertion loss can be significantly reduced.
したがって、その効果は大である。Therefore, the effect is great.
第１図は本発明静磁波フィルタの一実施例を示す斜視図
、第２図は本発明静磁波フィルタの測定結果を比較する
ための実際に使用した寸法例、第３図（ａ）、（ｂ）、
（Ｃ）は従来の静磁波フィルタを示し、（ａ）は斜視図
、（ｂ）は平面図、（Ｃ）は（ｂ）図の■−■断面図で
ある。
１・・・誘電体基板、２・・・強磁性体単結晶薄膜を片
面に形成した単結晶基板（試料）、３．４・・・スペー
サ、５・・・金属薄膜パターン、６・・・接地導体、７
・・・入力側パラレルストリップ・トランスジューサ、
８・・・出力側パラレルストリップ・トランスジューサ
、９・・・入力側整合回路、１０・・・出力側整合回路
。Fig. 1 is a perspective view showing an embodiment of the magnetostatic wave filter of the present invention, Fig. 2 is an example of dimensions actually used to compare the measurement results of the magnetostatic wave filter of the present invention, and Fig. 3 (a), ( b),
(C) shows a conventional magnetostatic wave filter, (a) is a perspective view, (b) is a plan view, and (C) is a sectional view taken along the line 1--2 of the figure (b). DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Dielectric substrate, 2... Single crystal substrate (sample) with a ferromagnetic single crystal thin film formed on one side, 3.4... Spacer, 5... Metal thin film pattern, 6... Ground conductor, 7
...Input side parallel strip transducer,
8... Output side parallel strip transducer, 9... Input side matching circuit, 10... Output side matching circuit.
Claims (1)
用いる静磁波フィルタであつて、送信用、受信用トラン
スジューサのうち少なくとも一方のトランスジューサに
、インピーダンス整合回路をトランスジューサの形成さ
れていない基板上で、かつ強磁性体単結晶薄膜の設置さ
れていない部分に構成したことを特徴とする静磁波フイ
ルタ。A magnetostatic wave filter using a single-crystal substrate on which a ferromagnetic single-crystal thin film is formed, the substrate having no transducer formed with an impedance matching circuit for at least one of the transmitting and receiving transducers. 1. A magnetostatic wave filter, characterized in that it is constructed on a portion where a ferromagnetic single crystal thin film is not installed.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22330490A JPH04105401A (en) | 1990-08-25 | 1990-08-25 | Magnetostatic wave filter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22330490A JPH04105401A (en) | 1990-08-25 | 1990-08-25 | Magnetostatic wave filter |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04105401A true JPH04105401A (en) | 1992-04-07 |
Family
ID=16796052
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22330490A Pending JPH04105401A (en) | 1990-08-25 | 1990-08-25 | Magnetostatic wave filter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04105401A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5309127A (en) * | 1992-12-11 | 1994-05-03 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Planar tunable YIG filter |
-
1990
- 1990-08-25 JP JP22330490A patent/JPH04105401A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5309127A (en) * | 1992-12-11 | 1994-05-03 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army | Planar tunable YIG filter |
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