JPH0465562B2 - - Google Patents

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JPH0465562B2
JPH0465562B2 JP4976483A JP4976483A JPH0465562B2 JP H0465562 B2 JPH0465562 B2 JP H0465562B2 JP 4976483 A JP4976483 A JP 4976483A JP 4976483 A JP4976483 A JP 4976483A JP H0465562 B2 JPH0465562 B2 JP H0465562B2
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JP
Japan
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striplines
input
ground conductor
output
lines
Prior art date
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JP4976483A
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Japanese (ja)
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JPS59175201A (en
Inventor
Yoshikazu Murakami
Hiromi Yamada
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Sony Corp
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Sony Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01PWAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00Auxiliary devices
    • H01P1/20Frequency-selective devices, e.g. filters
    • H01P1/215Frequency-selective devices, e.g. filters using ferromagnetic material

Landscapes

  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はフエリ磁性共鳴を利用したフイルタ装
置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to a filter device using Ferrimagnetic resonance.

背景技術とその問題点 磁気バブル記憶素子の開発を通じて近年盛んに
なつたガドリニウム・ガリウム・ガーネツト
(GGG)基板上にガーネツト磁性薄膜を液相エピ
タキシヤル成長させる技術により、結晶性の良好
なイツトリウム・鉄・ガーネツト(YIG)薄膜を
作製することが可能である。このYIG薄膜を選択
エツチングにより円形あるいは矩形等に加工し、
このフエリ磁性共鳴を利用することによつてマイ
クロ波デバイスを構成することが出来る。この場
合には通常のフオトリングラフイ技術が利用出来
ることから加工性に優れ、しかも1枚のGGG基
板から多数の素子が得られることから量産性に優
れている。さらに薄膜材料であることからマイク
ロストリツプラインなどの伝送線路としてマイク
ロ波集積回路(MIC)化することが容易である
という利点がある。
Background technology and its problems Yttrium/iron with good crystallinity has been developed by liquid phase epitaxial growth of a garnet magnetic thin film on a gadolinium gallium garnet (GGG) substrate, which has become popular in recent years through the development of magnetic bubble memory elements.・It is possible to produce garnet (YIG) thin films. This YIG thin film is processed into a circular or rectangular shape by selective etching.
By utilizing this Ferrimagnetic resonance, a microwave device can be constructed. In this case, ordinary photolithography technology can be used, so processability is excellent, and since a large number of elements can be obtained from one GGG substrate, mass production is excellent. Furthermore, since it is a thin film material, it has the advantage that it can be easily integrated into a microwave integrated circuit (MIC) as a transmission line such as a microstrip line.

第1図は従来のMIC化されたYIG薄膜による
帯域通過フイルタの例である。1はアルミナ基板
で、その裏面に接地導体2が被着形成されると共
に、表面に互に平行な入力及び出力伝送線路(マ
イクロストリツプライン)3及び4が被着形成さ
れ、両伝送線路3及び4の夫々の端部が接地導体
2に接続される。このアルミナ基板1表面上に2
つの円形のYIG薄膜5及び6を有したGGG基板
7が対接される。GGG基板7上には入出力伝送
線路3,4と直交するように両YIG薄膜5及び6
を結合する結合用伝送線路(マイクロストリツプ
ライン)8が被着形成され、その伝送線路8の両
端が接地導体2に接続される。第1のYIG薄膜5
は入力伝送線路3と結合用伝送線路8とが交差す
る位置に置かれ、第2のYIG薄膜6は出領伝送線
路4と結合用伝送線路8とが交差する位置に置か
れている。そして、通過帯域外の挿入損失の増大
を急峻にするために、2つのYIG薄膜5及び6間
の距離は通過帯域の中心周波数でλ/4(1/4波
長)に等しくなるように選んである。
FIG. 1 is an example of a conventional band-pass filter using a YIG thin film converted into an MIC. Reference numeral 1 denotes an alumina substrate, on the back surface of which a ground conductor 2 is adhered, and on the surface thereof parallel input and output transmission lines (microstrip lines) 3 and 4 are formed. and 4 are connected to the ground conductor 2. 2 on the surface of this alumina substrate 1
A GGG substrate 7 having two circular YIG thin films 5 and 6 is brought into contact. Both YIG thin films 5 and 6 are placed on the GGG substrate 7 so as to be perpendicular to the input/output transmission lines 3 and 4.
A coupling transmission line (microstripline) 8 for coupling is formed and both ends of the transmission line 8 are connected to the ground conductor 2. First YIG thin film 5
is placed at a position where the input transmission line 3 and the coupling transmission line 8 intersect, and the second YIG thin film 6 is placed at a position where the output transmission line 4 and the coupling transmission line 8 intersect. In order to steeply increase the insertion loss outside the passband, the distance between the two YIG thin films 5 and 6 is selected to be equal to λ/4 (1/4 wavelength) at the center frequency of the passband. be.

ところで、帯域通過フイルタでは阻止域での入
出力端子間のアイソレーシヨンを出来るだけ大き
くすることが望ましいが、第1図の帯域通過フイ
ルタに於ては2つの原因でアイソレーシヨンを十
分に大きくとることが出来ない。第1の原因は、
先端短絡から2つの線路の交差する位置までの電
気長が周波数が高くなるに伴なつてだんだん長く
なり、λg/4に近づくにつれて交差する位置で
の電界が強くなるため線路間の容量結合が大きく
なることである。第2の原因は、入出力線路間の
直接の結合である。これは第4図に示すようにマ
イクロストリツプラインを伝播する電磁波の高周
波磁界9が、伝播方向に垂直な面内で線路から相
当離れたところまで広くループ状に分布している
ため、入出力線路が誘導結合するからである。
By the way, in a bandpass filter, it is desirable to increase the isolation between the input and output terminals in the stopband as much as possible, but in the bandpass filter shown in Figure 1, the isolation is not sufficiently large due to two reasons. I can't take it. The first cause is
The electrical length from the tip short circuit to the point where the two lines intersect becomes longer as the frequency increases, and as it approaches λg/4, the electric field at the point of intersection becomes stronger, resulting in larger capacitive coupling between the lines. It is what happens. The second cause is direct coupling between input and output lines. This is because, as shown in Figure 4, the high-frequency magnetic field 9 of the electromagnetic waves propagating through the microstrip line is widely distributed in a loop shape to a considerable distance from the line in a plane perpendicular to the propagation direction. This is because the lines are inductively coupled.

この2つの原因のうち、第1の原因はフイルタ
として使用する周波数が余り高くなければ、先端
短絡から2つの線路が交差する点での電気長が無
視出来るため問題にならない。従つてこの場合に
は、フイルタの入出力のアイソレーシヨンは第2
の原因である入出力線路間の直接結合の大きさで
決定される。入出力線路間の誘導結合を減らすに
は、入出力の線路を対向させるか、あるいは互に
90゜の角度をなすように配置させる事が考えられ
るが、入出力線路の先端及び結合用線路の両端を
短絡する必要があるという制約からこのような構
成をとること必ずしも容易でない。誘導結合を減
らす別の方法は、入出力線間の距離を大きくとる
事で、これは2つのYIG薄膜間の距離をλ/4か
ら3λ/4変更すれば可能である。しかしながら
この方法は素子寸法が大きくなり、またこれに伴
つて直流磁界印加用の磁石も大きくなり、大きさ
及び経済性で非常に不利な方法である。
Of these two causes, the first cause does not pose a problem if the frequency used as a filter is not too high because the electrical length from the tip short circuit to the point where the two lines intersect can be ignored. Therefore, in this case, the isolation of the input and output of the filter is
It is determined by the magnitude of direct coupling between input and output lines, which is the cause of To reduce inductive coupling between input and output lines, make the input and output lines face each other or connect them to each other.
Although it is conceivable to arrange them so that they form an angle of 90 degrees, it is not always easy to adopt such a configuration due to the restriction that it is necessary to short-circuit the tips of the input/output lines and both ends of the coupling line. Another way to reduce inductive coupling is to increase the distance between the input and output lines, which can be done by changing the distance between the two YIG films from λ/4 to 3λ/4. However, this method increases the size of the element and, accordingly, also increases the size of the magnet for applying the DC magnetic field, making it very disadvantageous in terms of size and economy.

発明の目的 本発明は、上述の点に鑑み簡単な構成によつて
阻止域での入出力端子間のアイソレーシヨンを改
善できるようにしたフエリ磁性共鳴を利用したフ
イルタ装置を提供するものである。
Purpose of the Invention In view of the above points, the present invention provides a filter device using Ferri magnetic resonance that can improve isolation between input and output terminals in the stopband with a simple configuration. .

発明の概要 本発明は、相対向する第1及び第2の誘電体基
板のうち少なくとも第1の誘電体基板の一主面に
接地導体を設け、この第1の誘電体基板の接地導
体を設けない主面に第1及び第2のストリツプラ
インを平行に形成してこれらの第1及び第2のス
トリツプラインを上述の接地導体に接続し、上述
の第2の誘電体基板の接地導体を設けない主面に
第1及び第2のストリツプラインと交差する方向
に第3のストリツプラインを形成して上述の接地
導体に接続し、上述の第1及び第3のストリツプ
ラインの交差部分にこれらのストリツプラインと
電磁的に結合した第1の磁性共鳴装置を設けると
ともに、第2及び第3のストリツプラインの交差
部分にこれらのストリツプラインと電磁的に結合
した第2の磁性共鳴装置を設け、第1及び第2の
ストリツプラインに平行に近接した外側に接地導
体を設けてなるものである。この発明では入出力
ストリツプライン間の誘導結合が非常に小さく抑
えられ、フイルタの入出力端子間のアイソレーシ
ヨンが改善される。
Summary of the Invention The present invention provides a ground conductor on one main surface of at least a first dielectric substrate of first and second dielectric substrates facing each other, and a ground conductor of the first dielectric substrate. first and second striplines are formed in parallel on the main surface of the dielectric substrate, and these first and second striplines are connected to the ground conductor of the second dielectric substrate. A third stripline is formed in a direction intersecting the first and second striplines on the main surface without a strip line and connected to the ground conductor, and the first and third striplines are connected to the ground conductor. A first magnetic resonance device electromagnetically coupled to these striplines is provided at the intersection of the second and third striplines, and a second magnetic resonance device electromagnetically coupled to these striplines is provided at the intersection of the second and third striplines. A magnetic resonance apparatus is provided, and a ground conductor is provided on the outside in parallel and close to the first and second striplines. In this invention, the inductive coupling between the input and output striplines is suppressed to a very low level, and the isolation between the input and output terminals of the filter is improved.

実施例 以下第2図及び第3図を参照して本発明の実施
例を説明する。
Embodiments Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 2 and 3.

本発明おいては、GGG基板7の一主面に液相
エピタキシヤル成長技術と選択エツチング技術に
よつて相対する2つの円形のYIG薄膜5及び6を
形成する。一方、誘電体基板である例えばアルミ
ナ基板1を設け、この基板裏面に接地導体2を被
着形成すると共に、基板表面に入力マイクロスト
リツプライン3及び出力マイクロストリツプライ
ン4を被着形成し、この両マイクロストリツプラ
イン3及び4の夫々の端部を接地導体2に接続す
る。このアルミナ基板1の表面に、上記GGG基
板7をその夫々のYIG薄膜5及び6が対応する入
力マイクロストリツプライン3及び出力マイクロ
ストリツプライン4に対接するように配置する。
そして、GGG基板7の他面上に両YIG薄膜5及
び6を結合する結合用マイクロストリツプライン
8を入出力マイクロストリツプライン3,4と直
交し且つ両YIG薄膜5,6を横切るように被着
し、その結合用マイクロストリツプライン8の両
端を接地導体2に接続する。そして、アルミナ基
板1及びGGG基板7にわたつてその基板側面に
夫々入力及び出力マイクロストリツプライン3及
び4に近接し、かつこれらストリツプラインに平
行して接地導体即ち金属壁10を配置する。
In the present invention, two circular YIG thin films 5 and 6 facing each other are formed on one main surface of the GGG substrate 7 by liquid phase epitaxial growth technology and selective etching technology. On the other hand, a dielectric substrate such as an alumina substrate 1 is provided, a ground conductor 2 is deposited on the back surface of the substrate, and an input microstrip line 3 and an output microstrip line 4 are deposited on the surface of the substrate, The respective ends of both microstrip lines 3 and 4 are connected to the ground conductor 2. On the surface of this alumina substrate 1, the GGG substrate 7 is arranged so that its respective YIG thin films 5 and 6 are in contact with the corresponding input microstrip line 3 and output microstrip line 4.
Then, on the other surface of the GGG substrate 7, a coupling microstrip line 8 for coupling both YIG thin films 5 and 6 is arranged so as to be perpendicular to the input/output microstrip lines 3 and 4 and across both YIG thin films 5 and 6. Both ends of the coupling microstrip line 8 are connected to the ground conductor 2. A ground conductor, ie, a metal wall 10, is placed on the side surface of the alumina substrate 1 and the GGG substrate 7, close to the input and output microstrip lines 3 and 4, respectively, and parallel to these strip lines.

斯るフイルタ装置によれば、入力及び結合用マ
イクロストリツプライン3,8の交差部分にYIG
薄膜5を設けるとともに、出力及び結合用マイク
ロストリツプライン4,8の交差部分にYIG薄膜
6を設け、さらに入出力ストリツプライン3,4
に平行に近接した外側に金属壁10を設けたこと
から、素子寸法を大きくすることなくフイルタの
入出力端子間のアイソレーシヨンを容易に改善す
ることができる。その理由は第5図に示すように
金属壁10によつて入出力マイクロストリツプラ
イン3,4を伝播する電磁波の高周波磁界9を比
較的マイクロストリツプライン3,4の近くに集
めることが出来、このため入出力マイクロストリ
ツプライン3及び4間の誘導結合を非常に小さく
抑えることが可能となるためである。
According to such a filter device, YIG is installed at the intersection of the input and coupling microstrip lines 3 and 8.
In addition to providing a thin film 5, a YIG thin film 6 is provided at the intersection of the output and coupling microstrip lines 4 and 8, and furthermore, a YIG thin film 6 is provided at the intersection of the input and output strip lines 3 and 4.
Since the metal wall 10 is provided on the outside parallel to and close to the filter, the isolation between the input and output terminals of the filter can be easily improved without increasing the element size. The reason for this is that the metal wall 10 allows the high-frequency magnetic field 9 of the electromagnetic waves propagating through the input/output microstrip lines 3 and 4 to be concentrated relatively close to the microstrip lines 3 and 4, as shown in FIG. , This is because it becomes possible to suppress the inductive coupling between the input and output microstrip lines 3 and 4 to a very low level.

第6図及び第7図は夫々入出力間のアイソレー
シヨンを示す周波数−挿入損失特性図である。第
6図は従来のフイルタ装置の場合、第7図は高さ
3mmの金属壁を置いた本発明のフイルタ装置の場
合である。この特性図から判るように金属壁を置
いた本発明のものは、従来のものに比べてフイル
タの入出力端子間のアイソレーシヨンが40dBか
ら50dBに改善されるのが認められる。
FIGS. 6 and 7 are frequency-insertion loss characteristic diagrams showing isolation between input and output, respectively. FIG. 6 shows the case of a conventional filter device, and FIG. 7 shows the case of the filter device of the present invention in which a metal wall with a height of 3 mm is placed. As can be seen from this characteristic diagram, the isolation between the input and output terminals of the filter is improved from 40 dB to 50 dB in the filter of the present invention in which a metal wall is placed compared to the conventional filter.

尚上例では伝送線路としてマイクロストリツプ
ラインを用いたが、その他ストリツプラインやサ
スペンデイツドラインの場合に対しても同様に適
用出来る。
In the above example, a microstrip line was used as the transmission line, but the present invention can be similarly applied to other strip lines or suspended lines.

発明の効果 上述の本発明によれば、第1及び第3のストリ
ツプラインの交差部分にこれらのストリツプライ
ンと電磁的に結合した第1の磁性共鳴装置を設け
るとともに、第2及び第3のストリツプラインの
交差部分にこれらのストリツプラインと電磁的に
結合した第2の磁性共鳴装置を設け、さらに上記
第1及び第2のストリツプラインに平行に近接し
た外側に接地導体を設けたことから入出力ストリ
ツプライン間の誘導結合を非常に小さく抑えるこ
とが出来、磁性共鳴薄膜によるフイルタの入出力
端子間のアイソレーシヨンを容易に改善すること
が可能になる。
Effects of the Invention According to the present invention described above, the first magnetic resonance device electromagnetically coupled to the first and third striplines is provided at the intersection of the first and third striplines, and the first magnetic resonance device is provided at the intersection of the first and third striplines. A second magnetic resonance device electromagnetically coupled to the striplines is provided at the intersection of the striplines, and a grounding conductor is provided outside parallel to and adjacent to the first and second striplines. Therefore, the inductive coupling between the input and output striplines can be suppressed to a very low level, and the isolation between the input and output terminals of the filter can be easily improved using the magnetic resonance thin film.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は従来のフイルタ装置の例を示す斜視
図、第2図及び第3図は本発明によるフイルタ装
置の平面図及び側面図、第4図及び第5図は夫々
本発明の説明に供する電磁波の高周波磁界の状態
を示す図、第6図は従来のフイルタ装置の周波数
−挿入損失特性図、第7図は本発明のフイルタ装
置の周波数−挿入損失特性図である。 1はアルミナ基板、2は接地導体、3は入力ス
トリツプライン、4は出力ストリツプライン、
5,6はYIG薄膜、7はGGG基板、8は結合用
ストリツプライン、10は金属壁である。
Fig. 1 is a perspective view showing an example of a conventional filter device, Figs. 2 and 3 are a plan view and a side view of a filter device according to the present invention, and Figs. 4 and 5 are provided for explanation of the present invention, respectively. FIG. 6 is a frequency-insertion loss characteristic diagram of a conventional filter device, and FIG. 7 is a frequency-insertion loss characteristic diagram of the filter device of the present invention. 1 is an alumina board, 2 is a ground conductor, 3 is an input stripline, 4 is an output stripline,
5 and 6 are YIG thin films, 7 is a GGG substrate, 8 is a strip line for coupling, and 10 is a metal wall.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 相対向する第1及び第2の誘電体基板のうち
少なくとも第1の誘電体基板の一主面に接地導体
を設け、上記第1の誘電体基板の上記接地導体を
設けない主面に第1及び第2のストリツプライン
を平行に形成して該第1及び第2のストリツプラ
インを上記接地導体に接続し、上記第2の誘電体
基板の上記接地導体を設けない主面に上記第1及
び第2のストリツプラインと交差する方向に第3
のストリツプラインを形成して上記接地導体に接
続し、上記第1及び第3のストリツプラインの交
差部分に該ストリツプラインと電磁的に結合した
第1の磁性共鳴装置を設けるとともに、第2及び
第3のストリツプラインの交差部分に該ストリツ
プラインと電磁的に結合した第2の磁性共鳴装置
を設け、上記第1及び第2のストリツプラインに
平行に近接した外側に接地導体を設けてなるフイ
ルタ装置。
1. A grounding conductor is provided on one main surface of at least the first dielectric substrate of the first and second dielectric substrates facing each other, and a grounding conductor is provided on the main surface of the first dielectric substrate on which the grounding conductor is not provided. A first and a second stripline are formed in parallel, and the first and second striplines are connected to the ground conductor, and the main surface of the second dielectric substrate on which the ground conductor is not provided is connected to the ground conductor. a third strip line in a direction intersecting the first and second strip lines;
A stripline is formed and connected to the ground conductor, and a first magnetic resonance device is provided at the intersection of the first and third striplines and is electromagnetically coupled to the stripline. A second magnetic resonance device electromagnetically coupled to the second and third striplines is provided at the intersection of the second and third striplines, and a ground conductor is provided on the outside in parallel and close to the first and second striplines. A filter device comprising:
JP4976483A 1983-03-25 1983-03-25 Filter device Granted JPS59175201A (en)

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