JPH09232814A - 静磁波帯域阻止フィルタ - Google Patents

静磁波帯域阻止フィルタ

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JPH09232814A
JPH09232814A JP3649496A JP3649496A JPH09232814A JP H09232814 A JPH09232814 A JP H09232814A JP 3649496 A JP3649496 A JP 3649496A JP 3649496 A JP3649496 A JP 3649496A JP H09232814 A JPH09232814 A JP H09232814A
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JP
Japan
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magnetic field
magnetostatic wave
thin film
magnetic
magnetostatic
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JP3649496A
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English (en)
Inventor
Takao Kuki
孝夫 九鬼
Toshihiro Nomoto
俊裕 野本
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Japan Broadcasting Corp
Original Assignee
Nippon Hoso Kyokai NHK
Japan Broadcasting Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の静磁波帯域阻止フィルタは、大きな永
久磁石や大電流を流すソレノイドコイルを必要とし、ま
たは、発振器などの外部回路を必要とするなど、小型化
が困難であった。 【解決手段】 基板10上に配置された入力に従って高
周波磁界を生成する励振電極1と、励振電極上に配置さ
れる磁性薄膜2と、その磁性薄膜に直流磁界を印加する
直流磁界印加手段7,8および9とを少なくとも具え、
静磁波の周波数選択飽和が始まるレベル以下の電力値を
有する電磁波入力に対して、その電磁波を電磁波回路の
インピーダンスと静磁波の放射インピーダンスとの整合
性に依存して静磁波に変換する回路により静磁波帯域阻
止フィルタを構成するとともに、上記直流磁界は、上記
磁性薄膜2の上記励振電極1と接する面に平行で、かつ
上記生成された高周波磁界に対しては斜交しているよう
に構成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電磁波から静磁波
(MSW)を励振する回路を具えてマイクロ波帯などに
おいて使用する帯域阻止フィルタに係わり、特に、その
フィルタを構成する電磁波回路のインピーダンスと静磁
波の放射インピーダンスとの整合性に依存して所望の周
波数において帯域阻止特性を得るようにしたものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来の静磁波帯域阻止フィルタは、例え
ば、第1の例として、文献 M.Tsutsumi et al.“Micros
trip Line Filter Using Yttrium Iron Garnet Film
”, IEEETrans. Microwave Theory Tech., MTT-22(2),
400-402('92) 中に、Fig.1として示されるような、電
磁波を静磁波に変換する回路において外部直流磁界の印
加を、静磁後退体積波(MSBVW)と静磁前進体積波
(MSFVW)の混成モードの静磁波が励振されるよう
な構成とし、直流磁界の方向をX−Z面内で傾けること
により狭帯域化し、また、直流磁界の強度を調整するこ
とで動作周波数を変化させる構成の帯域阻止フィルタが
ある。
【0003】また、第2の例として、本願人の出願に係
わる特開平5−95205号公報「妨害波除去方式」に
おいて開示されているような、静磁波フィルタに飽和電
力以上の電磁波を加えた場合、その近傍の周波数に存在
する低い電力の電磁波に対しても振幅制限が行われると
いう性質を利用し、あらかじめ発振器より飽和電力以上
で所望の周波数の電磁波をMSWフィルタに注入するこ
とにより近傍の電磁波も同時に減衰させておき、その後
注入電磁波をキャンセル回路で打ち消すように構成した
帯域阻止フィルタもある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記第1の例としての
静磁波帯域阻止フィルタは、MSBVWとMSFVWの
混成モードの励振を利用しているため、静磁表面波(M
SSW)を利用したフィルタに比べ同じ動作周波数では
強い直流磁界が必要となる。このため、所望の直流磁界
を与えるためにより大きな永久磁石や、あるいは、より
大きな電流を流すソレノイドコイルが必要となり、デバ
イスの小型化が難しくなる。
【0005】また、上記第2の例としての静磁波帯域阻
止フィルタは、フィルタ動作の中心周波数に相当し、静
磁波を飽和させるのに十分な電力の電磁波を発生させる
発振器を必要とし、しかも、この電磁波を伝送信号に重
畳したりキャンセルしたりする外部回路も必要で、この
ため、規模も大きく複雑な構成となる。
【0006】本発明の目的は、上述例に見られるような
大きな永久磁石や大電流を流すソレノイドコイルを必要
とせず、また、発振器などの外部回路も必要としない
で、従って、簡単な構造にして小型化することのできる
上述した種類の静磁波帯域阻止フィルタを提供すること
にある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明静磁波帯域阻止フィルタは、基板上に配置さ
れ入力に従って高周波磁界を生成する励振電極と、該励
振電極上に配置される磁性薄膜と、該磁性薄膜に直流磁
界を印加する直流磁界印加手段とを少なくとも具え、静
磁波の周波数選択的飽和が始まるレベル以下の電力値を
有する電磁波入力に対して、該電磁波を電磁波回路のイ
ンピーダンスと静磁波の放射インピーダンスとの整合性
に依存して静磁波に変換する回路により静磁波帯域阻止
フィルタを構成するとともに、前記直流磁界は、前記磁
性薄膜の前記励振電極と接する面に平行で、かつ前記生
成された高周波磁界に対しては斜交していることを特徴
とするものである。
【0008】また、本発明静磁波帯域阻止フィルタは、
前記励振電極が誘電体基板上に配置されて直線状に延在
するマイクロストリップ線路からなることを特徴とする
ものである。
【0009】
【発明の実施の形態】以下に添付図面を参照し、実施の
形態に基づいて本発明を詳細に説明する。図1は、本発
明静磁波帯域阻止フィルタの一実施形態を斜視図にて示
している。図1において、1は励振電極、2は磁性薄膜
としてのYIG薄膜、3は方向性結合器、4は方向性結
合器の入力端子、5は同じく方向性結合器の出、入力端
子、6は同じく方向性結合器の出力端子、7,8は永久
磁石、9はヨーク、および10は誘電体基板である。
【0010】以下、動作につき説明する。外部から供給
され、所望の周波数において帯域阻止特性を得ることを
目的として供給されるマイクロ波の電磁波は、方向性結
合器3の入力端子4に供給される。この電磁波は方向性
結合器の出、入力端子5に現われ、励振電極1に供給さ
れる。一方、励振電極1において方向性結合器3の方向
に反射された電磁波は、方向性結合器3の出、入力端子
5で受信され、その出力端子6に現われる。上記におい
て、出力端子6に現われた電磁波は、入力端子4に供給
された電磁波に対し、本発明によって所望の帯域阻止特
性が得られている。
【0011】なお、上述の動作は、方向性結合器3をサ
ーキュレータに置き換えても全く同様に行えるため、サ
ーキュレータを使用する構成にしてもよい。
【0012】次に、本発明静磁波帯域阻止フィルタの主
要部分について説明する。ここでは、図1から上述の方
向性結合器の部分を除いた部分、即ち、励振電極1、Y
IG薄膜2、永久磁石7,8およびヨーク9からなる部
分の上面図を図2に示し、この図をも参照しながら説明
する。
【0013】励振電極1は、通常誘電体基板10上に一
端短絡(方向性結合器3との接続点から最も離れた端に
おいて)のマイクロストリップ線路として形成され、そ
の線路の延在する方向は、図2によって明らかなよう
に、永久磁石7,8の向かい合った面に対し斜交する方
向に形成されている。このように励振電極1を磁石の面
に対し斜交(これにより、高周波磁界と直流磁界とが斜
交することになる)させることによって、本発明による
静磁波帯域阻止フィルタは、MSSW/MSBVW混成
モードで動作することになる。
【0014】なお、上述の磁性薄膜に印加する外部直流
磁界は、また、YIG薄膜など磁性薄膜のこれが励振電
極と接する面に平行に印加するものとし、従来技術にお
いて紹介したM. Tsutsumi et al.の文献に見られるよう
な、同文献中のFig.1におけるX−Z面内で傾ける(傾
き角θ)のではなく、本発明においては、θ=0°に構
成する。
【0015】また、YIG薄膜2は励振電極1に密着し
て配置され、永久磁石7,8とそれらを磁気的に繋ぐヨ
ーク9によって構成される磁気回路によって外部から直
流磁界が与えられている。ここで、YIG薄膜2は他の
磁性薄膜、例えば、YIGのイットリウムや鉄原子を他
の原子に置換したようなガーネット薄膜や、リチウムフ
ェライト薄膜などに置き換えて利用することもできる。
また、磁気回路もここに例示した永久磁石を用いたもの
のみならず、他の磁界発生装置、例えばソレノイドコイ
ルを用いた磁気回路等も利用することができる。
【0016】本発明静磁波帯域阻止フィルタの動作原理
は、以下のように説明される。すなわち、方向性結合器
3を通り励振電極1に達した電磁波は、磁性薄膜2に静
磁波を励振する。電磁波から静磁波への励振効率は、電
磁波を静磁波に変換する回路の励振電極1の構造やYI
G薄膜2の材料定数、および外部直流磁界の印加方法か
ら決まる静磁波の放射インピーダンスと電磁波回路のイ
ンピーダンスの整合状態に依存し、従って電磁波の反射
特性が決まることになる。以上から、励振効率の良い、
すなわち整合状態が良好な周波数領域では、入力した電
磁波のほとんどが静磁波に変換され、励振電極1から方
向性結合器3に向かって反射される電磁波は小さい。結
果として、方向性結合器3の端子6から出力される電磁
波は小さくなり、挿入損失は大きくなる。逆に、励振効
率の悪い周波数領域では、入力電磁波のほとんどが励振
電極1から反射され方向性結合器3の端子6から出力さ
れる。結果として、出力電磁波は大きくなり、挿入損失
は小さくなる。
【0017】上述したように、静磁波を励振する高周波
磁界と外部直流磁界とが斜交、すなわち、双方の磁界の
なす角度を0°<φ<90°の範囲で適当な値にするこ
とによりMSSW/MSBVW混成モードが励振される
が、この角度φを変化させることで静磁波の励振効率
(すなわち、電磁波と静磁波の整合状態)が良好になる
周波数およびその帯域幅を可変とすることができ、帯域
阻止フィルタの動作中心周波数およびその阻止帯域幅を
可変とすることができる。
【0018】図3は、本発明帯域阻止フィルタを図1、
図2に示す実施形態にて構成した場合、図2に示す高周
波磁界と外部直流磁界のなす角度φが10°,15°,
20°,30°および40°のそれぞれについての帯域
阻止特性(角度φと帯域阻止特性の関係)を示してい
る。このように、角度φを変化させることによって、本
発明フィルタの阻止周波数等を可変できることが分か
る。
【0019】角度φを変化させる方法としては、例え
ば、図2において励振電極1、または永久磁石7,8お
よびヨーク9で構成される磁気回路の一方を他方に対し
て機械的に回転させ、あるいは、図4(本例では、励振
電極1がYIG薄膜2の上面に配置されているが、動作
的には、図1,図2の場合と変わらない)に示すように
Y方向とZ方向の磁界強度をそれぞれ独立に変化させ
て、Y−Z面内で等価的に角度φを変化させるなどの方
法がある。また、本発明においても、従来のMSWを使
用したフィルタ(ただし、本発明のようなMSSW/M
SBVW混成モードは使用していないフィルタ)と同様
に、外部直流磁界の強度を変化させることによっても、
動作中心周波数(阻止中心周波数)を可変にすることが
でき、これによれば、阻止中心周波数と阻止帯域幅(3
dBダウンの帯域幅)をそれぞれ独立に調整可能な、本
発明による静磁波帯域阻止フィルタを実現することがで
きる。
【0020】以上においては、本発明に係わる静磁波帯
域阻止フィルタを図1、図2に示す構成の実施形態に基
づいて説明してきたが、本発明の特徴であるMSSW/
MSBVW混成モードを帯域阻止フィルタに使用すると
いう点をそのまま有して、伝送線路上に磁性薄膜を装荷
した構成をもつ帯域阻止フィルタとして、例えば、図5
に示すように構成してもよい。なお、図5において、そ
れぞれ11は入力端子、12は出力端子、13はマイク
ロストリップ線路、14はYIG薄膜、15はGGG基
板、16は導体板、17は誘電体基板、18は静磁波吸
収体である。
【0021】
【発明の効果】本発明によれば、本発明静磁波帯域阻止
フィルタを構成するのに、大きな永久磁石や大電流を流
すソレノイドコイルを必要とせず、また、発振器などの
外部回路も必要としない。従って、簡単な構造にして小
型化された静磁波帯域阻止フィルタを得ることができ
る。
【0022】また、本発明によれば、本発明静磁波帯域
阻止フィルタに、外部直流磁界の強さやその印加角度の
調整機構を具えることにより、その外部直流磁界の調整
機構を使って、帯域阻止フィルタの特性を自由に調整す
ることができる。また、上記のように、本発明静磁波帯
域阻止フィルタは所望の周波数に対して必要な直流磁界
を小さくすることができるので、外部直流磁界を作る磁
気回路が小型で安価なものでよく、そのため経済性に富
んだ小型なデバイスを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明静磁波帯域阻止フィルタの一実施形態を
斜視図にて示している。
【図2】図1に示す静磁波帯域阻止フィルタの一実施形
態から方向性結合器を除いた部分を上面図にて示してい
る。
【図3】本発明静磁波帯域阻止フィルタの、高周波磁界
と外部直流磁界がなす角と帯域阻止特性の関係を示して
いる。
【図4】本発明静磁波帯域阻止フィルタにおいて、Y方
向とZ方向の磁界強度をそれぞれ独立に変化させて、Y
−Z面内で等価的に高周波磁界と外部直流磁界のなす角
度を変化させた例を示している。
【図5】本発明静磁波帯域阻止フィルタを、伝送線路上
に磁性薄膜を装荷した構成とした実施形態を示してい
る。
【符号の説明】
1 励振電極(マイクロストリップ線路) 2 磁性薄膜(YIG薄膜) 3 方向性結合器 4 方向性結合器の入力端子 5 方向性結合器の出、入力端子 6 方向性結合器の出力端子 7,8 永久磁石 9 ヨーク 10 誘電体基板 11 入力端子 12 出力端子 13 マイクロストリップ線路 14 YIG薄膜 15 GGG基板 16 導体板 17 誘電体基板 18 静磁波吸収体

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板上に配置され入力に従って高周波磁
    界を生成する励振電極と、該励振電極上に配置される磁
    性薄膜と、該磁性薄膜に直流磁界を印加する直流磁界印
    加手段とを少なくとも具え、静磁波の周波数選択的飽和
    が始まるレベル以下の電力値を有する電磁波入力に対し
    て、該電磁波を電磁波回路のインピーダンスと静磁波の
    放射インピーダンスとの整合性に依存して静磁波に変換
    する回路により静磁波帯域阻止フィルタを構成するとと
    もに、前記直流磁界は、前記磁性薄膜の前記励振電極と
    接する面に平行で、かつ前記生成された高周波磁界に対
    しては斜交していることを特徴とする静磁波帯域阻止フ
    ィルタ。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の静磁波帯域阻止フィルタ
    において、前記励振電極は誘電体基板上に配置されて直
    線状に延在するマイクロストリップ線路からなることを
    特徴とする静磁波帯域阻止フィルタ。
JP3649496A 1996-02-23 1996-02-23 静磁波帯域阻止フィルタ Pending JPH09232814A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9379685B2 (en) 2012-09-19 2016-06-28 Murata Manufacturing Co., Ltd. Built-in-circuit substrate and composite module

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9379685B2 (en) 2012-09-19 2016-06-28 Murata Manufacturing Co., Ltd. Built-in-circuit substrate and composite module

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Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20040406