RU2771455C1 - Multiplexer based on a ring resonator - Google Patents

Multiplexer based on a ring resonator Download PDF

Info

Publication number
RU2771455C1
RU2771455C1 RU2021118383A RU2021118383A RU2771455C1 RU 2771455 C1 RU2771455 C1 RU 2771455C1 RU 2021118383 A RU2021118383 A RU 2021118383A RU 2021118383 A RU2021118383 A RU 2021118383A RU 2771455 C1 RU2771455 C1 RU 2771455C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
microwave
magnetic field
microwaveguides
multiplexer
ring resonator
Prior art date
Application number
RU2021118383A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Александрович Одинцов
Александр Владимирович Садовников
Анна Борисовна Хутиева
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского"
Priority to RU2021118383A priority Critical patent/RU2771455C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2771455C1 publication Critical patent/RU2771455C1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00—Auxiliary devices
    • H01P1/20—Frequency-selective devices, e.g. filters
    • H01P1/215—Frequency-selective devices, e.g. filters using ferromagnetic material
    • H01P1/218—Frequency-selective devices, e.g. filters using ferromagnetic material the ferromagnetic material acting as a frequency selective coupling element, e.g. YIG-filters

Landscapes

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

Abstract

FIELD: radio engineering.SUBSTANCE: invention relates to microwave radio engineering, in particular to devices on magnetostatic waves, and can be used as a multiplexer. A multiplexer based on magnetostatic waves contains waveguide microwaves from an iron-yttrium garnet film forming two linear channels and having antennas for exciting and receiving magnetostatic waves, an annular resonator, a source of a controlling magnetic field, according to the invention, waveguide microwaves are made in the form of two rectangular structures, the long side of which is oriented along the entire long side of the substrate. The excitation antenna is located at one end of the microwave, and the reception antennas are located at the other three ends of the microwave, the ring resonator is made of a film of iron-yttrium garnet in the form of a rectangular closed circuit and is located with a gap above the microwaveguides. The opposite long sides of the rectangular contour are parallel to the long sides of the microwaveguides, and the width of the circuit is equal to the distance between the outer sides of the microwaveguides. The magnetic field of the source of the control magnetic field is directed tangentially along the plane of the microwaveguides, while the gap over the microwaveguides is d = 10 microns.EFFECT: creation of an input-output multiplexer with the ability to control the operating modes of the device by changing the configuration of the distribution of the internal magnetic field with variations in the magnitude and direction of the external magnetic field.2 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к радиотехнике СВЧ, в частности к приборам на магнитостатических волнах и может использоваться как мультиплексор.The invention relates to microwave radio engineering, in particular to devices on magnetostatic waves and can be used as a multiplexer.

Известно устройство, выполняющее функции мультиплексора, содержащее волноводный оптический кольцевой резонатор, окруженный верхней и нижней шинами (см. патент США US6947632 по кл. МПК G02B6/12, опуб. 20.09.2005). Оптическая волна, длина волны которой удовлетворяет условиям резонанса, определяемым показателем преломления сердцевины и длиной резонатора, распространяется через резонатор. Эта оптическая волна имеет высокую интенсивность, поэтому она способна модулировать показатель преломления сердцевины резонатора за счет эффекта Керра. Это изменение показателя преломления сдвигает резонансные условия резонатора. Таким образом, оптическая волна обеспечивает смещение резонансных кривых кольцевого оптического фильтра. Первая резонансная и интенсивная оптическая волна подается в верхнюю шину, а вторая резонансная оптическая волна - в нижнюю шину. Эти резонансные волны распространяются от одной шины к другой через резонатор в противоположных направлениях. A device that performs the functions of a multiplexer is known, containing a waveguide optical ring resonator surrounded by upper and lower tires (see US patent US6947632 according to IPC class G02B6/12, pub. 20.09.2005). An optical wave whose wavelength satisfies the resonance conditions determined by the refractive index of the core and the length of the resonator propagates through the resonator. This optical wave has a high intensity, so it is able to modulate the refractive index of the resonator core through the Kerr effect. This change in refractive index shifts the resonant conditions of the resonator. Thus, the optical wave provides a shift in the resonant curves of the annular optical filter. The first resonant and intense optical wave is fed into the top bus, and the second resonant optical wave is fed into the bottom bus. These resonant waves propagate from one tire to another through the resonator in opposite directions.

Недостатком устройства является наличие нескольких частотных пиков в спектре прохождения ввиду наличия высокодобротной оптической системы.The disadvantage of the device is the presence of several frequency peaks in the transmission spectrum due to the presence of a high-quality optical system.

Известен оптический мультиплексор ввода-вывода, сформированный из кольцевых резонаторов (см. патент США US6928209 по кл. МПК G02B6/28; опуб. 09.08.2005). Вместо кольцевого резонатора можно использовать конфигурации интерферометра Маха-Цендера. Интерферометр включает в себя верхнее плечо и нижнее плечо. Верхний рычаг включает в себя вход, нагреватель и порт добавления. Нижний рычаг включает в себя спускной канал, нагреватель и выходной порт. Между верхним и нижним рычагами находится кольцевой резонатор. Known optical input-output multiplexer, formed from ring resonators (see US patent US6928209 class IPC G02B6/28; pub. 08/09/2005). Instead of a ring resonator, Mach-Zehnder interferometer configurations can be used. The interferometer includes an upper arm and a lower arm. The top arm includes an inlet, a heater, and an addition port. The lower arm includes a bleeder, heater, and outlet port. Between the upper and lower arms is a ring resonator.

Недостаток устройства состоит в том, что для настройки параметров используются нагреватели, установленные в ветвях тракта, что является достаточно инерционным процессом, при этом отсутствует возможность перестройки характеристик путём изменения величины и направления внешнего магнитного поля.The disadvantage of the device is that the heaters installed in the branches of the path are used to adjust the parameters, which is a rather inertial process, while there is no possibility of restructuring the characteristics by changing the magnitude and direction of the external magnetic field.

Известен магнитооптический мультиплексор (см. международную заявку WO2008067597 по кл. МПК G02B6/122; опуб. 12.06.2008). Устройство включает в себя первый волновод, поддерживающий распространение сигнала излучения от первого порта ко второму порту; второй волновод, включающий в себя второй порт; и кольцевой генератор, имеющий замкнутый путь распространения, включающий магнитооптические материалы, причем указанный кольцевой генератор функционально связан с указанными волноводами и реагирует на управляющее воздействие для переключения между первой модой и второй модой. A magneto-optical multiplexer is known (see international application WO2008067597 according to class IPC G02B6/122; published 06/12/2008). The device includes a first waveguide that supports propagation of the radiation signal from the first port to the second port; a second waveguide including a second port; and a ring oscillator having a closed propagation path including magneto-optical materials, wherein said ring oscillator is operatively coupled to said waveguides and responsive to a control input to switch between the first mode and the second mode.

Недостатками устройства является невозможность частотной перестройки. The disadvantages of the device is the impossibility of frequency tuning.

Наиболее близким к патентуемому является устройство на магнитостатических спиновых волнах (МСВ) (см. патент РФ RU2617143 по кл. МПК H01P 1/215, опуб. 21.04.2017), которое может быть использовано в качестве мультиплексора за счет пространственно-частотной фильтрации и разделения СВЧ сигнала между областями микрополосковых преобразователей СВЧ сигнала. Устройство содержит два параллельных линейных канала распространения МСВ, имеющих две пары микрополосковых преобразователей. Между каналами размещен резонатор МСВ, взаимодействующий с линейными каналами. Структура образована на пленке железо-иттриевого граната (ЖИГ), выращенной на диэлектрической подложке из гадолиний-галлиевого граната (ГГГ). Closest to the patentable is a device based on magnetostatic spin waves (MSW) (see RF patent RU2617143 according to class IPC H01P 1/215, pub. 04/21/2017), which can be used as a multiplexer due to spatial-frequency filtering and microwave signal separation between areas of microstrip microwave signal converters. The device contains two parallel linear distribution channels of the MCB having two pairs of microstrip converters. An MSW resonator is placed between the channels, which interacts with the linear channels. The structure was formed on a film of yttrium iron garnet (YIG) grown on a gadolinium gallium garnet (GGG) dielectric substrate.

Недостатками устройства является невозможность управления пространственно-частотными режимами распространения СВЧ-сигнала в режиме работы в качестве мультиплексора.The disadvantages of the device is the inability to control the spatial-frequency modes of propagation of the microwave signal in the mode of operation as a multiplexer.

Техническая проблема, на решение которой направлено изобретение, состоит в создании мультиплексора на МСВ, выполненного с возможностью управления режимами работы.The technical problem to be solved by the invention is to create a multiplexer on the MCB, made with the ability to control the operating modes.

Технический результат заключается в создании мультиплексора ввода-вывода с возможностью управления режимами работы устройства за счет изменения конфигурации распределения внутреннего магнитного поля при вариации величины и направления внешнего магнитного поля.The technical result consists in creating an input-output multiplexer with the ability to control the operating modes of the device by changing the configuration of the distribution of the internal magnetic field with a variation in the magnitude and direction of the external magnetic field.

Для достижения технического результата мультиплексор на основе магнитостатических волн, содержащий волноведущие микроволноводы из плёнки железо-иттриевого граната, образующие два линейных канала, и имеющие антенны для возбуждения и приёма магнитостатических волн, кольцевой резонатор, источник управляющего магнитного поля, согласно изобретению, волноведущие микроволноводы выполнены в виде двух прямоугольных структур, длинная сторона которых ориентирована вдоль всей длинной стороны подложки, при этом антенна для возбуждения расположена на одном из концов микроволновода, а антенны для приёма расположены на трёх других концах микроволноводов, кольцевой резонатор выполнен из пленки железо-иттриевого граната в виде прямоугольного замкнутого контура и расположен с зазором над микроволноводами в виде слоя диэлектрика, при этом противоположные длинные стороны прямоугольного контура параллельны длинным сторонам микроволноводов, а ширина контура равна расстоянию между внешними сторонами микроволноводов, причём магнитное поле источника управляющего магнитного поля направлено касательно вдоль плоскости микроволноводов, при этом величина зазора над микроволноводами составляет d = 10 мкм.To achieve the technical result, a multiplexer based on magnetostatic waves, containing waveguide microwaveguides from a film of yttrium iron garnet, forming two linear channels, and having antennas for excitation and reception of magnetostatic waves, a ring resonator, a source of a control magnetic field, according to the invention, the waveguide microwaveguides are made in in the form of two rectangular structures, the long side of which is oriented along the entire long side of the substrate, while the antenna for excitation is located at one of the ends of the microwave guide, and the antennas for reception are located at the other three ends of the microwave guides, the ring resonator is made of a film of yttrium iron garnet in the form of a rectangular closed circuit and is located with a gap above the microwave guides in the form of a dielectric layer, while the opposite long sides of the rectangular circuit are parallel to the long sides of the microwave guides, and the width of the circuit is equal to the distance between the outer sides of the microwaves gadflies, and the magnetic field of the source of the control magnetic field is directed tangentially along the plane of the microwave guides, while the gap above the microwave guides is d = 10 μm.

Изобретение поясняется чертежами, где представлены: The invention is illustrated by drawings, which show:

на фиг. 1 - конструкция устройства; in fig. 1 - device design;

на фиг. 2 - вид на устройство с торца в направлении оси х; in fig. 2 is an end view of the device in the direction of the x axis;

на фиг. 3 – амплитудно-частотные характеристики поверхностных магнитостатических волн (ПМСВ) на выходных антеннах; in fig. 3 - amplitude-frequency characteristics of surface magnetostatic waves (MSWs) at the output antennas;

на фиг.4 – карта распределения интенсивности ПМСВ, полученная методом микромагнитного моделирования на частоте 5,25 ГГц;figure 4 - map of the intensity distribution of the MSW, obtained by the method of micromagnetic modeling at a frequency of 5.25 GHz;

на фиг. 5 – то же, что на фиг. 4, на частоте 5,2456 ГГц;in fig. 5 is the same as in Fig. 4, at a frequency of 5.2456 GHz;

на фиг. 6 – то же, что на фиг. 4, на частоте 5,228 ГГц.in fig. 6 is the same as in Fig. 4, at 5.228 GHz.

на фиг. 1 и 2 позициями обозначено:in fig. 1 and 2 positions are indicated:

1 и 2 – микроволноводы из плёнки ЖИГ, 1 and 2 – microwave guides made of YIG film,

3 – кольцевой резонатор,3 - ring resonator,

4 – антенна для возбуждения ПМСВ,4 - antenna for excitation of the MSS,

5, 6, 7 – антенны для приёма МСВ,5, 6, 7 - antennas for receiving MSVs,

8 – подложка из галлий-гадолиниевого граната (ГГГ),8 - substrate of gallium-gadolinium garnet (GGG),

9 – диэлектрический слой.9 - dielectric layer.

Мультиплексор содержит расположенные на подложке из галлий-гадолиниевого граната (ГГГ) 8 микроволноводы 1,2, выполненные на основе пленки железо-иттриевого граната (ЖИГ) в форме двух удлиненных полосок равной ширины w, размещенных параллельно друг другу с зазором, выбранным из условия обеспечения режима многомодовой связи ПМСВ между пленками и кольцевым резонатором 3. На концах указанных полосок микроволноводов 1 и 2 образованы микрополосковые антенны 4, 5, 6, 7 для возбуждения и приема магнитостатических волн. При этом, антенна для возбуждения ПМСВ 4 расположена на одном из концов микроволновода 1, а антенна для приёма 5, расположена на другом конце микроволновода 1. Другие антенны для приёма 6 и 7 расположены на противоположных концах микроволновода 2. Кольцевой резонатор 3 выполнен из пленки железо-иттриевого граната в виде прямоугольного замкнутого контура и расположен с зазором d в виде слоя диэлектрика над микроволноводами 1 и 2, при этом противоположные длинные стороны прямоугольного контура параллельны длинным сторонам микроволноводов 1 и 2, а ширина контура равна расстоянию между внешними сторонами микроволноводов 1 и 2, причём магнитное поле источника управляющего магнитного поля (на чертежах источник не показан) направлено касательно вдоль плоскости микроволноводов 1 и 2. The multiplexer contains located on a substrate of gallium-gadolinium garnet (GGG) 8 microwave guides 1,2, made on the basis of a film of yttrium iron garnet (YIG) in the form of two elongated strips of equal width w, placed parallel to each other with a gap selected from the condition of providing mode of multimode communication MSSW between the films and the ring resonator 3. At the ends of these strips of microwave guides 1 and 2 microstrip antennas 4, 5, 6, 7 are formed to excite and receive magnetostatic waves. At the same time, the antenna for excitation of the MSSV 4 is located at one end of the microwave guide 1, and the antenna for reception 5 is located at the other end of the microwave guide 1. Other antennas for receiving 6 and 7 are located at opposite ends of the microwave guide 2. The ring resonator 3 is made of an iron film -yttrium garnet in the form of a rectangular closed loop and is located with a gap d in the form of a dielectric layer above microwave guides 1 and 2, while the opposite long sides of the rectangular circuit are parallel to the long sides of microwave guides 1 and 2, and the width of the circuit is equal to the distance between the outer sides of microwave guides 1 and 2 , and the magnetic field of the source of the control magnetic field (the source is not shown in the drawings) is directed tangentially along the plane of the microwave guides 1 and 2.

Слой диэлектрика выбирают толщиной d = 10 мкм.The dielectric layer is chosen with a thickness d = 10 µm.

Режим работы мультиплексора определяется выбранными параметрами распространения ПМСВ: величиной внешнего магнитного поля, частотой входного сигнала, а также величиной зазоров между микроволноводами. Так, от величины внешнего магнитного поля зависит частотный диапазон, в то же время от частоты входного сигнала зависит длина волны ПМСВ, и соответственно длина связи, которая и определяет, по какому из микроволноводов будет распространяться ПМСВ и соответственно на какую из выходных антенн попадёт сигнал. Длина связи - это расстояние, на котором ПМСВ, распространяющаяся сначала по микроволноводу 1, полностью перекачивается в микроволновод 2. The operating mode of the multiplexer is determined by the chosen parameters of the MSSW propagation: the magnitude of the external magnetic field, the frequency of the input signal, and the magnitude of the gaps between the microwave guides. So, the frequency range depends on the magnitude of the external magnetic field, at the same time, the wavelength of the MSSW depends on the frequency of the input signal, and, accordingly, the communication length, which determines which of the microwave guides the MSSW will propagate and, accordingly, which of the output antennas the signal will fall on. The bond length is the distance over which the MSSW propagating first along microwave guide 1 is completely pumped into microwave guide 2.

Подложка 8 представляет собой пленку галлий-гадолиниевого граната (ГГГ), размеры которой составляют (Ш×Д×Т): 2500 мкм × 8000 мкм × 500 мкм. На поверхности пленки ГГГ сформирована система латерально связанных микроволноводов 1, 2 из пленки ЖИГ толщиной 10 мкм. Расстояние между расположенными параллельно микроволноводами 1, 2 в области связи составляет М=1500 мкм. Над микроволноводами 1, 2 с зазором на расстоянии d = 10 мкм размещен кольцевой резонатор 3. Намагниченность насыщения составляет MН=139 Гс. The substrate 8 is a Gadolinium Gadolinium Garnet (GGG) film, the dimensions of which are (W×L×T): 2500 µm×8000 µm×500 µm. On the surface of the GGG film, a system of laterally coupled microwave guides 1, 2 was formed from a YIG film 10 μm thick. The distance between parallel microwave guides 1, 2 in the communication area is M=1500 μm. Above the microwave guides 1, 2 with a gap at a distance of d = 10 μm, a ring resonator 3 is placed. The saturation magnetization is M H =139 gauss.

На системе связанных микроволноводов 1,2 расположены микрополосковые антенны 4, 5, 6 и 7 шириной w=30 мкм, обеспечивающие возбуждение и прием магнитостатических волн. Входная антенна 4 расположена на одном конце микроволновода 1, на другом - выходная антенна 6. Другие выходные антенны 5 и 7 расположены на концах микроволновода 2. Внешнее магнитное поле H0 направлено касательно вдоль оси y (см. фиг. 1). Microstrip antennas 4, 5, 6 and 7 with a width of w=30 μm are located on the system of coupled microwave guides 1,2, providing excitation and reception of magnetostatic waves. The input antenna 4 is located at one end of the microwave guide 1, and the output antenna 6 is at the other end. The other output antennas 5 and 7 are located at the ends of the microwave guide 2. The external magnetic field H 0 is directed tangentially along the y axis (see Fig. 1).

Устройство работает следующим образом. Входной микроволновый сигнал, частота которого должна лежать в диапазоне частот, определяемым величиной H0 внешнего постоянного магнитного поля, подается на входную антенну 4. Далее микроволновый сигнал преобразуется в поверхностную магнитостатическую волну (ПМСВ), распространяющуюся вдоль микроволновода 1. Далее по мере распространения, ПМСВ будет перекачиваться из микроволновода 1 в кольцевой резонатор, и далее в микроволновод 2, и в зависимости от выбранной конфигурации магнитного поля и частоты, сигнал попадёт либо на выходную антенну 6 либо 7. Возможна реализация нескольких режимов работы, которыми возможно управлять, изменяя конфигурацию распределения внутреннего магнитного поля при вариации величины внешнего магнитного поля. The device works as follows. The input microwave signal, the frequency of which should lie in the frequency range determined by the value H 0 of the external constant magnetic field, is fed to the input antenna 4. Next, the microwave signal is converted into a surface magnetostatic wave (MSW) propagating along the microwave guide 1. Further, as it propagates, the MSW will be pumped from microwave guide 1 to the ring resonator, and then to microwave guide 2, and depending on the selected configuration of the magnetic field and frequency, the signal will either go to the output antenna 6 or 7. It is possible to implement several modes of operation that can be controlled by changing the configuration of the distribution of the internal magnetic field when varying the magnitude of the external magnetic field.

На фиг. 3 приведены результаты численного микромагнитного моделирования. Показаны амплитудно-частотные характеристики ПМСВ на выходных антеннах 5-7, которые были получены методом Фурье-преобразования по временной реализации mz компоненты динамической намагниченности в области выходных антенн.In FIG. Figure 3 shows the results of numerical micromagnetic simulation. The amplitude-frequency characteristics of the MSSW on the output antennas 5-7 are shown, which were obtained by the Fourier transform method from the temporal implementation of the mz component of the dynamic magnetization in the region of the output antennas.

Кривая 10 соответствует сигналу на выходной антенне 5, кривая 12 - на антенне 6, кривая 11 - на антенне 7. Видно, что кольцевой резонатор оказывает влияние на распределение амплитуды выходного сигнала на антеннах 5-7. Моделирование показывает, что если подать на входную антенну 4 сигнал частотой 5,25 ГГц, то ПМСВ дальше будет распространяться в сторону выходной антенны 5. В то же время, если подавать на входную антенну 4 сигналы с частотами 5,2456 ГГц и 5,228 ГГц, то ПМСВ будет распространяться по микроволноводам 1, 2 и приниматься выходными антеннами 6 и 7, соответственно. Curve 10 corresponds to the signal on the output antenna 5, curve 12 - on the antenna 6, curve 11 - on the antenna 7. It can be seen that the ring resonator affects the distribution of the output signal amplitude on the antennas 5-7. Simulation shows that if a signal with a frequency of 5.25 GHz is applied to the input antenna 4, then the MSSW will further propagate towards the output antenna 5. At the same time, if signals with frequencies of 5.2456 GHz and 5.228 GHz are applied to the input antenna 4, then the MSSW will propagate through the microwave guides 1, 2 and be received by the output antennas 6 and 7, respectively.

Пример выполнения. Микроволноводы 1, 2 из полосок пленки ЖИГ имеют длину L = 8000 мкм, толщину t около 10 мкм и намагниченность М насыщения в диапазоне от 130 до 150 Гс. Кольцевой резонатор имеет длину плеча 2000 мкм вдоль оси х, а вдоль оси y - 1500 мкм. Длина внутреннего плеча кольцевого резонатора вдоль оси х составляет s =1500 мкм, вдоль оси y - g = 1000 мкм. Зазор между полосками составляет 1000 мкм. Кольцевой резонатор расположен над ними так, чтобы расстояние между полосками и резонатором составляло d = 10 мкм, обеспечивая таким образом необходимую вертикальную связь магнитостатических волн между микроволноводами и резонатором. Execution example. Microwaveguides 1, 2 made of YIG film strips have a length L = 8000 μm, a thickness t of about 10 μm, and a saturation magnetization M in the range from 130 to 150 gauss. The ring resonator has a shoulder length of 2000 µm along the x axis and 1500 µm along the y axis. The length of the inner arm of the ring resonator along the x axis is s = 1500 μm, along the y axis - g = 1000 μm. The gap between the strips is 1000 µm. The ring resonator is located above them so that the distance between the strips and the resonator is d = 10 μm, thus providing the necessary vertical coupling of magnetostatic waves between the microwave guides and the resonator.

Микрополосковые антенны для возбуждения и приема магнитостатических волн имеют ширину 30 мкм. Microstrip antennas for excitation and reception of magnetostatic waves have a width of 30 μm.

На фиг. 4-6 показаны результаты численного эксперимента путём микромагнитного моделирования. Показаны распределения интенсивности спиновых волн только в магнитных микроволноводах. Приведены все три возможных варианта режимов работы данного устройства. In FIG. 4-6 show the results of a numerical experiment by means of micromagnetic simulation. The intensity distributions of spin waves are shown only in magnetic microwave guides. All three possible modes of operation of this device are given.

На фиг. 4 показан первый возможный режим работы, а именно: ПМСВ, возбужденная микрополосковой антенной 5, распространяясь по микроволноводу 1, связывается с кольцевым резонатором 3, далее волна связывается с микроволноводом 2 и движется по направлению к выходной антенне 7. То есть режим работы мультиплексора обеспечивается тем, что при распространении волны в кольцевом резонаторе происходит образование стоячей волны, которая в свою очередь возбуждает волну в микроволноводе 2.In FIG. 4 shows the first possible mode of operation, namely: the MSSW, excited by the microstrip antenna 5, propagating along the microwave guide 1, is associated with the ring resonator 3, then the wave is associated with the microwave guide 2 and moves towards the output antenna 7. That is, the multiplexer operation mode is ensured by that when a wave propagates in a ring resonator, a standing wave is formed, which in turn excites a wave in microwave guide 2.

На фиг. 5 также показан возможный режим работы устройства, но со случаем, когда волна попадает на выходную антенну 5.In FIG. 5 also shows a possible mode of operation of the device, but with the case when the wave hits the output antenna 5.

На фиг. 6 показан случай, когда волна, выходящая из микрополосковой антенны, распространяясь по микроволноводу 1, не связывается с кольцевым резонатором 3, и продолжает распространяться вдоль микроволновода 1 к антенне 6.In FIG. 6 shows the case when the wave coming out of the microstrip antenna, propagating along the microwave guide 1, is not associated with the ring resonator 3, and continues to propagate along the microwave guide 1 towards the antenna 6.

Таким образом, представленные данные подтверждают достижение технического результата, а именно создание мультиплексора на поверхностных магнитостатических волнах с кольцевым резонатором, в котором управление режимами работы возможно осуществлять путём изменения величины внешнего магнитного поля.Thus, the presented data confirm the achievement of the technical result, namely the creation of a multiplexer on surface magnetostatic waves with a ring resonator, in which the operation modes can be controlled by changing the magnitude of the external magnetic field.

Claims (2)

1. Мультиплексор на основе магнитостатических волн, содержащий волноведущие микроволноводы из плёнки железо-иттриевого граната, образующие два линейных канала и имеющие антенны для возбуждения и приёма магнитостатических волн, кольцевой резонатор, источник управляющего магнитного поля, отличающийся тем, что волноведущие микроволноводы выполнены в виде двух прямоугольных структур, длинная сторона которых ориентирована вдоль всей длинной стороны подложки, при этом антенна для возбуждения расположена на одном из концов микроволновода, а антенны для приёма расположены на трёх других концах микроволноводов, кольцевой резонатор выполнен из пленки железо-иттриевого граната в виде прямоугольного замкнутого контура и расположен с зазором над микроволноводами в виде слоя диэлектрика, при этом противоположные длинные стороны прямоугольного контура параллельны длинным сторонам микроволноводов, а ширина контура равна расстоянию между внешними сторонами микроволноводов, причём магнитное поле источника управляющего магнитного поля направлено касательно вдоль плоскости микроволноводов.1. A multiplexer based on magnetostatic waves, containing waveguide microwaveguides made of an yttrium iron garnet film, forming two linear channels and having antennas for excitation and reception of magnetostatic waves, a ring resonator, a source of a control magnetic field, characterized in that the waveguide microwaveguides are made in the form of two rectangular structures, the long side of which is oriented along the entire long side of the substrate, while the antenna for excitation is located at one of the ends of the microwave guide, and the antennas for reception are located at the other three ends of the microwave guides, the ring resonator is made of a film of yttrium iron garnet in the form of a rectangular closed loop and is located with a gap above the microwave guides in the form of a dielectric layer, while the opposite long sides of the rectangular circuit are parallel to the long sides of the microwave guides, and the width of the circuit is equal to the distance between the outer sides of the microwave guides, and the magnetic field is The control magnetic field is directed tangentially along the plane of the microwave guides. 2. Мультиплексор по п.1, отличающийся тем, что величина зазора над микроволноводами составляет d = 10 мкм.2. Multiplexer according to claim 1, characterized in that the size of the gap above the microwave guides is d = 10 µm.
RU2021118383A 2021-06-24 2021-06-24 Multiplexer based on a ring resonator RU2771455C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021118383A RU2771455C1 (en) 2021-06-24 2021-06-24 Multiplexer based on a ring resonator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021118383A RU2771455C1 (en) 2021-06-24 2021-06-24 Multiplexer based on a ring resonator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2771455C1 true RU2771455C1 (en) 2022-05-04

Family

ID=81458979

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021118383A RU2771455C1 (en) 2021-06-24 2021-06-24 Multiplexer based on a ring resonator

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2771455C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116154434A (en) * 2023-04-23 2023-05-23 成都威频科技有限公司 Complementary split ring resonator YIG limiter
CN116154435A (en) * 2023-04-21 2023-05-23 成都威频科技有限公司 YIG limiter based on split resonant ring

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000050938A1 (en) * 1999-02-22 2000-08-31 Massachusetts Institute Of Technology Vertically coupled optical resonator devices over a cross-grid waveguide architecture
US7505648B2 (en) * 2006-11-29 2009-03-17 Universiteit Twente Device comprising a polarization-independent micro-resonator
RU167504U1 (en) * 2016-01-12 2017-01-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского" DOUBLE CONTROLLED MICROWAVE FILTER BASED ON A FERRITE-FERROELECTRIC STRUCTURE
RU2702916C1 (en) * 2019-05-07 2019-10-14 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова Российской академии наук Device on magnetostatic waves for spatial separation of microwave signals of different power level
RU2707391C1 (en) * 2019-04-24 2019-11-26 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова Российской академии наук Reconfigurable input/output multiplexer based on ring resonator

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000050938A1 (en) * 1999-02-22 2000-08-31 Massachusetts Institute Of Technology Vertically coupled optical resonator devices over a cross-grid waveguide architecture
US7505648B2 (en) * 2006-11-29 2009-03-17 Universiteit Twente Device comprising a polarization-independent micro-resonator
RU167504U1 (en) * 2016-01-12 2017-01-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Саратовский национальный исследовательский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского" DOUBLE CONTROLLED MICROWAVE FILTER BASED ON A FERRITE-FERROELECTRIC STRUCTURE
RU2707391C1 (en) * 2019-04-24 2019-11-26 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова Российской академии наук Reconfigurable input/output multiplexer based on ring resonator
RU2702916C1 (en) * 2019-05-07 2019-10-14 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова Российской академии наук Device on magnetostatic waves for spatial separation of microwave signals of different power level

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
S. Li et al. "Orbital Angular Momentum Mode Multiplexer Based on Bilayer Concentric Micro-Ring Resonator," 2017 Asia Communications and Photonics Conference (ACP), 2017, pp. 1-2. *
S. Li et al. "Orbital Angular Momentum Mode Multiplexer Based on Bilayer Concentric Micro-Ring Resonator," 2017 Asia Communications and Photonics Conference (ACP), 2017, pp. 1-2. Tunsiri, S., Thammawongsa, N., Threepak, T., Mitatha, S., & Yupapin, P. (2019). Microring Switching Control Using Plasmonic Ring Resonator Circuits for Super-Channel Use. Plasmonics, 14(6), 1669-1677. doi:10.1007/s11468-019-00965-2. *
Tunsiri, S., Thammawongsa, N., Threepak, T., Mitatha, S., & Yupapin, P. (2019). Microring Switching Control Using Plasmonic Ring Resonator Circuits for Super-Channel Use. Plasmonics, 14(6), 1669-1677. doi:10.1007/s11468-019-00965-2. *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116154435A (en) * 2023-04-21 2023-05-23 成都威频科技有限公司 YIG limiter based on split resonant ring
CN116154435B (en) * 2023-04-21 2023-08-08 成都威频科技有限公司 YIG limiter based on split resonant ring
CN116154434A (en) * 2023-04-23 2023-05-23 成都威频科技有限公司 Complementary split ring resonator YIG limiter
CN116154434B (en) * 2023-04-23 2023-08-08 成都威频科技有限公司 Complementary split ring resonator YIG limiter

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Chamanara et al. Optical isolation based on space-time engineered asymmetric photonic band gaps
RU2771455C1 (en) Multiplexer based on a ring resonator
Fisher et al. Optical guided‐wave interactions with magnetostatic waves at microwave frequencies
Ishak et al. Tunable microwave resonators using magnetostatic wave in YIG films
RU2707391C1 (en) Reconfigurable input/output multiplexer based on ring resonator
US7205869B2 (en) Magnetostatic wave device based on thin metal films, method for making same and application to devices for processing microwave signals
RU2666968C1 (en) Frequency filter of uhf signal on magnetic waves
RU2736286C1 (en) Controlled four-channel spatially distributed multiplexer on magnetostatic waves
US4188594A (en) Fixed frequency filters using epitaxial ferrite films
RU2454788C1 (en) Microwave modulator on surface magnetostatic waves
RU2706441C1 (en) Controlled multichannel filter for microwave signal based on magnonic crystal
RU2707756C1 (en) Controlled by electric field power divider on magnetostatic waves with filtration function
Emtage et al. Interaction of signals in ferromagnetic microwave limiters
RU2702915C1 (en) Functional component of magnonics on multilayer ferromagnetic structure
US4419637A (en) Magnetostatic wave dioptric device
RU2690020C1 (en) Logic device based on phase changer of microwave signal on magnetostatic waves
Togo et al. Propagation of magnetostatic surface waves in a tunable one-dimensional magnonic crystal
RU210122U1 (en) SPACE-FREQUENCY FILTER ON MAGNETOSTATIC WAVES
RU2754126C1 (en) A logical device based on magnetostatic waves
RU224405U1 (en) CONTROLLED DELAY LINE ON NUTATIONAL SPIN WAVES
RU2691981C1 (en) Demultiplexer at magnetostatic waves
RU196689U1 (en) MULTI-CHANNEL MULTIPLEXOR OF MICROWAVE SIGNAL
RU212555U1 (en) LOGIC DEVICE ON MAGNETOSTATIC WAVES
RU2813745C1 (en) Controlled space-frequency filter of microwave signal on spin waves
RU2813706C1 (en) Space-frequency filter on magnetostatic waves