專(zhuān)利名稱(chēng)：盤(pán)形靜磁波裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總的來(lái)說(shuō)涉及靜磁波裝置。更具體地說(shuō)涉及采用鐵氧體磁性基體的靜磁波裝置，它被用作S/N(信號(hào)噪聲比)增強(qiáng)器和濾波器。
構(gòu)成本發(fā)明的背景技術(shù)的一種典型的S/N增強(qiáng)器例如在以下文件中得到了公開(kāi)1980年關(guān)于磁學(xué)的IEEE論文集Vol.MAG-16，第1168至1170頁(yè)，題目是“寬頻帶微波信號(hào)噪聲比增強(qiáng)器”，以及美國(guó)專(zhuān)利第4,283,692號(hào)。

圖1是代表這樣一種典型的S/N增強(qiáng)器的透視圖。圖1所示的S/N增強(qiáng)器1包括矩形板YIG薄膜2，作為鐵氧體磁性基體。在矩形板GGG襯底3的一個(gè)主表面上制備YIG薄膜2。YIG薄膜2的一面粘附在矩形板介電襯底4的一個(gè)主表面的中央部分上。在這個(gè)介電襯底4的一個(gè)主表面的中央部分上沿著其寬度方向形成作為變換器的直線(xiàn)形微波傳輸帶5，其方式是該微波傳輸帶5橫切YIG薄膜2。輸入引線(xiàn)(未示出)的一端與微波傳輸帶5的一端相連，而輸出引線(xiàn)(也未示出)的一端與微波傳輸帶5的另一端相連。在介電襯底4的另一主表面上形成接地電極6。應(yīng)注意的是，輸入引線(xiàn)的另一端和輸出引線(xiàn)的另一端分別接地。
在圖1所示的S/N增強(qiáng)器1中，DC磁場(chǎng)Ho沿著微波傳輸帶5的縱向被施加到作為鐵氧體磁性基體的YIG薄膜2上。然后在這個(gè)S/N增強(qiáng)器1中，當(dāng)RF(高頻)能量被施加到其輸入引線(xiàn)上時(shí)，在微波傳輸帶5的周?chē)a(chǎn)生RF磁場(chǎng)，于是在YIG薄膜2中激發(fā)了表面靜磁波(MSSW)，它是靜磁波的三種方式中的一種。當(dāng)施加到輸入引線(xiàn)的RF能量低時(shí)，由于該RF能量的基本部分轉(zhuǎn)換成了靜磁波，所以從輸出引線(xiàn)得到的輸出能量變得非常低。另一方面，當(dāng)施加到輸入引線(xiàn)的RF能量高時(shí)，由于從RF能量到靜磁波的轉(zhuǎn)換已被飽和，所以從輸出引線(xiàn)通過(guò)微波傳輸帶5得到RF能量的基本部分。結(jié)果，基本上沒(méi)有噪聲分量(其輸入能量低)輸出，但是從該S/N增強(qiáng)器1可以輸出信號(hào)分量(其輸入能量高)的基本部分。因此，在該S/N增強(qiáng)器1中可以提高信噪比。該S/N增強(qiáng)器1中-6dBm和10dBm處的頻率特性示于圖2，而3.3GHz處的輸入/輸出特性示于圖3。
在圖1所示的S/N增強(qiáng)器1中，噪聲衰減量是根據(jù)作為鐵氧體磁性基體的YIG薄膜2部分的長(zhǎng)度“L”確定的，YIG薄膜2對(duì)著作為變換器的微波傳輸帶5部分。應(yīng)注意的是在該S/N增強(qiáng)器1中，將這一長(zhǎng)度“L”選擇為2.1cm。當(dāng)提高S/N增強(qiáng)器1中噪聲的衰減量時(shí)，一個(gè)有效的措施是增加該長(zhǎng)度“L”。然而，這一措施造成的問(wèn)題是這種成本很高的鐵氧體磁性基體如YIG薄膜的尺寸將變大。換句話(huà)說(shuō)，當(dāng)YIG薄膜2做得小以便獲得小型低廉的S/N增強(qiáng)器1時(shí)，對(duì)著微波傳輸帶5的YIG薄膜2部分的長(zhǎng)度“L”應(yīng)變短，這樣噪聲衰減量將降低。
此外在圖1的S/N增強(qiáng)器1中，在微波傳輸帶5從YIG薄膜的邊緣部分反射經(jīng)轉(zhuǎn)換的靜磁波，然后通過(guò)S/N增強(qiáng)器1的部分如微波傳輸帶5該反射的靜磁波可能變換成RF能量。當(dāng)存在這種反射的靜磁波時(shí)，該靜磁波可能作為S/N增強(qiáng)器1的傳輸頻帶中的幅度和相位的脈動(dòng)分量出現(xiàn)。結(jié)果，需要減小這種S/N增強(qiáng)器1中對(duì)靜磁波的反射。這就是說(shuō)要增加沿著傳播方向即YIG薄膜2的寬度“W”的靜磁波的長(zhǎng)度，并且進(jìn)一步在YIG薄膜2的邊緣部分提供靜磁波吸收部件。
本發(fā)明旨在解決上述問(wèn)題，因此，本發(fā)明的目的是提供以低成本制造的小型靜磁波裝置。
為達(dá)此目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面的靜磁波裝置的特征在于包括鐵氧體磁性基體；
變換器，其一部分安排在所述鐵氧體磁性基體的一個(gè)表面上，另一部分安排在所述鐵氧體磁性基體的另一表面上；輸入引線(xiàn)，其一端與所述變換器的一端相連，其另一端接地；以及輸出引線(xiàn)，其一端與所述變換器的另一端相連，其另一端接地。
在根據(jù)本發(fā)明的靜磁波裝置中，由于以下將要提到的原因，鐵氧體磁性基體最好做成盤(pán)形。
此外，根據(jù)本發(fā)明的靜磁波裝置，由于以下將要提到的原因，最好進(jìn)一步包括另一個(gè)變換器，其一部分安排在所述鐵氧體磁性基體的一個(gè)主表面上，另一部分安排在所述鐵氧體磁性基體的另一主表面上，并與所述變換器并聯(lián)。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，另一靜磁波裝置包括鐵氧體磁性基體；一個(gè)變換器，其一部分安排在所述鐵氧體磁性基體的一個(gè)表面上，另一部分安排在所述鐵氧體磁性基體的另一表面上；另一個(gè)變換器，其一部分安排在所述鐵氧體磁性基體的另一主表面上，另一部分安排在所述鐵氧體磁性基體的一個(gè)主表面上；輸入引線(xiàn)，其一端與所述一個(gè)變換器的一端相連，其另一端與所述另一變換器的一端相連；以及輸出引線(xiàn)，其一端與所述一個(gè)變換器的另一端相連，其另一端與所述另一變換器的另一端相連。
在根據(jù)本發(fā)明的靜磁波裝置中，由于以下將要提到的原因，鐵氧體磁性基體最好做成盤(pán)形。
在根據(jù)本發(fā)明靜磁波裝置中，當(dāng)DC磁場(chǎng)被施加到鐵氧體磁性基體上并且RF能量也施加到輸入引線(xiàn)上時(shí)，在變換器的周?chē)a(chǎn)生RF(高頻)磁場(chǎng)，因此在鐵氧體磁性基體中激發(fā)靜磁波。當(dāng)進(jìn)入輸入引線(xiàn)的RF能量低時(shí)，該RF能量被轉(zhuǎn)換或變換成靜磁波。由于變換器擁有安排在鐵氧體磁性基體的一個(gè)主表面上的一部分和安排在鐵氧體磁性基體的另一主表面上的另一部分，所以從RF能量轉(zhuǎn)換成靜磁波的轉(zhuǎn)換效率提高了。因此，即使當(dāng)鐵氧體磁性基體的尺寸做得小時(shí)，也可以得到與常規(guī)的噪聲衰減量類(lèi)似的噪聲衰減量。另一方面，當(dāng)進(jìn)入輸入引線(xiàn)的RF能量高時(shí)，由于從RF能量到靜磁波的轉(zhuǎn)換操作被飽和，所以可以通過(guò)變換器從輸出引線(xiàn)得到該RF能量的主要部分。結(jié)果在這一靜磁波裝置中，基本上沒(méi)有噪聲分量(其輸入能量低)輸出，但是可以輸出信號(hào)分量(其輸入能量高)的基本部分。換句話(huà)說(shuō)，這一靜磁波裝置的信噪比(S/N)可以得到提高。
在根據(jù)本發(fā)明的另一靜磁波裝置中，當(dāng)DC磁場(chǎng)被施加到鐵氧體磁性基體上并且RF(或高頻)能量也施加到輸入引線(xiàn)上時(shí)，在一個(gè)和另一個(gè)變換器的周?chē)a(chǎn)生RF(或高頻)磁場(chǎng)，因此在鐵氧體磁性基體中激發(fā)靜磁波。當(dāng)進(jìn)入輸入引線(xiàn)的RF能量低時(shí)，該RF能量被轉(zhuǎn)換或變換成靜磁波。由于一個(gè)變換器擁有安排在鐵氧體磁性基體的一個(gè)主表面上的一部分和安排在鐵氧體磁性基體的另一主表面上的另一部分，并且另一變換器擁有安排在鐵氧體磁性基體的另一主表面上的一部分和安排在鐵氧體磁性基體的一個(gè)主表面上的另一部分，所以從RF能量轉(zhuǎn)換成靜磁波的轉(zhuǎn)換效率提高了。因此，即使當(dāng)鐵氧體磁性基體的尺寸做得小時(shí)，也可以得到與常規(guī)的噪聲衰減量類(lèi)似的噪聲衰減量。另一方面，當(dāng)進(jìn)入輸入引線(xiàn)的RF能量高時(shí)，由于從RF能量到靜磁波的轉(zhuǎn)換操作被飽和，所以可以通過(guò)一個(gè)和另一個(gè)變換器從輸出引線(xiàn)得到該RF能量的主要部分。結(jié)果在這一靜磁波裝置中，基本上沒(méi)有噪聲分量(其輸入能量低)輸出，但是可以輸出信號(hào)分量(其輸入能量高)的基本部分。換句話(huà)說(shuō)，根據(jù)本發(fā)明的這一靜磁波裝置的信噪比(S/N)可以得到提高。
根據(jù)本發(fā)明，由于從RF能量到靜磁波的轉(zhuǎn)換效率提高了，因此可以以低成本制造小型靜磁波裝置。
此外，在本發(fā)明的靜磁波裝置中，當(dāng)鐵氧體磁性基體做成盤(pán)形時(shí)，經(jīng)轉(zhuǎn)換的靜磁波幾乎不能在變換器的鐵氧體磁性基體的邊緣部分反射。結(jié)果，從鐵氧體磁性基體的邊緣部分反射的靜磁波幾乎不能通過(guò)靜磁波裝置部分如變換器轉(zhuǎn)換成RF能量。于是，在靜磁波裝置的傳輸頻帶中的幅度/相位脈動(dòng)分量小，并且可以改善其最終的特性。即使當(dāng)在根據(jù)本發(fā)明的另一靜磁波裝置中鐵氧體磁性基體做成盤(pán)形時(shí)，也可以獲得類(lèi)似的優(yōu)點(diǎn)。
此外在根據(jù)本發(fā)明的靜磁波裝置中，當(dāng)它包括另一變換器，其一部分安排在鐵氧體磁性基體的一個(gè)主表面上，另一部分安排在鐵氧體磁性基體的另一主表面上，并與上述一個(gè)變換器并聯(lián)，一個(gè)變換器和另一個(gè)變換器并聯(lián)連接在輸入引線(xiàn)和輸出引線(xiàn)之間。結(jié)果，輸入引線(xiàn)和輸出引線(xiàn)之間的阻抗可以降低，并且插入損失可以減小。
此外在根據(jù)本發(fā)明的另一靜磁波裝置中，一個(gè)變換器擁有安排在鐵氧體磁性基體的一個(gè)主表面上的部分和安排在鐵氧體磁性基體的另一主表面上的部分，并且另一變換器擁有安排在鐵氧體磁性基體的另一主表面上的部分和安排在這一鐵氧體磁性基體的一個(gè)主表面上的部分。另外，輸入引線(xiàn)的一端和另一端分別與一個(gè)變換器的一端和另一個(gè)變換器的一端相連。輸出引線(xiàn)的一端和另一端分別與一個(gè)變換器的另一端和另一個(gè)變換器的另一端相連。換句話(huà)說(shuō)，在這樣的條件下，即通過(guò)兩個(gè)變換器將輸入引線(xiàn)和輸出引線(xiàn)相互連接，就象通過(guò)饋線(xiàn)相互連接那樣，即使為了提高噪聲衰減量而把一個(gè)變換器和另一個(gè)變換器的長(zhǎng)度做長(zhǎng)時(shí)，輸入引線(xiàn)和輸出引線(xiàn)之間的阻抗也基本無(wú)變化，并且插入損失不變大。
從以下結(jié)合附圖所作的詳細(xì)描述中，本發(fā)明的上述目的和其它目的、特征以及優(yōu)點(diǎn)將變得等清楚。附圖中圖1是一種典型的常規(guī)S/N增強(qiáng)器的透視圖；圖2是圖1所示常規(guī)S/N增強(qiáng)器的頻率特性圖；圖3是圖1所示常規(guī)S/N增強(qiáng)器的輸入/輸出特性圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的S/N增強(qiáng)器的透視圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)改進(jìn)型的S/N增強(qiáng)器的透視圖；圖6是根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)改進(jìn)型的S/N增強(qiáng)器的透視圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)改進(jìn)型的S/N增強(qiáng)器的透視圖；圖8是根據(jù)本發(fā)明的另外再一個(gè)改進(jìn)型的S/N增強(qiáng)器的透視圖；圖9是一個(gè)比較例的透視圖；圖10是關(guān)于圖5至圖8所示的各個(gè)實(shí)施例和圖9所示的比較例的頻率特性圖；圖11是關(guān)于圖5至圖8所示的各個(gè)實(shí)施例和圖9所示的比較例的輸入/輸出特性圖；圖12是根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的S/N增強(qiáng)器的分部分的透視圖；圖13是根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施例的S/N增強(qiáng)器的透視圖；圖14是表示圖13的S/N增強(qiáng)器的平面圖；圖15是表示圖13的S/N增強(qiáng)器的主要部分的分部分的透視圖；圖16是根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的S/N增強(qiáng)器的透視圖；圖17是根據(jù)本發(fā)明的另外再一個(gè)實(shí)施例的S/N增強(qiáng)器的透視圖；圖18是表示圖17所示的S/N增強(qiáng)器的一個(gè)應(yīng)用實(shí)例的示意性框圖；以及圖19(A)和19(B)是根據(jù)分別在圖4、圖12至17和圖5至8中所示的實(shí)施例的改進(jìn)型的YIG膜12和GGG襯底14的側(cè)視圖。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的作為靜磁波裝置的S/N增強(qiáng)器10的透視圖。S/N增強(qiáng)器10包括例如矩形板的YIG薄膜12，作為鐵氧體磁性基體。這一YIG薄膜12例如形成在矩形板GGG襯底14的一個(gè)主表面上。例如由導(dǎo)線(xiàn)構(gòu)成的變換器16圍繞YIG薄膜12和GGG襯底14繞5匝。結(jié)果，這個(gè)變換器16擁有基本平行于YIG薄膜12的一個(gè)主表面排列的五部分，和基本平行于YIG薄膜12的另一個(gè)主表面排列的五部分。輸入引線(xiàn)18的一端與變換器16的一端相連，輸出引線(xiàn)20的一端與變換器16的另一端相連。另外，輸入引線(xiàn)18的另一端和輸出引線(xiàn)20的另一端都接地。
在圖4所示的S/N增強(qiáng)器10中，沿著平行于YIG薄膜12的主表面以及平行于變換器16的方向向作為鐵氧體磁性基體的YIG薄膜12施加DC磁場(chǎng)“Ho”。然后當(dāng)RF(或高頻)能量也施加到輸入引線(xiàn)18上時(shí)，在變換器16的周?chē)a(chǎn)生RF(或高頻)磁場(chǎng)，因此在YIG薄膜12中激發(fā)表面靜磁波。當(dāng)進(jìn)入輸入引線(xiàn)18的RF能量低時(shí)，該RF能量被轉(zhuǎn)換或變換成靜磁波。由于變換器16擁有安排在YIG薄膜12的一個(gè)主表面上的一部分和安排在YIG薄膜12的另一主表面上的另一部分，所以從RF能量轉(zhuǎn)換成靜磁波的轉(zhuǎn)換效率提高了。因此，即使當(dāng)YIG薄膜12的尺寸做得小時(shí)，也可以得到與常規(guī)的噪聲衰減量類(lèi)似的噪聲衰減量。另一方面，當(dāng)進(jìn)入輸入引線(xiàn)18的RF能量高時(shí)，由于從RF能量到靜磁波的轉(zhuǎn)換操作被飽和，所以可以通過(guò)變換器16從輸出引線(xiàn)20得到該RF能量的主要部分。結(jié)果在這一S/N增強(qiáng)器10中，基本上沒(méi)有噪聲分量(其輸入能量低)輸出，但是可以輸出信號(hào)分量(其輸入能量高)的基本部分。換句話(huà)說(shuō)，S/N增強(qiáng)器10的信噪比(S/N)可以得到提高。此外，由于從RF能量到靜磁波的轉(zhuǎn)換效率提高了，因此可以以低成本制造最終的小型S/N增強(qiáng)器10。
圖5是根據(jù)關(guān)于圖4的S/N增強(qiáng)器的一個(gè)改進(jìn)型的S/N增強(qiáng)器的透視圖。在這一改進(jìn)型的S/N增強(qiáng)器中，在GGG襯底14的一個(gè)主表面的中央部分制備盤(pán)形YIG薄膜12，另外與圖4所示的上述實(shí)施例相比，變換器16圍繞YIG薄膜12和GGG襯底14繞4匝。
圖6是根據(jù)關(guān)于圖5的S/N增強(qiáng)器的一個(gè)改進(jìn)型的S/N增強(qiáng)器的透視圖。在圖6的這一改進(jìn)型的S/N增強(qiáng)器中，與圖5所示的上述實(shí)施例相比，變換器16圍繞YIG薄膜12和GGG襯底14繞3匝。
圖7是根據(jù)關(guān)于圖5的S/N增強(qiáng)器的另一個(gè)改進(jìn)型的S/N增強(qiáng)器的透視圖。在圖7的這一改進(jìn)型的S/N增強(qiáng)器中，與圖5所示的上述實(shí)施例相比，變換器16圍繞YIG薄膜12和GGG襯底14繞2匝。
圖8是根據(jù)關(guān)于圖5的S/N增強(qiáng)器的第四個(gè)改進(jìn)型的S/N增強(qiáng)器的透視圖。在圖8的這一改進(jìn)型的S/N增強(qiáng)器中，與圖5所示的上述實(shí)施例相比，變換器16圍繞YIG薄膜12和GGG襯底14繞1匝。
與圖4的實(shí)施例類(lèi)似，在圖5至圖8的各個(gè)改進(jìn)型中，變換器16也擁有安排在YIG薄膜12的一個(gè)主表面上的這樣一部分和安排在YIG薄膜12的另一主表面上的這樣一部分。結(jié)果，可以提高從輸入RF能量到靜磁波的轉(zhuǎn)換效率，并且可以以低成本制造小型S/N增強(qiáng)器。
另外，在圖5至圖8所示的各個(gè)改進(jìn)的S/N增強(qiáng)器中，由于YIG薄膜12是做成盤(pán)形的，所以經(jīng)轉(zhuǎn)換的靜磁波幾乎不能在變換器16從YIG薄膜12的邊緣部分反射。因此，從YIG薄膜12的邊緣部分反射的靜磁波幾乎不能通過(guò)靜磁波裝置如變換器16轉(zhuǎn)換成RF能量。結(jié)果，在S/N增強(qiáng)器的傳輸頻帶中的幅度/相位脈動(dòng)分量小，因此可以改善其特性。
圖9是表示一個(gè)比較例的透視圖。在根據(jù)圖9的這一比較例的S/N增強(qiáng)器中，與圖5的實(shí)施例相比，直線(xiàn)形變換器16只安排在YIG薄膜12的一個(gè)主表面上。
在圖10中畫(huà)出了關(guān)于圖5至圖8所示的各個(gè)實(shí)施例和圖9所示的比較例的頻率特性圖。在圖11中畫(huà)出了關(guān)于圖5至圖8所示的各個(gè)實(shí)施例和圖9所示的比較例的輸入/輸出特性圖。應(yīng)注意的是YIG薄膜12的厚度是95μm，這一YIG薄膜12的直徑是2.2mm，這一YIG薄膜12的飽和磁化強(qiáng)度4πMs是1,780高斯。
從圖10所示的頻率特性和圖11所示的輸入/輸出特性可以清楚地看到，當(dāng)變換器16的匝數(shù)增加時(shí)，噪聲衰減量也將增加。結(jié)果頻率特性和輸入/輸出特性都可以得到改善。應(yīng)理解的是，當(dāng)變換器16的匝數(shù)增加時(shí)，阻抗也增加。因此，可以考慮噪聲衰減量和阻抗值適當(dāng)選擇變換器16的最終匝數(shù)。
圖12是根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的S/N增強(qiáng)器的透視圖。在圖12所示的這一S/N增強(qiáng)器中，YIG薄膜12和GGG襯底14都存放在由非磁性材料制成并具有絕緣特性的柱形外殼22中，由導(dǎo)線(xiàn)構(gòu)成的變換器16圍繞外殼22繞4匝。
還是在圖12所示的實(shí)施例中，變換器16也擁有安排在YIG薄膜12的一個(gè)主表面上的這樣一部分和安排在YIG薄膜12的另一主表面上的這樣一部分。結(jié)果，可以提高從輸入RF能量到靜磁波的轉(zhuǎn)換(變換)效率，并且可以以低成本制造小型S/N增強(qiáng)器。
圖13是根據(jù)本發(fā)明的再一個(gè)實(shí)施例的S/N增強(qiáng)器的透視圖。圖14是表示圖13的S/N增強(qiáng)器的平面圖，以及圖15是表示該S/N增強(qiáng)器的主要部分的分部分的透視圖。在圖13至圖15的實(shí)施例中，特別是有四組直線(xiàn)電極24a以預(yù)先選定的間隔相互平行地形成在YIG薄膜12的表面上。使GGG襯底14的表面粘附到介電襯底26的一個(gè)主表面的中央部分。此外，以預(yù)先選定的間隔相互平行地在該介電襯底26的一個(gè)主表面的中央部分制備四組直線(xiàn)電極24b，然后通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)24c將這些直線(xiàn)電極24a和24b的預(yù)定邊緣部分相互連接，于是線(xiàn)圈形變換器就這樣形成了，它圍繞YIG薄膜12和GGG襯底14繞4匝。該變換器的一端即一個(gè)直線(xiàn)電極24a的一個(gè)端部利用導(dǎo)線(xiàn)28b與形成在介電襯底26的一個(gè)主表面上的引線(xiàn)電極28a相連。該引線(xiàn)電極28a作為輸入引線(xiàn)的一端。該變換器的另一端即一個(gè)直線(xiàn)電極24b的另一端部30以這樣的方式制備，即另一端部30被延長(zhǎng)至介電襯底26的邊緣部分。另一端部30作為輸出引線(xiàn)的一端。此外，在介電襯底26的另一主表面上形成接地電極32。這一接地電極32用作輸入引線(xiàn)的另一端和輸出引線(xiàn)的另一端。
還是在圖13至圖15的各個(gè)實(shí)施例中，變換器擁有安排在YIG薄膜12的一個(gè)主表面上的這樣一部分和安排在YIG薄膜12的另一主表面上的這樣一部分。結(jié)果，可以提高從輸入RF能量到靜磁波的轉(zhuǎn)換(變換)效率，并且可以以低成本制造小型S/N增強(qiáng)器。
圖16是根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例的S/N增強(qiáng)器的透視圖。在圖16所示的這一實(shí)施例中，由導(dǎo)線(xiàn)制成的變換器16a分別圍繞YIG薄膜12和GGG襯底14的一半部分繞2匝。類(lèi)似地，由導(dǎo)線(xiàn)制成的另一變換器16b分別圍繞YIG薄膜12和GGG襯底14的另一半部分繞2匝。然后，一個(gè)變換器16a的一端和另一變換器16b的一端與輸入引線(xiàn)18的一端相連。一個(gè)變換器16a的另一端和另一變換器16b的另一端與輸出引線(xiàn)20的一端相連。這些輸入引線(xiàn)18/輸出引線(xiàn)20的另一端分別接地。
還是在圖16的實(shí)施例中，一個(gè)變換器16a和另一個(gè)變換器16b的每一個(gè)都擁有安排在YIG薄膜12的一個(gè)主表面上的這樣一部分和安排在YIG薄膜12的另一主表面上的這樣一部分。結(jié)果，可以提高從輸入RF能量到靜磁波的轉(zhuǎn)換(變換)效率，并且可以以低成本制造小型S/N增強(qiáng)器。
此外在圖16的S/N增強(qiáng)器中，由于一個(gè)變換器16a和另一個(gè)變換器16b并聯(lián)連接在輸入引線(xiàn)18和輸出引線(xiàn)20之間，所以輸入引線(xiàn)18和輸出引線(xiàn)20之間的阻抗可以降低，并且插入損失可以減小。
圖17是根據(jù)本發(fā)明的另外再一個(gè)實(shí)施例的S/N增強(qiáng)器的透視圖。在圖17的這一實(shí)施例中，由導(dǎo)線(xiàn)制成的變換器16a圍繞YIG薄膜12和GGG襯底14繞2匝。此外，由導(dǎo)線(xiàn)制成的另一變換器16b以這樣的方式圍繞YIG薄膜12和GGG襯底14繞2匝，即該變換器16b與前面提到的變換器16a的位置相對(duì)，中間夾著YIG薄膜12和GGG襯底14。
然后，一個(gè)變換器16a的一端和另一個(gè)變換器16b的一端分別與輸入引線(xiàn)18的一端和輸入引線(xiàn)18的另一端相連。一個(gè)變換器16a的另一端和另一個(gè)變換器16b的另一端都分別與輸出引線(xiàn)20的一端和輸出引線(xiàn)20的另一端相連。
在圖17所示的S/N增強(qiáng)器10中，沿著平行于YIG薄膜12的主表面以及平行于變換器16a和16b的方向向作為鐵氧體磁性基體的YIG薄膜12施加DC磁場(chǎng)“Ho”。然后當(dāng)RF(高頻)能量施加到輸入引線(xiàn)18上時(shí)，在變換器16a和16b的周?chē)a(chǎn)生RF(高頻)磁場(chǎng)，因此在YIG薄膜12中激發(fā)表面靜磁波。當(dāng)進(jìn)入輸入引線(xiàn)18的RF能量低時(shí)，該RF能量被轉(zhuǎn)換或變換成靜磁波。由于變換器16a擁有安排在YIG薄膜12的一個(gè)主表面上的一部分和安排在YIG薄膜12的另一主表面上的另一部分，另一個(gè)變換器16b擁有安排在YIG薄膜12的另一主表面上的一部分和安排在YIG薄膜12的一個(gè)主表面上的另一部分，所以從RF能量轉(zhuǎn)換成靜磁波的轉(zhuǎn)換效率提高了。因此，即使當(dāng)YIG薄膜12的尺寸做得小時(shí)，也可以得到與常規(guī)的噪聲衰減量類(lèi)似的噪聲衰減量。另一方面，當(dāng)進(jìn)入輸入引線(xiàn)18的RF能量高時(shí)，由于從RF能量到靜磁波的轉(zhuǎn)換操作被飽和，所以可以通過(guò)一個(gè)變換器16a和另一個(gè)變換器16b從輸出引線(xiàn)20得到該RF能量的主要部分。結(jié)果在圖17的這一S/N增強(qiáng)器10中，基本上沒(méi)有噪聲分量(其輸入能量低)輸出，但是可以輸出信號(hào)分量(其輸入能量高)的基本部分。換句話(huà)說(shuō)，該S/N增強(qiáng)器10的信噪比(S/N)也可以得到提高。此外，由于該S/N增強(qiáng)器10中從RF能量到靜磁波的轉(zhuǎn)換效率提高了，因此可以以低成本制造最終的小型S/N增強(qiáng)器10。
此外，在圖17所示的S/N增強(qiáng)器10中，變換器16a擁有安排在YIG薄膜12的一個(gè)主表面上的部分和安排在YIG薄膜12的另一主表面上的部分，另一個(gè)變換器16b擁有安排在YIG薄膜12的另一主表面上的部分和安排在YIG薄膜12的一個(gè)主表面上的部分。另外，輸入引線(xiàn)18的一端和另一端都分別與一個(gè)變換器16a的一端和另一個(gè)變換器16b的一端相連。輸出引線(xiàn)20的一端和另一端都分別與一個(gè)變換器16a的另一端和另一個(gè)變換器16b的另一端相連。換句話(huà)說(shuō)，在這樣的條件下，即通過(guò)兩個(gè)變換器16a和16b將輸入引線(xiàn)18和輸出引線(xiàn)20相互連接，就象通過(guò)饋線(xiàn)相互連接那樣，即使為了提高噪聲衰減量而把一個(gè)變換器16a和另一個(gè)變換器16b的長(zhǎng)度做長(zhǎng)時(shí)，輸入引線(xiàn)18和輸出引線(xiàn)20之間的阻抗也基本無(wú)變化，并且插入損失不變大。
應(yīng)注意的是，在上述每個(gè)實(shí)施例中，輸入側(cè)的前級(jí)和輸出側(cè)的后級(jí)可以采用阻抗匹配電路。在圖17所示的S/N增強(qiáng)器10中，可以改善平衡傳輸線(xiàn)中的信噪比。當(dāng)如圖18所示在圖17的S/N增強(qiáng)器10中的輸入側(cè)的前級(jí)提供一個(gè)平衡—不平衡轉(zhuǎn)換電路40a，并在輸出側(cè)的后級(jí)提供一個(gè)平衡—不平衡轉(zhuǎn)換電路40b時(shí)，可以改善不平衡傳輸線(xiàn)中的信噪比。在除圖17所示的實(shí)施例以外的任何實(shí)施例中，不平衡傳輸線(xiàn)的信噪比都可以得到改善。如果以這樣的方式，即平衡—不平衡轉(zhuǎn)換電路40a和40b的輸入和輸出相對(duì)于圖17所示實(shí)施例中的連接方式而分別以相反的次序連接，在輸入側(cè)的前級(jí)和輸出側(cè)的后級(jí)提供這種平衡—不平衡轉(zhuǎn)換電路40a和40b，那么可以改善平衡傳輸線(xiàn)中的信噪比。雖然在圖4至8和圖12至17的各個(gè)實(shí)施例中只有一層YIG薄膜12形成在GGG襯底14的一個(gè)主表面上，但是如圖19(A)和19(B)所示，也可以有兩層YIG膜12形成在GGG襯底14的兩個(gè)主表面上。
將兩層YIG薄膜12應(yīng)用在這些實(shí)施例中將得到與圖4至圖8和圖12至圖17中實(shí)施例類(lèi)似的優(yōu)點(diǎn)。
雖然在圖5至圖8的各個(gè)實(shí)施例中YIG薄膜做成盤(pán)形，但是其它實(shí)施例中的作為鐵氧體磁性基體的YIG薄膜也可以做成盤(pán)形。在這種情況下，這些實(shí)施例可以達(dá)到與圖5至圖8的實(shí)施例類(lèi)似的效果。
在圖12的實(shí)施例中，變換器圍繞包圍YIG薄膜的外殼形成。另外，在其它實(shí)施例中，變換器也可以圍繞包圍作為鐵氧體磁性基體的YIG薄膜的外殼形成。
此外，在圖13至圖15的實(shí)施例中，變換器的一部分由電極構(gòu)成。在其它實(shí)施例中，一個(gè)變換器和另一個(gè)變換器的至少一部分也可以由電極構(gòu)成。
在圖16的實(shí)施例中，兩個(gè)變換器以平行的方式連接在輸入引線(xiàn)和輸出引線(xiàn)之間。另外根據(jù)本發(fā)明，其一部分安排在鐵氧體磁性基體的一個(gè)主表面上，另一部分安排在該鐵氧體磁性基體的另一主表面上的多個(gè)變換器也可以平行連接在輸入引線(xiàn)和輸出引線(xiàn)之間。
應(yīng)注意的是在上述實(shí)施例中，沿著平行于YIG薄膜的主表面以及平行于變換器的方向向YIG薄膜施加DC磁場(chǎng)。結(jié)果在薄膜中激發(fā)表面靜磁波。另外，可以或者沿著垂直于該YIG薄膜的主表面的方向，或者沿著平行于該YIG薄膜的主表面并且也垂直于變換器的另一方向向YIG薄膜施加DC磁場(chǎng)。當(dāng)沿著垂直于該YIG薄膜的主表面的方向施加DC磁場(chǎng)時(shí)，在YIG薄膜中激發(fā)體積前進(jìn)靜磁波(MSFVW)，它是靜磁波的三種方式中的另一種。當(dāng)沿著平行于該YIG薄膜的主表面并且也垂直于變換器的另一方向施加DC磁場(chǎng)時(shí)，在YIG薄膜中激發(fā)體積后退靜磁波(MSBVW)，它是靜磁波的三種方式中的再一種。
由于本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施例不僅具有提高RF信號(hào)信噪比的功能，而且具有帶阻濾波器的功能，所以這些實(shí)施例可以用作帶阻濾波器。
權(quán)利要求
1.一種靜磁波裝置包括鐵氧體磁性基體；變換器，其一部分安排在所述鐵氧體磁性基體的一個(gè)表面上，另一部分安排在所述鐵氧體磁性基體的另一表面上；輸入引線(xiàn)，其一端與所述變換器的一端相連，其另一端接地；以及輸出引線(xiàn)，其一端與所述變換器的另一端相連，其另一端接地。
2.如權(quán)利要求1的靜磁波裝置，其中所述鐵氧體磁性基體做成盤(pán)形。
3.如權(quán)利要求1或2的靜磁波裝置，進(jìn)一步包括另一個(gè)變換器，其一部分安排在所述鐵氧體磁性基體的一個(gè)表面上，另一部分安排在所述鐵氧體磁性基體的另一表面上，并與所述變換器并聯(lián)。
4.一種靜磁波裝置包括鐵氧體磁性基體；一個(gè)變換器，其一部分安排在所述鐵氧體磁性基體的一個(gè)表面上，另一部分安排在所述鐵氧體磁性基體的另一表面上；另一個(gè)變換器，其一部分安排在所述鐵氧體磁性基體的另一表面上，另一部分安排在所述鐵氧體磁性基體的一個(gè)表面上；輸入引線(xiàn)，其一端與所述一個(gè)變換器的一端相連，其另一端與所述另一變換器的一端相連；以及輸出引線(xiàn)，其一端與所述一個(gè)變換器的另一端相連，其另一端與所述另一變換器的另一端相連。
5.如權(quán)利要求4的靜磁波裝置，其中所述鐵氧體磁性基體做成盤(pán)形。
全文摘要
一種小型靜磁波裝置如S/N增強(qiáng)器和濾波器是以低成本制造的。該靜磁波裝置包括鐵氧體磁性基體；變換器，其一部分安排在所述鐵氧體磁性基體的一個(gè)表面上，另一部分安排在所述鐵氧體磁性基體的另一表面上；輸入引線(xiàn)，其一端與所述變換器的一端相連，其另一端接地；以及輸出引線(xiàn)，其一端與所述變換器的另一端相連，其另一端接地。所述鐵氧體磁性基體做成盤(pán)形。
文檔編號(hào)H03H2/00GK1126890SQ9511963
公開(kāi)日1996年7月17日 申請(qǐng)日期1995年11月17日 優(yōu)先權(quán)日1994年11月17日
發(fā)明者岡田剛和, 新村悟, 金谷文夫 申請(qǐng)人:株式會(huì)社村田制作所