способ термостабилизации рабочей частоты устройств на поверхностных магнитостатических волнах
Классы МПК: | C30B19/02 с использованием расплавленных растворителей, например флюсов C30B29/28 с формулой A3Me5O12, где A - редкоземельный металл, а Me - Fe, Ga, Sc, Cr, Co или Al, например гранаты |
Автор(ы): | Хе А.С., Нам Б.П., Маряхин А.В., Шагаев В.В., Ляховецкий В.Е. |
Патентообладатель(и): | Научно-исследовательский институт материалов электронной техники |
Приоритеты: |
подача заявки:
1992-01-19 публикация патента:
27.12.1995 |
Использование: при конструировании и разработке устройств аналоговой обработки информации СВЧ диапазона. Сущность изобретения: кристаллографическая ориентация плоскости пленки ЖИГ, используемой в качестве волноведущего элемента, разориентирована на 0 15° от плоскостей (100) или (210) или (110) или (211), в качестве постоянного магнита используют магнит из сплава с неотрицательным температурным коэффициентом напряженности магнитного поля, затем магнит и пленку соединяют, при этом ПМСВ направляют под таким углом и выбранной в плоскости пленки кристаллографической оси, для которого температурный коэффициент частоты ПМСВ в пленке
F относится к температурному коэффициенту напряженности магнитного поля
H, как
F/
H= H/F (dF/dН), где Н напряженность магнитного поля; F частота ПМСВ. Предлагаемый способ позволяют обеспечить термостабильность рабочей частоты устройства аналоговой обработки СВЧ сигналов в более расширенном интервале температур (от -60 до +85°С). 1 з. п. ф-лы, 3 ил. 1 табл.
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4
![способ термостабилизации рабочей частоты устройств на поверхностных магнитостатических волнах, патент № 2051209](/images/patents/421/2051006/945.gif)
![способ термостабилизации рабочей частоты устройств на поверхностных магнитостатических волнах, патент № 2051209](/images/patents/421/2051006/945.gif)
![способ термостабилизации рабочей частоты устройств на поверхностных магнитостатических волнах, патент № 2051209](/images/patents/421/2051006/945.gif)
![способ термостабилизации рабочей частоты устройств на поверхностных магнитостатических волнах, патент № 2051209](/images/patents/421/2051006/945.gif)
Формула изобретения
1. СПОСОБ ТЕРМОСТАБИЛИЗАЦИИ РАБОЧЕЙ ЧАСТОТЫ УСТРОЙСТВ НА ПОВЕРХНОСТНЫХ МАГНИТОСТАТИЧЕСКИХ ВОЛНАХ (ПМСВ), включающий взаимную компенсацию температурных зависимостей напряженности магнитного поля постоянного магнита и частоты ПМСВ волноведущего элемента на основе железоиттриевого граната (ЖИГ), отличающийся тем, что в качестве постоянного магнита берут магнит с неотрицательным температурным коэффициентом напряженности магнитного поля, а в качестве волноведущего элемента пленку ЖИГ или твердого раствора на его основе, эпитаксиально осажденную на подложку гадолинийгаллиевого граната, плоскость которой разориентирована на 0 15o от плоскости (100), или (210), или (110), или (211), затем магнит и пленку соединяют, при этом поверхностную МСВ направляют под таким углом к выбранной в плоскости пленки кристаллографической оси, для которого температурный коэффициент частоты ПМСВ в пленке![способ термостабилизации рабочей частоты устройств на поверхностных магнитостатических волнах, патент № 2051209](/images/patents/421/2051006/945.gif)
![способ термостабилизации рабочей частоты устройств на поверхностных магнитостатических волнах, патент № 2051209](/images/patents/421/2051006/945.gif)
![способ термостабилизации рабочей частоты устройств на поверхностных магнитостатических волнах, патент № 2051209](/images/patents/421/2051209/2051209-16t.gif)
где H напряженность магнитного поля;
F частота ПМСВ. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что постоянный магнит изготовлен из сплава РЗМ-ПМ-В.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к спинволновой электронике и может быть использовано при конструировании и разработке устройств аналоговой обработки информации СВЧ-диапазона. Малогабаритные планарные устройства обработки информации на магнитостатических волнах (МСВ), выполненные на основе пленок железоиттриевого граната, способны заменить массивные устройства на объемных монокристаллах ферритов, что позволяет снизить вес и габариты аппаратуры СВЧ, упростить схемы, повысить их надежность и снизить энергопотребление. Однако широкое использование этих устройств в технике сдерживается недостаточной термостабильностью их параметров, в частности рабочей частоты, что обусловлено зависимостью от температуры окружающей среды ряда параметров составных частей устройства намагниченности насыщения и константы анизотропии пленки ЖИГ, напряженности магнитного поля смешения, создаваемого постоянным магнитом. Зависимость этих величин от температуры оценивают относительными коэффициентами![способ термостабилизации рабочей частоты устройств на поверхностных магнитостатических волнах, патент № 2051209](/images/patents/421/2051006/945.gif)
![способ термостабилизации рабочей частоты устройств на поверхностных магнитостатических волнах, патент № 2051209](/images/patents/421/2051003/729.gif)
![способ термостабилизации рабочей частоты устройств на поверхностных магнитостатических волнах, патент № 2051209](/images/patents/421/2051006/945.gif)
![способ термостабилизации рабочей частоты устройств на поверхностных магнитостатических волнах, патент № 2051209](/images/patents/421/2051209/2051209t.gif)
![способ термостабилизации рабочей частоты устройств на поверхностных магнитостатических волнах, патент № 2051209](/images/patents/421/2051028/183.gif)
![способ термостабилизации рабочей частоты устройств на поверхностных магнитостатических волнах, патент № 2051209](/images/patents/421/2051209/2051209-2t.gif)
![способ термостабилизации рабочей частоты устройств на поверхностных магнитостатических волнах, патент № 2051209](/images/patents/421/2051209/2051209-3t.gif)
![способ термостабилизации рабочей частоты устройств на поверхностных магнитостатических волнах, патент № 2051209](/images/patents/421/2051028/183.gif)
![способ термостабилизации рабочей частоты устройств на поверхностных магнитостатических волнах, патент № 2051209](/images/patents/421/2051209/2051209-4t.gif)
![способ термостабилизации рабочей частоты устройств на поверхностных магнитостатических волнах, патент № 2051209](/images/patents/421/2051003/729.gif)
![способ термостабилизации рабочей частоты устройств на поверхностных магнитостатических волнах, патент № 2051209](/images/patents/421/2051003/729.gif)
Намагничивание пленки ЖИГ под углом к нормали приводит к возбуждению смешанных (поверхностно-объемных) типов волн, температурный коэффициент которых имеет противоположный знак по сравнению с коэффициентом напряженности магнитного поля магнита, что дает возможность их взаимной компенсации. Недостатком данного способа является малый температурный диапазон термостабильности частоты (от +24 до +44оС) и увеличение габаритов и сложности магнитной системы. Цель изобретения расширение температурного интервала термостабильности при одновременном упрощении конструкции устройства. Цель достигается тем, что в качестве магнита используют магнит из сплава с неотрицательным температурным коэффициентом напряженности магнитного поля, а в качестве волноведущего элемента пленку ЖИГ или твердого раствора на его основе, эпитаксиально осажденную на подложку из гадолиний-галлиевого граната, плоскость которой разориентирована на угол 0-15о от плоскости (100) или (210), или (110), или (211), пленку и магнит соединяют, при этом поверхностную МСВ направляют под таким углом к выбранной в плоскости пленки кристаллографической оси, для которого температурный коэффициент частоты ПМСВ в пленке
![способ термостабилизации рабочей частоты устройств на поверхностных магнитостатических волнах, патент № 2051209](/images/patents/421/2051006/945.gif)
![способ термостабилизации рабочей частоты устройств на поверхностных магнитостатических волнах, патент № 2051209](/images/patents/421/2051006/945.gif)
![способ термостабилизации рабочей частоты устройств на поверхностных магнитостатических волнах, патент № 2051209](/images/patents/421/2051006/945.gif)
![способ термостабилизации рабочей частоты устройств на поверхностных магнитостатических волнах, патент № 2051209](/images/patents/421/2051006/945.gif)
![способ термостабилизации рабочей частоты устройств на поверхностных магнитостатических волнах, патент № 2051209](/images/patents/421/2051028/183.gif)
![способ термостабилизации рабочей частоты устройств на поверхностных магнитостатических волнах, патент № 2051209](/images/patents/421/2051209/2051209-5t.gif)
![способ термостабилизации рабочей частоты устройств на поверхностных магнитостатических волнах, патент № 2051209](/images/patents/421/2051003/729.gif)
![способ термостабилизации рабочей частоты устройств на поверхностных магнитостатических волнах, патент № 2051209](/images/patents/421/2051006/945.gif)
![способ термостабилизации рабочей частоты устройств на поверхностных магнитостатических волнах, патент № 2051209](/images/patents/421/2051145/948.gif)
![способ термостабилизации рабочей частоты устройств на поверхностных магнитостатических волнах, патент № 2051209](/images/patents/421/2051006/945.gif)
![способ термостабилизации рабочей частоты устройств на поверхностных магнитостатических волнах, патент № 2051209](/images/patents/421/2051003/729.gif)
![способ термостабилизации рабочей частоты устройств на поверхностных магнитостатических волнах, патент № 2051209](/images/patents/421/2051188/960.gif)
![способ термостабилизации рабочей частоты устройств на поверхностных магнитостатических волнах, патент № 2051209](/images/patents/421/2051006/945.gif)
![способ термостабилизации рабочей частоты устройств на поверхностных магнитостатических волнах, патент № 2051209](/images/patents/421/2051003/729.gif)
![способ термостабилизации рабочей частоты устройств на поверхностных магнитостатических волнах, патент № 2051209](/images/patents/421/2051209/2051209-6t.gif)
![способ термостабилизации рабочей частоты устройств на поверхностных магнитостатических волнах, патент № 2051209](/images/patents/421/2051006/945.gif)
![способ термостабилизации рабочей частоты устройств на поверхностных магнитостатических волнах, патент № 2051209](/images/patents/421/2051003/729.gif)
![способ термостабилизации рабочей частоты устройств на поверхностных магнитостатических волнах, патент № 2051209](/images/patents/421/2051006/945.gif)
![способ термостабилизации рабочей частоты устройств на поверхностных магнитостатических волнах, патент № 2051209](/images/patents/421/2051006/945.gif)
![способ термостабилизации рабочей частоты устройств на поверхностных магнитостатических волнах, патент № 2051209](/images/patents/421/2051006/945.gif)
![способ термостабилизации рабочей частоты устройств на поверхностных магнитостатических волнах, патент № 2051209](/images/patents/421/2051011/981.gif)
![способ термостабилизации рабочей частоты устройств на поверхностных магнитостатических волнах, патент № 2051209](/images/patents/421/2051209/2051209-7t.gif)
![способ термостабилизации рабочей частоты устройств на поверхностных магнитостатических волнах, патент № 2051209](/images/patents/421/2051006/945.gif)
![способ термостабилизации рабочей частоты устройств на поверхностных магнитостатических волнах, патент № 2051209](/images/patents/421/2051006/945.gif)
![способ термостабилизации рабочей частоты устройств на поверхностных магнитостатических волнах, патент № 2051209](/images/patents/421/2051006/945.gif)
![способ термостабилизации рабочей частоты устройств на поверхностных магнитостатических волнах, патент № 2051209](/images/patents/421/2051006/945.gif)
![способ термостабилизации рабочей частоты устройств на поверхностных магнитостатических волнах, патент № 2051209](/images/patents/421/2051028/183.gif)
![способ термостабилизации рабочей частоты устройств на поверхностных магнитостатических волнах, патент № 2051209](/images/patents/421/2051209/2051209-8t.gif)
![способ термостабилизации рабочей частоты устройств на поверхностных магнитостатических волнах, патент № 2051209](/images/patents/421/2051028/183.gif)
![способ термостабилизации рабочей частоты устройств на поверхностных магнитостатических волнах, патент № 2051209](/images/patents/421/2051209/2051209-9t.gif)
![способ термостабилизации рабочей частоты устройств на поверхностных магнитостатических волнах, патент № 2051209](/images/patents/421/2051209/2051209-10t.gif)
![способ термостабилизации рабочей частоты устройств на поверхностных магнитостатических волнах, патент № 2051209](/images/patents/421/2051006/945.gif)
![способ термостабилизации рабочей частоты устройств на поверхностных магнитостатических волнах, патент № 2051209](/images/patents/421/2051006/945.gif)
![способ термостабилизации рабочей частоты устройств на поверхностных магнитостатических волнах, патент № 2051209](/images/patents/421/2051209/2051209-11t.gif)
![способ термостабилизации рабочей частоты устройств на поверхностных магнитостатических волнах, патент № 2051209](/images/patents/421/2051188/960.gif)
![способ термостабилизации рабочей частоты устройств на поверхностных магнитостатических волнах, патент № 2051209](/images/patents/421/2051006/945.gif)
![способ термостабилизации рабочей частоты устройств на поверхностных магнитостатических волнах, патент № 2051209](/images/patents/421/2051006/945.gif)
![способ термостабилизации рабочей частоты устройств на поверхностных магнитостатических волнах, патент № 2051209](/images/patents/421/2051209/2051209-12t.gif)
![способ термостабилизации рабочей частоты устройств на поверхностных магнитостатических волнах, патент № 2051209](/images/patents/421/2051145/948.gif)
![способ термостабилизации рабочей частоты устройств на поверхностных магнитостатических волнах, патент № 2051209](/images/patents/421/2051209/2051209-13t.gif)
![способ термостабилизации рабочей частоты устройств на поверхностных магнитостатических волнах, патент № 2051209](/images/patents/421/2051011/981.gif)
![способ термостабилизации рабочей частоты устройств на поверхностных магнитостатических волнах, патент № 2051209](/images/patents/421/2051209/2051209-14t.gif)
1 постоянный магнит;
2 пленка ЖИГ на подложке ГГГ;
3 основание с входным и выходным преобразователем МСВ. На фиг. 3 приведена температурная зависимость рабочей частоты широкополосного фильтра на ПМСВ, включающего постоянный магнит из сплава (TbDy) (FeCo)B и пленку ЖИГ на подложке ГГГ с ориентацией плоскости (100) и разориентацией
![способ термостабилизации рабочей частоты устройств на поверхностных магнитостатических волнах, патент № 2051209](/images/patents/421/2051145/948.gif)
![способ термостабилизации рабочей частоты устройств на поверхностных магнитостатических волнах, патент № 2051209](/images/patents/421/2051011/981.gif)
![способ термостабилизации рабочей частоты устройств на поверхностных магнитостатических волнах, патент № 2051209](/images/patents/421/2051006/945.gif)
![способ термостабилизации рабочей частоты устройств на поверхностных магнитостатических волнах, патент № 2051209](/images/patents/421/2051011/981.gif)
![способ термостабилизации рабочей частоты устройств на поверхностных магнитостатических волнах, патент № 2051209](/images/patents/421/2051209/2051209-15t.gif)
кости пленки (100), разориентация
![способ термостабилизации рабочей частоты устройств на поверхностных магнитостатических волнах, патент № 2051209](/images/patents/421/2051145/948.gif)
П р и м е р. С использованием предлагаемого способа термостабилизации был изготовлен макет широкополосного фильтра на ПМСВ с рабочей частотой 3200 МГц. Эпитаксиальная феррит-гранатовая пленка состава Y3Fe5O12 (4
![способ термостабилизации рабочей частоты устройств на поверхностных магнитостатических волнах, патент № 2051209](/images/patents/421/2051188/960.gif)
![способ термостабилизации рабочей частоты устройств на поверхностных магнитостатических волнах, патент № 2051209](/images/patents/421/2051145/948.gif)
![способ термостабилизации рабочей частоты устройств на поверхностных магнитостатических волнах, патент № 2051209](/images/patents/421/2051006/945.gif)
![способ термостабилизации рабочей частоты устройств на поверхностных магнитостатических волнах, патент № 2051209](/images/patents/421/2051011/981.gif)
![способ термостабилизации рабочей частоты устройств на поверхностных магнитостатических волнах, патент № 2051209](/images/patents/421/2051006/945.gif)
![способ термостабилизации рабочей частоты устройств на поверхностных магнитостатических волнах, патент № 2051209](/images/patents/421/2051003/729.gif)
![способ термостабилизации рабочей частоты устройств на поверхностных магнитостатических волнах, патент № 2051209](/images/patents/421/2051003/729.gif)
![способ термостабилизации рабочей частоты устройств на поверхностных магнитостатических волнах, патент № 2051209](/images/patents/421/2051006/945.gif)
![способ термостабилизации рабочей частоты устройств на поверхностных магнитостатических волнах, патент № 2051209](/images/patents/421/2051006/945.gif)
![способ термостабилизации рабочей частоты устройств на поверхностных магнитостатических волнах, патент № 2051209](/images/patents/421/2051003/729.gif)
![способ термостабилизации рабочей частоты устройств на поверхностных магнитостатических волнах, патент № 2051209](/images/patents/421/2051006/945.gif)
![способ термостабилизации рабочей частоты устройств на поверхностных магнитостатических волнах, патент № 2051209](/images/patents/421/2051003/729.gif)
![способ термостабилизации рабочей частоты устройств на поверхностных магнитостатических волнах, патент № 2051209](/images/patents/421/2051006/945.gif)
![способ термостабилизации рабочей частоты устройств на поверхностных магнитостатических волнах, патент № 2051209](/images/patents/421/2051011/981.gif)
![способ термостабилизации рабочей частоты устройств на поверхностных магнитостатических волнах, патент № 2051209](/images/patents/421/2051011/981.gif)
из феррит-гранатовой структуры вырезали волноведущий элемент в форме квадрата со сторонами, совпадающими с осями <100>, размером 10 х 10 мм;
волноведущий элемент приклеивали к основанию с преобразователями, развернув его на угол 5,5о относительно направления распространения волны;
сверху на структуру приклеивали постоянный магнит так, чтобы магнитное поле его было направлено параллельно плоскости пленки и перпендикулярно направлению распространения волны. Характеристики макета исследовали в термокамере при помощи измерителя РЧ-38. ТКЧ данного макета широкополосного фильтра не превышало 5
![способ термостабилизации рабочей частоты устройств на поверхностных магнитостатических волнах, патент № 2051209](/images/patents/421/2051003/729.gif)
Класс C30B19/02 с использованием расплавленных растворителей, например флюсов
Класс C30B29/28 с формулой A3Me5O12, где A - редкоземельный металл, а Me - Fe, Ga, Sc, Cr, Co или Al, например гранаты