JPH04152702A - Magnetostatic surface wave filter - Google Patents
Magnetostatic surface wave filterInfo
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- JPH04152702A JPH04152702A JP27641390A JP27641390A JPH04152702A JP H04152702 A JPH04152702 A JP H04152702A JP 27641390 A JP27641390 A JP 27641390A JP 27641390 A JP27641390 A JP 27641390A JP H04152702 A JPH04152702 A JP H04152702A
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- parallel strip
- thin film
- width
- surface wave
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- Surface Acoustic Wave Elements And Circuit Networks Thereof (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は、マイクロ波無線装置に用いる静磁表面波フィ
ルタに関し、特に通過帯域内のりプルを減少させた静磁
表面波フィルタに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a magnetostatic surface wave filter used in a microwave radio device, and more particularly to a magnetostatic surface wave filter that reduces ripple within a passband.
(従来の技術)
通常の静磁表面波フィルタの構成例を第1図に示す。1
は誘電体基板、2は強磁性体単結晶薄膜を片面に形成し
た単結晶基板(以下試料と略称)、3及び4はスペーサ
、5は誘電体基板1に形成された金属薄膜パターン、6
は接地導体、7は入力側パラレルストリップ・トランス
ジューサ、8は出力側パラレルストリップ・トランスジ
ューサである。試料2として例えばガト′リニウム・ガ
リウム・ガーネット(G、 G、 G、 )基板上
にイツトリウム・鉄・ガーネッ) (Y、1.G、)薄
膜を形成したものであり、薄膜側を誘電体基板1に対向
するようにスペーサ3.4を介して配置される。(Prior Art) An example of the configuration of a normal magnetostatic surface wave filter is shown in FIG. 1
2 is a dielectric substrate, 2 is a single crystal substrate with a ferromagnetic single crystal thin film formed on one side (hereinafter referred to as sample), 3 and 4 are spacers, 5 is a metal thin film pattern formed on dielectric substrate 1, 6 is
is a ground conductor, 7 is an input parallel strip transducer, and 8 is an output parallel strip transducer. As sample 2, for example, a thin film of yttrium, iron, garnet (Y, 1.G,) is formed on a gallium, gallium, garnet (G, G, G, ) substrate, and the thin film side is placed on a dielectric substrate. 1 with a spacer 3.4 in between.
誘電体基板Iは例えばマルミナセラミックである。The dielectric substrate I is, for example, Marumina ceramic.
金属薄膜パターン5、入力側パラレルストリップ・トラ
ンスジューサ7及び出力側パラレルストリップ・トラン
スジューサ8は例えば誘電体基板l上にフォトエツチン
グ法を用いて形成されたものであり、金属薄膜パターン
5、誘電体基板1及び接地導体6によりマイクロストリ
ップ線路を構成している。スペーサ3.4は低透磁率が
っ低誘電率の材料を用いる。The metal thin film pattern 5, the input side parallel strip transducer 7, and the output side parallel strip transducer 8 are formed, for example, on a dielectric substrate l using a photoetching method, and the metal thin film pattern 5, the dielectric substrate 1 and the ground conductor 6 constitute a microstrip line. The spacer 3.4 is made of a material with low magnetic permeability and low permittivity.
このような構成において、A点がら入力された高周波信
号はマイクロストリップ線路に沿って試料2の下部に設
置された入力側パラレルストリップ・トランスジューサ
7に伝送される。ここで試料2は、Y、I、G、膜に平
行でかつパラレルストリップ・トランスジューサの電極
の長平方向に平行に、直流磁界を印加して磁化させてお
く。入力側パラレルストリップ・トランスジューサ7か
ら生じる高周波磁界により試料2の強磁性体薄膜上に静
磁表面波が励振され、出力側パラレルストリップ・トラ
ンスジューサ8の方向へ静磁表面波は伝搬する。つぎに
出力側パラレルストリップ・トランスジューサ8で静磁
表面波のエネルギーは高周波磁界に変換され、マイクロ
ストリップ線路に沿ってB点に伝送される。したがって
、A点からB点への伝送特性は印加した直流磁界の大き
さ、強磁性体薄膜の飽和磁化の大きさ及び入出力パラレ
ルストリップ・トランスジューサの形状により決まる周
波数帯域のみが通過する帯域通過特性を示す。In such a configuration, the high frequency signal input from point A is transmitted along the microstrip line to the input side parallel strip transducer 7 installed below the sample 2. Here, sample 2 is magnetized by applying a DC magnetic field parallel to the Y, I, G films and parallel to the longitudinal direction of the electrodes of the parallel strip transducer. A magnetostatic surface wave is excited on the ferromagnetic thin film of the sample 2 by the high frequency magnetic field generated from the input side parallel strip transducer 7, and the magnetostatic surface wave propagates in the direction of the output side parallel strip transducer 8. Next, the output side parallel strip transducer 8 converts the magnetostatic surface wave energy into a high frequency magnetic field, which is transmitted to point B along the microstrip line. Therefore, the transmission characteristic from point A to point B is a bandpass characteristic in which only the frequency band determined by the magnitude of the applied DC magnetic field, the magnitude of saturation magnetization of the ferromagnetic thin film, and the shape of the input/output parallel strip transducer passes. shows.
(発明が解決しようとする課題) 上記構成のフィルタにおいては、Y、 1. G。(Problem to be solved by the invention) In the filter with the above configuration, Y, 1. G.
薄膜の幅は静磁表面波の幅方向モードの伝搬特性に大き
な影響を与える。これはY、1.G、薄膜の幅が静磁表
面波の波長に比べて充分に広い場合は、各幅方向モード
の間で伝搬速度に差が小さいが、Y、 1. G、
薄膜の幅が静磁表面波の波長と同程度になると各輻方向
モードの間で伝搬速度に大きな差が生じるということで
ある。このため、y、r、c、薄膜の幅が静磁表面波の
波長と同程度の静磁表面波フィルタにおいては、各幅方
向モード間の伝搬速度の差に起因する通過帯域でのりプ
ルを生じる。The width of the thin film has a large effect on the propagation characteristics of the widthwise mode of magnetostatic surface waves. This is Y, 1. G, If the width of the thin film is sufficiently wider than the wavelength of the magnetostatic surface wave, the difference in propagation speed between each width direction mode is small, but Y, 1. G.
This means that when the width of the thin film becomes comparable to the wavelength of the magnetostatic surface wave, there will be a large difference in propagation speed between each radial mode. For this reason, in a magnetostatic surface wave filter in which y, r, c, and the width of the thin film are about the same as the wavelength of the magnetostatic surface wave, there is a ripple pull in the passband caused by the difference in propagation speed between each widthwise mode. arise.
例えばH,J、Wu、 C,V、Sm1th、 J、L
Owens がJournal of Applie
d Physicsに発表した論文”Bandpass
filtering and 1nput jmpe
dancecharacterization fo
r driven multielementtr
ansducer pair−delay 1ine
+magnetostaticwave device
s”に示されているように、Y、1.G。For example, H, J, Wu, C, V, Sm1th, J, L
Owens is the Journal of Applie
Paper published in d Physics “Bandpass
filtering and 1nput jmpe
dance characterization for
r driven multielementtr
ansducer pair-delay 1ine
+magnetostatic wave device
s”, Y, 1.G.
の試料の幅を励振する静磁表面波の波長すなわちパラレ
ルストリップ・トランスジューサの電極周期の8倍にし
ている。ここでパラレルストリップ・トランスジューサ
の電極周期と励振される静磁表面波の波長とは一致して
いる。The sample width is set to eight times the wavelength of the magnetostatic surface wave to be excited, that is, the electrode period of the parallel strip transducer. Here, the electrode period of the parallel strip transducer and the wavelength of the excited magnetostatic surface wave match.
ここで使われたパラレルストリ・ンプ・トランスジュー
サの電極周期に対して8倍の幅のY、1.G。Y, 8 times wider than the electrode period of the parallel strip amplifier transducer used here, 1. G.
薄膜では前述のように幅方向モードに起因する通過帯域
内のりプルが生してしまう。As described above, in a thin film, ripple occurs within the passband due to the widthwise mode.
このように従来の静磁表面波フィルタでは通過帯域内の
りプルが充分に抑圧できないという欠点を有している。As described above, conventional magnetostatic surface wave filters have the drawback that ripples within the passband cannot be suppressed sufficiently.
そこで、本発明の目的は、通過帯域内のりプルを充分に
抑圧できる静磁表面波フィルタを提供するものである。SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a magnetostatic surface wave filter that can sufficiently suppress the ripple within the passband.
(課題を解決するための手段)
本発明は、この目的を達成するために、強磁性体単結晶
薄膜が面上に形成された単結晶基板を用い、パラレルス
トリップ・トランスジューサを用いて静磁表面波を励振
する静磁表面波フィルタであって、咳強磁性体単結晶薄
膜の幅が該パラレルストリップ・トランスジューサの電
極周期の10倍以上20倍以下である点に特徴がある。(Means for Solving the Problem) In order to achieve this object, the present invention uses a single crystal substrate on which a ferromagnetic single crystal thin film is formed, and uses a parallel strip transducer to generate a magnetostatic surface. This magnetostatic surface wave filter excites waves, and is characterized in that the width of the ferromagnetic single crystal thin film is 10 times or more and 20 times or less the electrode period of the parallel strip transducer.
(作 用)
本発明による静磁表面波フィルタは、静磁表面波の各幅
方向モードの伝搬速度が、用いるY、I、C,薄膜の幅
により大きく変わることを利用している。(Function) The magnetostatic surface wave filter according to the present invention utilizes the fact that the propagation speed of each width direction mode of the magnetostatic surface wave varies greatly depending on the width of the Y, I, C, and thin films used.
第2図にf//!!IM1表面波フィルタにおける、幅
方向モードの伝搬する様子を模式図に示す。このように
幅方向モードが生じる原因は、Y、 I、 G、薄
膜の幅方向の端部において静磁表面波の工ふルギーが指
数関数的に減衰する必要があるためである。Figure 2 shows f//! ! A schematic diagram shows how the width direction mode propagates in the IM1 surface wave filter. The reason why the width direction mode is generated in this manner is that the efficiency of the magnetostatic surface waves needs to be attenuated exponentially at the ends of the Y, I, G, and thin films in the width direction.
これらの各幅方向モードの伝搬速度の差が、Y。The difference in propagation speed between these width direction modes is Y.
1、G、薄膜の幅を変えることでどの程度変わるかを理
論的に調べた。第3図にその一例を示す。1. We theoretically investigated how much G changes by changing the width of the thin film. An example is shown in FIG.
この図はY、1.G、l膜の幅が1−および8肛の時の
静磁表面波の分散特性を示している。この図において、
各曲線の傾きが、各幅方向モードの伝搬速度を示してい
る。したがって、Y、 I、 G。This figure shows Y,1. It shows the dispersion characteristics of magnetostatic surface waves when the width of the G and L films is 1- and 8-hole. In this diagram,
The slope of each curve indicates the propagation speed of each width direction mode. Therefore, Y, I, G.
薄膜の幅が1mlの時に比べ、8mの時は各幅方向モー
ドの伝搬速度の差が小さくなっている。このことにより
、各幅方向モードの伝搬速度の差が原因で生じる通過帯
域内のりプルはY、1.G、薄膜の幅が狭いときに顕著
に現われることになる。Compared to when the width of the thin film is 1 ml, when the width of the thin film is 8 m, the difference in the propagation speed of each width direction mode is smaller. As a result, the ripple within the passband caused by the difference in propagation speed of each width direction mode is Y, 1. G. This becomes noticeable when the width of the thin film is narrow.
本発明ではこの結果を鋭意検討した結果得られたもので
ある。The present invention was obtained as a result of intensive study of this result.
(実施例) 次に、図面を参照して本発明を説明する。(Example) Next, the present invention will be explained with reference to the drawings.
本発明の実施例は、第1図と同じ主要の構成要素、すな
わち、入力側パラレルストリップ・トランスジューサ7
、出力側パラレルストリップ・トランスジューサ8、単
結晶基板上に強磁性体単結晶薄膜を形成した試料2より
なっている。ここで試料2は、G、G、G、単結晶基板
上に液相成長法によりY、1.G、単結晶薄膜を形成し
たものである。また、入力側、出力側パラレルストリッ
プ・トランスジューサ7.8は、真空蒸着により金薄膜
を形成後、フォトエツチング法によりパターン形成され
る。パラレルストリップ・トランスジューサの電極周期
は通常100〜1000μmが用いられているが、ここ
では600μmとし、入出力4本ずつとした。さらにス
ペーサ3.4には厚さ450μmのガラス板を使用した
。第4図(1)〜(4)に、Y、1.G、薄膜の幅を変
えたときの静磁表面波フィルタの周波数特性の変化を示
す。(2)〜(4)においては、通過帯域のピーク付近
にリプルが観測される。一方(1)においては、該パラ
レルストリップ・トランスジューサの電極周期600μ
mの13倍で8f1幅の単結晶薄膜の場合であるがその
ようなりプルは観測されず、良好な通過帯域特性を示し
ている。Embodiments of the invention have the same major components as in FIG. 1, namely the input parallel strip transducer 7.
, an output side parallel strip transducer 8, and a sample 2 in which a ferromagnetic single crystal thin film was formed on a single crystal substrate. Here, sample 2 was prepared using G, G, G, Y, 1. G: A single crystal thin film was formed. Further, the input side and output side parallel strip transducers 7.8 are patterned by photoetching after forming a gold thin film by vacuum evaporation. The electrode period of a parallel strip transducer is usually 100 to 1000 μm, but here it was set to 600 μm, and there were four inputs and four outputs. Furthermore, a glass plate with a thickness of 450 μm was used as the spacer 3.4. In FIG. 4 (1) to (4), Y, 1. G shows the change in frequency characteristics of the magnetostatic surface acoustic wave filter when the width of the thin film is changed. In (2) to (4), ripples are observed near the peak of the passband. On the other hand, in (1), the electrode period of the parallel strip transducer is 600μ
In the case of a single crystal thin film with a width of 8f1 and 13 times m, no such pull was observed, indicating good passband characteristics.
またY、 1. G、¥iI膜の幅を第4図の例より
広くした場合、顕著な変化はみられなかった。しかし、
y、r、c、 薄膜の幅をパラレルストリップ・トラン
スジューサの電極周期の20数倍以上にすることは、静
磁表面波フィルタの本来の特長である小型化ということ
と矛盾し現実的ではない。Also Y, 1. When the width of the G, \iI film was made wider than the example shown in Fig. 4, no significant change was observed. but,
y, r, c, It is not realistic to make the width of the thin film more than 20 times the electrode period of the parallel strip transducer because it contradicts miniaturization, which is the original feature of magnetostatic surface wave filters.
(発明の効果)
以上述べた通り、本発明によれば、通過帯域内にリプル
の生じない静磁表面波フィルタを構成でき工業的に大変
有効である。(Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, it is possible to construct a magnetostatic surface wave filter in which ripples do not occur within the pass band, and is industrially very effective.
第1図(a)は従来の静磁表面波フィルタの斜視図であ
る。
第1図(b)は第1図(a)の平面図である。
第1図(c)は第1図(b)の線■−■に沿った断面図
である。
第2図は幅方向モードの伝搬の様子を示す模式第3図は
静磁表面波の分散特性である。
第4図はY、 1.G、¥ii膜の幅を変えたときの
静磁波フィルタの周波数特性を示した図である。
1・・・アルミナ基板、2・・・単結晶基板上に強磁性
体単結晶薄膜を形成した試料、3〜4・−・スペーサ、
5・・・マイクロストリップ線路、6・・・接地導体、
7・・・入力側パラレルストリップ・トランスジューサ
、8・・・出力側パラレルストリップ・トランスジュー
サ。
特許出願人 住友金属鉱山株式会社
(b)
(c)
第
図
第
図
1゜
に、m’
krrr+
図FIG. 1(a) is a perspective view of a conventional magnetostatic surface wave filter. FIG. 1(b) is a plan view of FIG. 1(a). FIG. 1(c) is a cross-sectional view taken along the line ■-■ in FIG. 1(b). FIG. 2 shows a schematic diagram showing the propagation of the width direction mode, and FIG. 3 shows the dispersion characteristics of magnetostatic surface waves. Figure 4 is Y, 1. FIG. 6 is a diagram showing the frequency characteristics of the magnetostatic wave filter when the width of the G, \ii film is changed. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Alumina substrate, 2... Sample in which a ferromagnetic single crystal thin film is formed on a single crystal substrate, 3-4... Spacer,
5... Microstrip line, 6... Ground conductor,
7... Parallel strip transducer on the input side, 8... Parallel strip transducer on the output side. Patent applicant: Sumitomo Metal Mining Co., Ltd. (b) (c) Figure 1゜, m' krrr+ Figure
Claims (1)
用い、パラレルストリップ・トランスジューサを用いて
静磁表面波を励振する静磁表面波フィルタであって、該
強磁性体単結晶薄膜の幅が該パラレルストリップ・トラ
ンスジューサの電極周期の10倍以上20倍以下である
ことを特徴とする静磁表面波フィルタ。A magnetostatic surface wave filter that excites magnetostatic surface waves using a parallel strip transducer using a single crystal substrate on which a ferromagnetic single crystal thin film is formed, A magnetostatic surface wave filter characterized in that the width is 10 times or more and 20 times or less the electrode period of the parallel strip transducer.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27641390A JPH04152702A (en) | 1990-10-17 | 1990-10-17 | Magnetostatic surface wave filter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27641390A JPH04152702A (en) | 1990-10-17 | 1990-10-17 | Magnetostatic surface wave filter |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04152702A true JPH04152702A (en) | 1992-05-26 |
Family
ID=17569063
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27641390A Pending JPH04152702A (en) | 1990-10-17 | 1990-10-17 | Magnetostatic surface wave filter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04152702A (en) |
-
1990
- 1990-10-17 JP JP27641390A patent/JPH04152702A/en active Pending
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