YIG filter

Et YIG-filter er et justerbart elektrisk filter for mikrobølger med høy kvalitetsfaktor og et smalt båndpass som kan justeres over flere oktaver . Den brukes i spektrumanalysatorer , som en faseskifter eller som en resonator for en justerbar oscillator .

Oppsett og funksjon

Skjematisk struktur av et YIG-filter
Delvis åpnet YIG-filter. Til venstre i det fjernede dekselet er spolen for magnetisk kontroll.

Filterets grunnstruktur består av en ca. 0,5 mm stor, polert enkeltkrystallkule laget av det ferrimagnetiske materialet yttrium-jern-granat (YIG) som det er oppkalt fra , som er omgitt av to buede stripliner som blir dreid av 90 ° mot hverandre .

I den forenklede skissen motsatt, vises YIG-sfæren i rødt, striplinene går over eller under sfæren. Av de to stripelinjene - som hver representerer en halv omdreining gjennom en sirkelbue - brukes en linje som signalinngang, den andre linjen som signalutgang for filteret. På grunn av den ortogonale strukturen kan mikrobølgeenergi bare passere fra en linje til den andre hvis ortogonaliteten til det vekslende magnetfeltet blir forstyrret. Dette skjer gjennom presesjonsbevegelsen til elektronspinnene til den ferrimagnetiske YIG-enkrystallet. Presesjonsfrekvensen bestemmes veldig presist av et eksternt statisk magnetfelt. For dette er i umiddelbar nærhet av YIG-sfæren a ikke vist i skisse- elektromagneten i form av en elektrisk spole som likestrøm som strømmer gjennom den. Innstillingsområdet for senterfrekvensen til filteret strekker seg for eksempel fra 1,8  GHz til 6 GHz.

Siden YIG-filteret reagerer følsomt på temperaturendringer, blir hele arrangementet varmet opp under drift og holdes ved en konstant driftstemperatur på for eksempel 85 ° C via en kontroller.

I den praktiske konstruksjonen holdes ballen laget av yttrium-jern-granat av en dielektrisk holder i midten av de to lederbuene. For eksempel består den av berylliumoksidkeramikk for god varmeledning .

Magnetstrømmen kan også genereres av en permanent magnet . Selv med elektrisk eksitasjon kan magnetfeltet bare endres relativt sakte. Årsaken er induktansen til den magnetiske spolen og materialet til det magnetiske åket. En andre spole kan derfor brukes for raskere kontrollerbarhet, noe som bare forårsaker et lite slag i magnetisk flytdensitet.

Flere YIG filtre kan kobles i serie eller i parallell hvis nødvendig .

YIG-resonatoren representerer en kretsvariasjon der et justerbart YIG-filter er en del av en oscillator for å generere en justerbar oscillatorfrekvens.

litteratur

weblenker

Commons : YIG-filtre  - samling av bilder, videoer og lydfiler

Individuelle bevis

  1. ↑ a b YIG-innstilte filtre. (PDF) Micro Lambda Wireless, åpnet 5. april 2021 .
  2. ↑ a b https://www.sjsu.edu/people/raymond.kwok/docs/project172/EE172_YIG_oscillator.pdf Donald Benson, Ali Tatari, Amaaduddin: YIG Oscillator , studentarbeid ved San José State University 2009, åpnet 14. januar . 2019