Устройство задержки свч-сигнала

 

Изобретение относится к радиотехнике и позволяет снизить потери сверхвысокочастотного сигнала в устройствах обработки сигналов в аналоговой форме. Цель изобретения - увеличение выходной мощности СВЧ-сигнала. Линия задержки сверхвысокочастотного сигнала содержит структуру из ферромагнитной пленки 2 с проводящим слоем 4, нанесенным на пленку, причем в качестве проводящего слоя тонкой пленки использован сверхпроводник второго рода, а структура помещена в постоянное магнитное поле, ориентированное нормально к ее поверхности. Величина магнитного поля устанавливается из условия существования магнитных вихрей в сверхпроводящем слое и обеспечения распространения прямой объемной магнитостатической волны (ПОМСВ) заданной частоты при пропускании вдоль проводящего слоя транспортного тока в направлении, нормальном к направлению распространения ПОМСВ, и определяется величиной, установленной из условия обеспечения соответствия скорости перемещения магнитных вихрей под действием транспортного тока фазовой скорости магнитостатической волны, возбуждения ПОМСВ входной антенной и приема ПОМСВ выходной антенной. 1 з.п.ф-лы, 1 ил. (Л С N о о о «д о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИ4ЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК!

5!)5 Н 03 Н 7/30

ГОСУД4РСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

С)

С) ("» ил. (21) 4686014/21 (22) 26.04.89 (46) 15.01,92. бюл, й. 2 (71) Московский физико-технический институт (72) А.С, бугаев, И.А. Игнатьев, А.Ф. Попков и Г.В. Сайко (53) 621.374(088.8) (56) Вапнэ Г.М. СВЧ-устройства на магнитостатических волнах. — Обзоры по электронной технике, сер.1, ЦНИИ "Электроника", 1984, 1Ф 8.

Авторское свидетельство СССР

N 902122, кл. Н 01 P 9/00, 1979. (54) УСТРОЙСТВО ЗАДЕРЖКИ СВЧ-СИГНАЛА (57) Изобретение относится к радиотехнике и позволяет снизить потери сверхвысокочастотного сигнала в устройствах обработки сигналов в аналоговой форме. Цель изобретения — увеличение выходной мощности

СВЧ-сигнала. Линия задержки сверхвысокочастотного сигнала содержит структуру

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в интегральной

СВЧ-электронике и ферритовой СВЧ-технике, аналоговой обработке сигнала на СВЧ.

Цель изобретения — увеличение выходной мощности сверхвысокочастотного сигнала.

На чертеже изображено устройство задержки сверхвысокочастотного сигнала.

Устройство выполнено в виде структуры из диэлектрической подложки 1, ферромаг. Ж 1706010 А1 из ферромагнитной пленки 2 с проводящим слоем 4, нанесенным на пленку, причем в качестве проводящего слоя тонкой пленки использован сверхпроводник второго рода, а структура помещена в постоянное магни гное поле, ориентированное нормально к ее поверхности. Величина магнитного поля устанавливается иэ условия существования магнитных вихрей в сверхпроводящем слое и обеспечения распространения прямой объемной магнитостатической волны (ПОМСВ) заданной частоты при пропускании вдоль проводящего слоя транспортного тока в направлении, нормальном к направлению распространения ПОМСВ, и определяется величиной, установленной из условия обеспечения соответствия скорости г(еремещения магнитных вихрей под действием транспортного тока фазовой скорости магнитостатической волны, возбуждения

ПОМСй аходнои антеннои и приема

ПОМСВ аыходнои антеннои. 1 а.п.ф-пы, 1 нитной пленки 2, на которой по обе стороны от диэлектрического 3 и сверхпроводящего

4 слоев расположены входная 5 и выходная

6 антенны, На сверхпроводящем слое 4 толщиной а и длиной I имеются омические контакты 7, соединенные с источником тока 8.

Вся структура помещена во внешнее магнитное поле, ориентированное нормально к поверхности.

Устройство работает следующим образом.

1706010

Величина внешнего постоянного магнитного поля Н устанавливается по нижней частоте рабочего диапазона в! .

Н = @i!,lip где у — гиромагнитное отношение, 5

При этом должно выполняться условие

Нс1(а) < Н < Нс2(а), что обеспечивает существование магнитных вихрей в слое сверхпроводника 4.

Поперек сверхпроводящего слоя 4 с по- 1О мощью омических контактов 7 и источника питания 8 пропускается ток перпендикулярно направлени!о распространения прямой объемной магнитостатической волны (ПОМСВ), определяемого расположением 15 антенн 5 и 6.

Во входной антенне 5, нанесенной на поверхность ферромагнитной пленки 2, воз буждают ПОМСВ подачей СВЧ-сигнала.

В выходной антенне 6, нанесенной на поверхность ферромагнитной пленки 2, принимают ПОМСВ и преобразовывают в

СВЧ-сигнал.

Ток включают до подачи СВЧ-сигнала на входной преобразователь 5. длитель- 25 ность импульса тока должна превышать время прохождения сигнала по структуре.

Величина тока выбирается из диапазона

Inon < - квит, 4 I "a*i, гдЕ !пор = Jnop, !крит = 3крит а Jnop рассчитывают для заданного сверхпроводника второго рода, рабочей температуры и напряженности внешнего магнитного поля:

Ц0) ! пор — ф 35 где г! = Нд Фо/I n — коэффициент вязкости магнитного вихря;

Є— удельное сопротивление сверхпроводника в нормальном состоянии, см

-1.

Фо — квант магнитного потока; 40 в и К вЂ” частота и волновой сектор высокочастотного сигнала, с и см

-1 -1.

Арит — плотность тока расспаривания, измеряемая экспериментально.

В общем случае можно записать (В rot Н I

lal .! крит— где В и Н вЂ” индукция и поле внутри сверхпроводника.

Это условие определяет эффективность 5О передачи энергии в структуре, так как скорость движения вихрей пропорциональна плотности тока. Энергия передается от магнитных вихрей к МСВ, если скорость вихрей несколько больше фазовой скорости МСВ, тем самым вихри увлекают за собой волну, и наоборот, если скорость вихрей несколько меньше скорости MCB то имеет место передача энергии от МСВ вихрям, так как вихри увлекаются волной. Таким образом, в первом случае наблюдается компенсация потерь, а если коэффициент усиления превышает коэффициент затухания, то имеет место не только компенсация, но и дополнительное усиление сигнала. В известных на сегодняшний день материалах (В1 Са5г СщОв) усиление может достигать

5х10 дБ/см. Во втором случае имеет место з дополнительное ослабление полезного сигнала, Формула изобретения

1.Устройство задержки СВЧ-сигнала, содержащее структуру из диэлектрической подложки, на которой расположены ферритовый слой и проводящий слой, омические контакты, нанесенные на проводящий слой и соединенные с источником тока, входную и выходную антенны, расположенные на ферритовом слое по обе стороны от проводящего слоя, причем структура помещена в постоянное магнитное поле, о т л и ч а ю ще е с я тем, что, с целью увеличения выходной мощности СВЧ-сигнала, проводящий слой выполнен из сверхпроводника второго рода, при этом постоянное магнитное поле ориентировано нормально к поверхности структуры, а его величина Н(а) выбрана из выражений

Нс1{а 1) Н(а) Нср(а2), Н (а) = в!т, I pl а! < а < а2

Inop < I < !крит(А) . где Н«, На — напряженности первого и второго критического поля, Э; а 1, — нижняя частота рабочего диапазона устройства, Ггц;

y — гиромагнитное отношение;

a1,à2 — минимальная и максимальная толщина сверхпроводящего слоя для рабочей температуры, мкм при этом омические контакты расположены на оси симметрии сверхпроводящего слоя, параллельной антеннам:

"a*! +а*!

Inop = 1 пор . (крит - !ркит, где I— длина сверхпроводящего слоя, см;

Jnop — пороговая плотность тока, при котором обеспечивается равенство скорости вихрей фазовой скорости МВС;

Арит — плотность тока расспаривания;

1 — ток в проводящем слое,А.

2.Устройство по п.1, отл и ч а ю ще ес я тем, что в структуру введен диэлектрический слой, расположенный между ферритовым слоем и слоем сверхпроводника второго рода.

1706010

Составитель Н.Логутко

Техред М. Моргентал Корректор М.Кучерявая

Редактор М.Циткина

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 203 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5