Лабы Кондрашов / Лаба 4 / 0207_lab4_Маликов

СВЧ-фильтра, перемещая его в более высокочастотную область (в случае увеличения значения напряженности внешнего магнитного поля).

При этом, стоит заметить, что мы увеличиваем как нижнюю границу

полосы пропускания, так и верхнюю, определяемую для ПСВ как: ( + 2 ).

11

Анализируя передаточную характеристику СВЧ-фильтра при различных направлениях намагниченности (рис. 7), делаем следующие выводы:

Передаточная характеристика СВЧ-фильтра при различных направлениях намагниченности в первую очередь зависит от закона дисперсии для каждого из трех типов волн (ПОСВ, ООСВ и ПСВ). Запишем закон дисперсии для каждого типа волны:

22 = ( + 2 + 2) − ПОСВ

22 = ( + 2 2) − ООСВ

+

12

Как можно заметить, дисперсионные характеристики для каждого типа СВ значительно отличаются по своему виду. Так, практически одинаковый ход дисперсионных кривых имеют типы волн ПОСВ (рис. 8, а) и ПСВ (рис. 8, в),

однако, для данных типов волны характерны свои частотные значения полосы пропускания, что и видим на рис. 7. Для ПСВ выделяем следующий диапазон передаточной характеристики: [9,1 ГГц; 9,5 ГГц]. Для ООСВ (рис. 8, б) имеем совсем иную передаточную характеристику. Что закономерно, если учитывать закон дисперсии данного типа волны и ход дисперсионной кривой (рис. 8).

Диапазон передаточной характеристики для ООСВ, соответственно: [7,8 ГГц; 9,1

ГГц].

Однако, важный момент состоит в том, что для ООСВ и ПСВ значение напряженности внешнего и внутреннего магнитных полей равны: He = Hi. Но для ПОСВ значение напряженности внутреннего магнитного поля не равно значению напряженности внешнего магнитного поля: He = Hi – M0. То есть, для ПОСВ значение напряженности внутреннего магнитного поля значительно меньше значений напряженности внутреннего магнитного поля ООСВ и ПСВ.

Соответственно, передаточная характеристика ПОСВ находится ниже по частоте и для ПОСВ диапазон передаточной характеристики в нашем случае равен: [2,1

ГГц; 3,3 ГГц].

Также, важно уточнить, как было написано ранее, ширина передаточной характеристики определяется значением , которая имеет обратную зависимость от ширины полоска (антенны) w. Соответственно, фактическая ширина передаточной характеристики для трех типов СВ зависит от значения

, которая может увеличиваться с уменьшением ширины полоска (антенны).

14

15

16

Анализируя передаточную характеристику антисимметричной антенны при трех различных расстояниях между элементами антенны (рис. 10, рис. 11,

рис. 12), делаем следующие выводы:

Передаточная характеристика многоэлементной антенны, которая, как и описывалось ранее, строится на основании дисперсионной характеристики ПСВ, представляет собой набор минимумов и максимумов, которые определяются синфазным или, соответственно, противофазном сложением волн. Запишем соответствующие условия для двухэлементной антенны:

k = 2πn/s – синфазное сложение

k = (π + 2πn)/s – противофазное сложение

где n = 1, 2, 3…

Соответственно, в случае двухэлементной антенны имеем передаточную характеристику, изображенную на рис. 2.

Однако, в случае антисимметричной антенны передаточная характеристика совсем другая. Так, если представить антисимметричную антенну в следующем виде:

Рисунок 13 – Спин-волновой прибор, использующий антисимметричную антенну

17

Фазы излучающихся волн от каждого элемента входной антенны (1 и 2)

к выходной (3) антенне можно представить в виде:

1 → 3: = ( + )

2 → 3: = +

То есть, за счет противоположного направления протекания тока фазы волн будут отличаться на , в результате чего «максимумы» и «минимумы» антисимметричной антенны поменяются местами с «максимумами» и «минимумами» на АЧХ двухэлементной антенны (рис. 2). Таким образом, «максимумы» на АЧХ двухэлементной антенны будут соответствовать

«минимумам» на АЧХ антисимметричной антенны.

Также, опираясь на условия синфазного и противофазного сложения,

приведенных ранее, делаем вывод, что при увеличении расстояния между элементами антисимметричной антенны (s) в значительной степени увеличивается количество «минимумов» и «максимумов», что также следует из дисперсионной характеристики, крутизна которой уменьшается с увеличением частоты.

ВЫВОД

В ходе выполнения данной лабораторной работы были получены передаточные характеристики СВЧ-фильтра на ПСВ при различных параметрах, на основании которых делаем вывод, что при изменении симметрии антенны в значительной степени изменяются передаточные характеристики фильтра: на графике получаем набор «минимумов» и «максимумов». Также, увеличение значения напряженности поля и толщины пленки приводят к уширению частотного диапазона передаточной характеристики.

18