CN1123946C - 静磁波器件 - Google Patents

Abstract

一种静磁波器件，其构成包括：用于激励和传播静磁波的石榴石磁性薄膜，用于将磁场施加于石榴石磁性薄膜的磁场发生器，互相对置并且其间夹有石榴石磁性薄膜的上部接地导体和下部接地导体，以及位于石榴石磁性薄膜和上述上部接地导体与下部接地导体之一之间的射频信号馈线；上述上部接地导体具有一个与石榴石磁性薄膜的一个主表面对置的相对表面，而上述下部接地导体具有一个与石榴石磁性薄膜的另一个主表面对置的相对表面，在上述上部接地导体和上述石榴石磁性薄膜之间形成空隙，该器件满足t₁≥t_R+5μm，t₂≥0μm，及t₁+t₂≤500μm，其中t₁是上述上部接地导体的相对表面和上述石榴石磁性薄膜的主表面之间的距离，t₂是上述下部接地导体的相对表面和上述石榴石磁性薄膜的另一个主表面之间的距离，而t_R是射频信号馈线的厚度。

Description

静磁波器件

技术领域

本发明涉及静磁波器件，特别是涉及在应用到谐振器、滤波器等上时能够增加有载Q值的静磁波器件。

背景技术

图1示出说明静磁波器件功能的模型。这一静磁波器件模型具有一磁性石榴石薄膜1，受激静磁波通过该薄膜传播；一个在石榴石磁性薄膜1的主表面1a上形成的射频信号馈线4；在石榴石磁性薄膜1和射频信号馈线4的上侧通过电介质21形成的一个接地导体31；和在石榴石磁性薄膜1和射频信号馈线4的下侧通过电介质22形成的一个接地导体32。在此模型中，当在X轴的负方向上施加有外磁场Hex并且射频信号馈送给射频信号馈线4时，生成的电磁波由于磁耦合而转换为静磁波，并且静磁波(静磁前向体积波)通过石榴石磁性薄膜1传播，结果它一分为二并分开沿Y轴的正负方向传送。实际器件中的电介质21和22由，例如，非磁性石榴石基片或空气构成。这两种电介质的介电常数可以相同或不同。

在上述静磁波器件模型中，当假设石榴石磁性薄膜1具有厚度d和比磁导率μr，当假设石榴石磁性薄膜1的一个主表面1a(在其上形成射频信号馈线4的表面)和对着它的接地导体31的一个表面31a之间的距离为t₁时，并且当假设石榴石磁性薄膜1的另一个主表面1b和对着它的接地导体32的一个表面32a之间的距离为t₂时，静磁波满足色散关系式 $e^{2\mathrm{dM}}=\frac{(M-N\tanh N{t}_2)\left({M-N\tanh \mathrm{Nt}}_1\right)}{(M+N\tanh N{t}_2)(M+N{\tanh \mathrm{Nt}}_1)}.$ 在上式中，

M²＝μ_r(k_y ²+K_z ²)N²＝k_y ²+K_z ²

Ky＝在Y轴方向上传播的静磁波的波数

Kz＝在X轴方向上传播的静磁波的波数 ${\mathrm{\μ}}_r=1-\frac{{\mathrm{\ω}}_h{\mathrm{\ω}}_m}{{\mathrm{\μ}}_0\left({\mathrm{\ω}}^2{-\mathrm{\ωh}}^2\right)}$

ω_h＝γ·Hin      Hin＝内磁场强度(A/m)

ω_m＝γ·(Ms)     Ms＝饱和磁化强度(Wb/m²)

ω＝2πf           f：频率(Hz)

γ＝2.21×10⁵     回磁比(m/As)

μ₀＝12.566×10^-7(H/m)

在上式中，t₁和t₂可具有任意值。但是，在通常的静磁波器件中t₁和t₂已假设为某些限定值，并且一般设定为如：t₁+t₂＝大约1mm，见下述。

图4示出通常的静磁波器件的结构例。这一结构例具有一对互相相对的磁极片，夹在磁极片7和8之间的半方形接地导体3及内部空隙9，与磁极片7和8磁性连接的永久磁铁11，与永久磁铁11磁性连接的磁轭12，在半方形接地导体3上淀积的石榴石磁性薄膜1，以及支持石榴石磁性薄膜1的电介质基片13，并且射频信号馈线4位于石榴石磁性薄膜1和电介质基片13之间。线圈17绕制在永久磁铁11和磁极片7的外周上。

磁极片7和8和磁轭12由铁、坡莫合金等构成，并且半方形接地导体3因而就配置成为包围射频信号馈线4以便屏蔽磁极片7和8的电磁波辐射从而使高频馈送信号无任何损失。石榴石磁性薄膜1可为，例如，利用LPE(液相外延)方法生成的YIG(钇铁石榴石)薄膜等等。

外磁场借助磁极片7和8施加于空隙9中的石榴石磁性薄膜1之上。外磁场包括由永久磁铁11产生的固定磁场和由线圈17产生的可变磁场，并且调节在线圈17中的电流可控制施加在石榴石磁性薄膜1上的外磁场的强度。当有微波信号或准微波信号馈送到由微带线等形成的射频信号馈线(天线)4上时，由其产生的电磁波转换为频率由上述外磁场强度决定的静磁波，并通过石榴石磁性薄膜1传播。

例如，朝向矩形的石榴石磁性薄膜的侧面传播的电磁波由该侧面反射而逆向返回。与输入的电磁波位相相同的静磁波在矩形的石榴石磁性薄膜中耦合并发生谐振。此时发生谐振的静磁波的波长中的最大波长是矩形石榴石磁性薄膜的波长L的2倍，即2L。

采用如YIG这样的磁性石榴石的谐振腔结构的静磁波器件在微波频带或准微波频带表现出很大的无载Q值(下文称之为无载Q_u，或简称为Q_u)，因此现在预期对它可以进行利用。当在实际中采用静磁波器件时，重要的是有载Q值(下文称之为有载Q₁，或简称为Q₁)要大。

由Sony公司的Y.Murakami和S.Ito发表在1985年IEEE MTT-SDigest上的文献“A BANDPASS FILTER USING YIG FILM GROWN BYLPE”描述了在对用作带阻滤波器的上述的静磁波器件进行外部Q值(下文称之为有载Q_e，或简称为Q_e)测量时，其外部Q_e随YIG薄膜的厚度的减小而增加。上述文献采用的是圆盘形YIG薄膜。上述文献对有载Q₁无叙述，而外部Q_e、无载Q_u和有载Q₁之间的关系式一般可用下式表示：

1/Q₁＝1/Q_u+1/Q_e，

并且如外部Q_e随YIG薄膜的厚度的减小而增加，有载Q₁应增加，因为无载Q_u是和平面形式及YIG薄膜的厚度无关的常量。

本发明人根据上述文献中所描述的方法采用矩形的磁性石榴石进行了重复性实验并测量了有载Q₁。结果，正如从上述文献可以推断的那样，发现有载Q₁随磁性薄膜厚度的减小而增加。另外，还揭示出由本发明人在测量中发现的有载Q₁比根据1/Q₁＝1/Q_u+1/Q_e计算而得的有载Q₁略小。

虽然已经发现只要使石榴石磁性薄膜的厚度减小就足以使有载Q₁增加，但当石榴石磁性薄膜的厚度减小时多半会出现下面要叙述的问题。例如，在抛光石榴石磁性薄膜的表面以改进其平整度时，薄膜的两个主平面的平行度变坏，于是薄膜厚度有时变得不均匀。如石榴石磁性薄膜的厚度改变，则色散关系从一个位置到另一位置就会发生改变。当薄膜厚度的不均匀性很大时，就不再能生成所设计的驻波并会使特性恶化。所以最好是采用减小石榴石磁性薄膜厚度以外的办法来增加有载Q₁。

同时，减小静磁波器件的尺寸也很重要。在图4中所示的结构中，磁极片7和8、空隙9、磁轭12和永久磁铁11构成磁场发生器。众所周知，空隙9最好是较小的空间，因为磁场发生器的尺寸可以减小。例如，在日本专利JP-A-1-303901中所公开的静磁波器件设计成为通过利用厚度为2到100μm导体薄膜构成其半方形接地导体而使磁极片7和8之间的距离Lg缩短为1.15mm。在这种场合，空隙9的高度，即半方形接地导体3的一个相对表面3a和另一个相对表面3b之间的距离大约为1mm。

本发明的目的在于增加有载Q值并同时减小用于谐振腔或滤波器的静磁波器件中的磁场发生器的尺寸。

发明内容

上述目的由本发明通过下述的(1)而达到。

(1)一种静磁波器件，其构成包括：用于激励和传播静磁波的石榴石磁性薄膜，用于将磁场施加于石榴石磁性薄膜的磁场发生器，互相对置并且其间夹有石榴石磁性薄膜的上部接地导体和下部接地导体，以及位于石榴石磁性薄膜和上述上部接地导体与下部接地导体之一之间的射频信号馈线；上述上部接地导体具有一个与石榴石磁性薄膜的一个主表面对置的相对表面，而上述下部接地导体具有一个与石榴石磁性薄膜的另一个主表面对置的相对表面，在上述上部接地导体和上述石榴石磁性薄膜之间形成空隙，

该器件满足

t₁≥t_R+5μm，

t₂≥0μm，及

t₁+t₂≤500μm，

其中t₁是上述上部接地导体的相对表面和上述石榴石磁性薄膜的主表面之间的距离，t₂是上述下部接地导体的相对表面和上述石榴石磁性薄膜的另一个主表面之间的距离，而t_R是射频信号馈线的厚度。

在本发明中，在静磁波器件中夹着石榴石磁性薄膜的一对接地导体之间的距离是在控制下而达到预定的范围，借此使实际使用中的有载Q₁可以独立地得到改善而不取决于下面各种条件：如石榴石磁性薄膜的长度、宽度及厚度，饱和磁化强度，施加于石榴石磁性薄膜上的外磁场强度等等。

另外，由于一对接地导体之间的距离与通常的器件相比有所减小，所以磁场发生器的尺寸可以减小。

附图说明

图1为用于说明静磁波器件的功能的模型图。图2为示出静磁波谐振腔的结构示例的透视图。图3A为示出图2中示出的静磁波谐振腔的沿A-A线的垂直剖面的剖面图，而图3B是示出图3A中空隙9a的附近部分的放大视图。图4是示出静磁波器件的结构示例的剖视图。图5是用于说明测量有载Q₁的方法的曲线图。图6是用于示出石榴石磁性薄膜的厚度和有载Q₁之间的关系的曲线图。图7是示出无载Q_u与频率的关系的测量值与计算值的曲线图。图8是用于说明在石榴石磁性薄膜中生成的静磁波驻波的说明图。图9是示出波数k和响应频率ω之间的关系的曲线图。图10是示出有载Q₁/无载Q_u和t₁+t₂之间的关系的曲线图。

具体实施方式

图2示出作为本发明的静磁波器件的实施例的静磁波谐振腔的优选结构示例。另外，图3A为示出图2中示出的静磁波谐振腔的沿A-A线段的垂直剖面图，而图3B是示出图3A的局部放大视图。图3A和3B只示出不包括深度方向的剖视表面。

这一静磁波器件具有一对电位与地电位相等的接地导体31和32，并且这些导体的设置使其互相相对。一个GGG(钆镓石榴石)基片18存在于两个接地导体之间的空隙9a之内，而在此GGG基片之上形成一个YIG的石榴石磁性薄膜1或其他。在石榴石磁性薄膜1上形成一个用于馈送射频信号电流的射频信号馈线4，并且配置有磁场发生器用来将直流磁场垂直施加于石榴石磁性薄膜1的表面上。此射频信号馈线可设置在一个接地导体和石榴石磁性薄膜之间，并且不要求它与石榴石磁性薄膜接触。例如，在石榴石磁性薄膜和射频信号馈线之间可以有粘接层等等。

一般讲，GGG基片18的厚度大约为400μm或以下，石榴石磁性薄膜1的宽度为大约0.5至2mm，长度大约为0.5至2mm，而厚度大约为5至100μm，最好为大约5至40μm，并且射频信号馈线4的厚度大约为2至15μm。GGG基片并非必需，而且石榴石磁性薄膜1和接地导体32可互相接触。

磁场发生器具有一个永久磁铁11，一对磁轭12a和12b，由通过空隙9a互相对置的磁极片7a和8a组成的第1对磁极片以及由通过空隙9b互相相对设置的磁极片7b和8b组成的第2对磁极片，以及绕在磁极片7b和8b上的线圈17。线圈17用于生成可变磁场及用于控制施加在石榴石磁性薄膜1上的磁场强度。一对磁轭12a和12b通过空隙9a互相对置，其“1”端部磁性连接于永久磁铁11，在其另一端部上形成磁极片7a和8a，并且在上述的“1”端部和其另一端部之间形成磁极片7b和8b。空隙9b的空隙长度可控，借此可以调节施加在空隙9a上的磁场强度。

在上述磁场发生器中，一般讲，空隙9a的空隙长度安排为较永久磁铁11的高度为小，于是由线圈17生成的磁通主要经过不通过永久磁铁11的磁路，即由空隙9b-磁极片7b-磁轭12a-磁极片7a-空隙9a-磁极片8a-磁轭12b-磁极片8b组成的磁路。

在上述示例中，示出一个用于配置石榴石磁性薄膜1的空隙，但用于配置石榴石磁性薄膜的空隙至少可以设置两个。在此场合，多个空隙的空隙长度安排为互相不同，借此可在石榴石磁性薄膜中获得互相不同的谐振频率。因此，例如，可使用一个开关，借此可将之用于允许至少以两个波道频率并行传输和接收信号的VCO(电压控制振荡器)。

磁轭和磁极片系由高磁导率材料，如铁、坡莫合金等组成。从成本、易于加工和高饱和磁通密度角度看，其中以铁为最好。然而，由于铁会造成大量的高频信号的损失，最好在采用铁时利用厚度大约为2至15μm的导体薄膜将包含磁轭的磁场发生器屏蔽。特别是，最好是用上述导体薄膜将磁极片7a和8a和磁极片7a和8a的磁轭12a和12b及表面71a和81a覆盖。

在一对磁轭12a和12b之间配置有由非磁导电材料形成的支柱20a和20b。为保持空隙9a的空间和为了使磁极片7a和7b的相对表面处于同一电位，在结构上最好是在磁极片7a和8a附近使支柱20a和20b的“1”端部表面通过上述导体薄膜与一个磁轭12a粘接，而另外的端部表面通过上述导体薄膜与另一磁轭12b粘接。对于上述的粘接，可使用导电粘合剂，如银浆料等等。

石榴石磁性薄膜1固定于其上的GGG基片18利用如银浆料等导电粘合剂粘接于导体32的相对表面32a上。在此场合，导体32的相对表面32a粘接于其上的GGG基片18的主表面，具有一个事先制作的Au、Cu或其他材料的导体薄膜，并且其厚度可大致为0.2至1μm。

由于馈送射频信号的射频信号馈线4最利用汽相淀积法和光刻制作在石榴石磁性薄膜1之上，而且，射频信号馈线4的一个端部4a与接地导体32的相对表面32a连接，而其另一端4b形成为输入/输出端子。其连接状态图中未示出。

下面参考图5说明利用网络分析器通过测量上述静磁波谐振腔的S11来确定有载Q₁的方法。谐振腔的耦合系数接近1时的S11利用网络分析器测量，无谐振发生时的S11取作参考值(0dB)，并测量对此参考值的谐振吸收峰Ar。然后，在偏离参考值至少-30dB的点Ad处测量谐振吸收的宽度2·Δω。在此场合，Ar最好是小于Ad10至20dB。并且，最后测量出谐振吸收的中心频率(峰值频率)。这一结果用来根据

Q₁＝ω₀/(K·2·Δω)确定有载Q₁，其中K²＝(1-10^Ad/10)/(10^Ad/10-10^Ar/10)。

这一方法曾用来测量频率为700MHz时的有载Q₁，测量时的饱和磁化强度为0.07Wb/m²，同时1mm×1mm的石榴石磁性薄膜的厚度依次改变为95μm，55μm，30μm和17μm。结果以实心圆点标记于图6示出。从图6可知，有载Q₁随磁性薄膜厚度的减小而增加。在此场合，GGG基片安排为具有厚度100μm，并且由此图2中的t₂为200μm。另外，由于石榴石磁性薄膜是向上开放的，所以t₁＝∞。

之后，为比较有载Q₁的测量值与计算值，确定了在上述实验中所使用的石榴石磁性薄膜的无载Q_u的测量值与计算值。无载Q_u的测量值采用下面的步骤测量。首先，按原样使用厚度为95μm的石榴石磁性薄膜，并将输入/输出电极之间的距离安排为960μm，以便制备输入功率/输出功率比为至少30dB的滤波器。并且，此滤波器的传输特性(S21)的峰值的频率ω₀和在传输信号电平从峰值衰减达3dB的频率宽度2·Δω用来确定无载Q_u的测量值，其所根据的方程为

Q_u＝ω₀/(2·Δω)。

图7以实心圆点示出结果。另一方面，静磁波谐振腔的无载Q_u的计算值由下式给出：

Q_u＝ω₀/(γ·ΔH)

其中γ是回磁比(2.21×10⁵m/A·s)，而ΔH是铁磁谐振的半宽度。ΔH在谐振频率为9.55Hz时是179.1A/m，并近似地随频率成正比地下降。另外，还存在一个偏置值。因此，1.7512×10^-8A·s/m被用作ΔH的梯度值，9.552A/m被用作偏置值，并且将它们代入上式而确定Q_u的计数值。图7以实心圆点示出结果。从图7可以看出，无载Q_u的测量值和计算值大致相符。因为ΔH由于低磁场损失而逐渐增加，结果使图7中在1.5GHz和更小的频率范围内测量值偏离计算值。

之后，根据无载Q_u确定有载Q₁的计算值。在此场合，利用关系式

        1/Q₁＝1/Q_u+1/Q_t，

其中的1/Q_t指根据在石榴石磁性薄膜上形成的微带线的导体损失和辐射损失及介电损失决定的Q_s值与根据其他因素决定的Q₀值的倒数和。如图7所示，无载Q_u的测量值在频率为700Hz时大约为700，为此通过将具有上述数值的等效并联谐振腔和微带线串联而构成的电路利用50Ω的端口进行激励而确定有载Q₁。结果是，即使考虑导体损失在很大程度上是根据微带线的厚度和长度而变化，有载Q₁为300至350。然而，有载Q₁的测量值很小，小到100或其以下，如图6所示。因此，当考虑到实际的有载Q₁如上所述地减小时，并且由于下述原因有载Q₁随石榴石磁性薄膜的厚度的减小而得到改善，得到了有载Q₁的计算值和测量值吻合很好的结果。

图8示出矩形石榴石磁性薄膜1、谐振时其中生成的驻波及激励电极(射频信号馈线4)之间的关系。假设外磁场Hex垂直作用于石榴石磁性薄膜1的薄膜表面。一般假设在石榴石磁性薄膜1的侧面1c和1d，即薄膜内部和薄膜外部的分界面上直流磁场强度由于石榴石磁性薄膜的反磁场的作用而变成不连续，于是通过石榴石磁性薄膜1传播的静磁波几乎全部在侧面1c和1d上受到阻碍而完全反射回去。并且，在图8所示的情况下，假设了生成的驻波具有相对侧面之间的距离为L的基模并引起谐振。

但实际上，除了生成频率ω₀的谐振驻波27，还生成具有较长波长(频率ω₀-Δω₁)的驻波和具有较短波长(频率ω₀+Δω₂)的驻波29。对于这一点将参考图9进行说明。图9是示出频率和根据已经描述过静磁波色散关系式确定的波数(k＝2π/λ：k与已经说明的色散关系式中的k_y的意义相同，λ为波长)之间的关系的曲线图。在图9中，ω_I和ω_H分别是当施加具有预定强度的外加磁场时可以激励的静磁波的下限频率和上限频率。当施加的外磁场的强度不变时，根据图9的可认为具有较长波长的的驻波的谐振频率变为较频率ω₀为低，并且具有较短波长的的驻波的谐振频率变为较频率ω₀为高。也即假设由于在石榴石磁性薄膜1的的侧面1c和1d上的阻碍不完全，除了生成与相应于频率ω₀的波数k₀谐振的驻波27之外，还在从k₀-Δk₁至k₀+Δk₂的波数范围中生成具有较长和较短波长的驻波，并分别在从ω₀-Δω₁至ω₀+Δω₂的频率范围中产生谐振，并且因而使在中心频率ω₀处的铁磁谐振的宽度展宽，于是有载Q₁下降。

根据以上的假设，在静磁波的色散关系式中采用并代入各种Δk₁和Δk₂值，采用具有波数k₀的频率ω₀作为中心频率，确定了在从k₀-Δk₁至k₀+Δk₂的范围中引起的铁磁谐振的扩展宽度Δω₁+Δω₂，计算出有载Q₁＝ω₀/(Δω₁+Δω₂)，并且将得出的计算值与测量值进行比较。结果发现当Δk₁和Δk₂为660至730/m时计算值与测量值符合很好。图6以实线示出当Δk₁＝Δk₂＝700/m时的计算值。根据这一结果，可以认为静磁波谐振腔的低有载Q₁主要是由静磁波受阻不完全所致。

在实际测量中，采用了一个1mm×1mm的石榴石磁性薄膜，即具有长度L为1mm的石榴石磁性薄膜，并且在其上形成了一个具有如图8所示的结构的射频信号馈线4，以制作激励电极。在此场合，当在波数为k₀的波长(基本波长)为λ₀时，得出λ₀＝1mm，且Δk₁＝Δk₂＝700/m相当于波长差大约为110μm。并且，可以认为具有范围为λ₀±约11％的各种波长(相应的频率范围为从ω₀-Δω₁至ω₀+Δω₂，其中的ω₀为中心频率)的驻波存在于石榴石磁性薄膜中。

根据上述的假设，即假设具有范围为λ₀±大约11％的各种波长(相应的频率范围为从ω₀＝Δω₁至ω₀+Δω₂，其中的ω₀为中心频率)的驻波存在于石榴石磁性薄膜中，通过改变石榴石磁性薄膜的各种条件对有载Q₁的变化进行了研究。结果证实了通过使夹有石榴石磁性薄膜的两个接地导体之间的距离保持为预定距离或更小，可使有载Q₁得到改善而不管其他各种条件如何变化。特别是，石榴石磁性薄膜的饱和磁化，其薄膜厚度，其基本驻波的波长和施加于石榴石磁性薄膜上的外磁场强度等的任意值可从下述范围中分别选择并进行组合：0至0.176Wb/m²，5至150μm，250μm至4 mm和0至1.592×10⁵A/m。并且，针对每一种组合，t₁+t₂(从夹有石榴石磁性薄膜的两个接地导体对之间的距离减去石榴石磁性薄膜的厚度所得的值)在10μm至1mm范围内变化，并通过计算确定每一种情况下的有载Q₁和无载Q_u。结果发现有载Q₁/无载Q_u随t₁+t₂的减小而增加，并且所有有载Q₁/无载Q_u值存在于示于图10中的实线之上。即揭示出，如将t₁+t₂设定为500μm或其以下，有载Q₁/无载Q_u值一直上升。

无载Q_u的变化取决于上述各种条件的组合，但与t₁+t₂无关。因此，在每一种组合中有载Q₁/无载Q_u随t₁+t₂的减小而增加意味着在每一种组合中有载Q₁随t₁+t₂的减小而增加。

如上所述，在本发明中，通过控制静磁波谐振腔中夹有石榴石磁性薄膜的两个接地导体之间的距离，特别是通过满足

t₁+t₂≤500μm，最好是

t₁+t₂≤400μm，

可使有载Q₁增加而不管其他条件如何。为了得到静磁波器件的功能，要求在射频信号馈线和接地导体之间达到预定的距离或更大一些。因为上述距离至少为5μm就已足够，本发明采用

t₁≥t_R+5μm，

此时的射频信号馈线的厚度为t_R(见图1)。另一方面，石榴石磁性薄膜和接地导体可以接触，因此

t₂≥0μm。

对t₁和t₂之比无特别限制，可根据静磁波器件的使用场而适当确定。例如，当它应用于相对低的频率范围中时，一般采用t₁＞t₂。在t₁＞t₂时，采用

t₁+t₂≤300μm，

从而可得到更为理想的结果。

在本发明中，在图3A中所示的磁场发生器中由空隙9b-磁极片7b-磁轭12a-磁极片7a-空隙9a-磁极片8a-磁轭12b-磁极片8b组成的闭合磁路的磁阻可通过减小接地导体之间的距离而得到减小，以使线圈17可在小电流或较少的线圈匝数下生成强磁场。从而可使线圈的体积减小，于是磁场发生器作为一个整体其尺寸就可以减小。

本发明也可应用于图4所示的结构中，即其中空隙9、永久磁铁11和线圈17是在高度方向上串联设置的一种结构。但是，在图4的结构中，很难控制整个静磁波器件的高度，即使t₁+t₂根据本发明受到控制，也就是说即使空隙9的空隙长度控制为很小，图4中的结构尺寸也很难减小。与此相反，在图2和图3A中示出结构中则很容易控制静磁波器件的高度。

实验例

为验证本发明的效果，进行了如下的实验。

实验例1(当t₁＝t₂)

按原样采用的石榴石磁性薄膜的尺寸为1mm×1mm、厚度为20μm而饱和磁化强度为0.07Wb/m²；用作射频信号馈线的U形电极的厚度为6μm；外磁场强度设定为使其谐振中心频率等于700MHz；并取t₁＝t₂，且t₁+t₂的变化如表1所示；从而确定有载Q₁/无载Q_u。此外，t₂的调节是通过改变GGG基片的厚度进行。表1示出了结果。表1示出的“有载Q₁/无载Q_u的相对值”指的是在t₁+t₂＝800μm时有载Q₁/无载Q_u为100的条件下通过计算而得出的相对值，并且在下面将要介绍的实验例中也是在这一意义上使用。

                      表1(t₁＝t₂)

试样No.      t₁+t₂(μm)   有载Q₁/无载Q_u的相对值

101            200                226

102            400                135

103            500                117

104(对比用)    800^*              100

^*)超出限制范围

实验例2(当t₂固定时)

采用与实验例1相同的设定，但将石榴石磁性薄膜的厚度改为30μm，射频信号馈线改为S形，并将距离t₂固定为50μm，而且将t₁改为如图2所示之值，从而确定有载Q₁/无载Q_u。表2示出了结果。

                      表2(t₂＝50μm)

试样No.         t₁(μm)       t₁+t₂(μm)   有载Q₁/无载Q_u的相对值

201              150              200               135

202              200              250               123

203              250              300               115.5

204              300              350               110

205              350              400               107

206              450              500               103.5

207(对比用)      750              800^*             100

^*)超出限制范围

实验例3(当t₂＝0时)

采用与实验例1相同的设定，但将石榴石磁性薄膜的厚度改为10μm，其饱和磁化强度改为0.14Wb/m²，外磁场强度设定为使其谐振中心频率等于2000MHz，并且不使用GGG基片，也即将距离t₂固定为0μm，而且将t₁改为如图3所示之值，从而确定有载Q₁/无载Q_u。表3示出其结果。

                     表3(t₂＝0μm)

试样No.            t₁+t₂(μm)        有载Q₁/无载Q_u的相对值

101                  200                     137

102                  250                     121

103                  300                     111.5

104                  350                     106.5

105                  400                     104

106                  500                     102

107(对比用)          800^*                   100

^*)超出限制范围

表1至3示出，在将t₁+t₂引入到预定范围中时有载Q₁/无载Q_u急剧增加。

在工业上的应用

上面是以静磁波谐振腔为例对本发明进行了说明，但对本领域一般技术人员显而易见，本发明并非局限于静磁波谐振腔，而是允许在权利要求所叙述的范围内进行各种变更和修改，并且还可以应用于如谐振腔型静磁波滤波器等其他静磁波器件。

Claims (1)

1.一种静磁波器件，其构成包括：

用于激励和传播静磁波的石榴石磁性薄膜，用于将磁场施加于石榴石磁性薄膜的磁场发生器，互相对置并且其间夹有石榴石磁性薄膜的上部接地导体和下部接地导体，以及位于石榴石磁性薄膜和上述上部接地导体与下部接地导体之一之间的射频信号馈线；

上述上部接地导体具有一个与石榴石磁性薄膜的一个主表面对置的相对表面，而上述下部接地导体具有一个与石榴石磁性薄膜的另一个主表面对置的相对表面，在上述上部接地导体和上述石榴石磁性薄膜之间形成空隙，

该器件满足

t₁≥t_R+5μm，

t₂≥0μm，及

t₁+t₂≤500μm，

其中t₁是上述上部接地导体的相对表面和上述石榴石磁性薄膜的主表面之间的距离，t₂是上述下部接地导体的相对表面和上述石榴石磁性薄膜的另一个主表面之间的距离，而t_R是射频信号馈线的厚度。

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