Расчет резонаторного фильтра на прямых объемных магнитостатических волнах (стр. 4 из 4)
3. В ходе работы было установлено:
Добротность, рассчитанная в случае электрического согласования, хорошо согласуется с измеренной добротностью резонатора.
Связь резонаторов рассчитана в критическом случае
, используя предыдущие экспериментальные результаты, чтобы улучшить модель связанных МСВ резонаторов.Расширение полосы пропускания и улучшение крутизны скатов фильтра были рассчитаны с неравномерностью АЧХ меньше чем 2 дБ в полосе пропускания для фильтра из двух связанных резонаторов, возбуждаемых микрополосками шириной 240 мкм .
N идентичных резонаторов улучшают селективность фильтра, но увеличивают потери, что требует узких микрополосков, чтобы сохранить высокое подавление вне полосы пропускания.
1. Proceedings of the IEEE, special issue on Microwave Magnetics, Vol., No., 1988.
2. Emtage, “Interaction of magnetostatic waves with a current”, J. Appl. Phys., vol.49, No.8, pp.4475-4484, 1978
3. Ganguly and D.C. Webb, “Microstrip excitation of magnetostatic surface waves: theory and experiment”, IEEE Trans. on Microwave Theory and Tech., Vol.23, No.12, pp.998-1006, 1975.
4. Parekh, “Theory for magnetostatic forward volume wave excitation”, J. Appl. Phys., Vol.50, No.3, pp.2452-2454, 1979
5. Sethares, “Magnetostatic surface-wave transducers”, IEEE Trans. on Microwave Theory and Tech., Vol.27, No.11, pp.902-909, 1979.
6. Emtage, “Generation of magnetostatic surface waves by a microstrip”, J. Appl. Phys., Vol.53, No.7, pp.5122-5125, 1982.
7. Ganguly and D. Webb, “Complex radiation impedance of microstrip-excited magnetostatic-surface waves”, IEEE Trans. on Microwave Theory and Tech., Vol.26, No.6, pp.444-447, 1978.
8. Huynen, G. Verstraeten and A. Vander Vorst, “Theoretical and experimental evidence of nonreciprocal effects on magnetostatic forward volume wave resonators”, IEEE Microwave and Guided Wave Lett., Vol.5, No.6, pp.195-197, 1995.
9. Zheng, M. Pardavi-Horvath and Xiaohua Huang, “Experimental determination of an effective demagnetization factor for non-ellipsoidal geometries”, paper EP-21, 40th MMM Conference, Phildelphia, 1995.
10. Ken’ichiro Yashiro, “A new development of an equivalent circuit model for magnetostatic forward volume wave transducers”, IEEE Trans. on Microwave Theory and Tech., Vol.36, No.6, pp.952-960, 1988.
11. Koike nad M. Miyahara, “Analysis of MSW transducer electrode design by use of weighting functions”, Jap. J. Appl. Phys., Vol.31, Supplent 31-1, pp.284-286, 1992.
12. Tsutsumi and S. Tamura, “Microstrip line filters using yttrium iron garnet film”, IEEE Trans. on Microwave Theory and Tech., Short Papers, Vol.40, No.2, pp.400-402, 1992
13. Helszajn, YIG resonators and filters, John Wiley and Sons, New York, 1985
14. Marcelli, M. Rossi and P. De Gasperis, “Coupled magnetostatic volume wave straight edge resonators for multipole microwave filtering”, IEEE Trans. on Magn., Vol.31, No.6, pp.3476-3478, 1995
15. Matthaei, L. Young and E.M.T. Jones, Microwave Filters, Impedance Matching Networks, and Coupling Structures, Artech House, Dedham, MA, USA, 1980.
Приложение
PROGRAM EMSCRFV программа вычисляет сопротивление излучения микрополосковой линии с зазором h и экраном на t типа а для помсв методом эмтаджа
external fu
external fw
CHARACTER*11 IMJA
CHARACTER KEY
REAL AL,D,TD,D1,D2,D3,D4,E,JPK2,JMK2,JPK,JMK,zeroin,SKTPL2,THKTMN
REAL KDPLUS,KPLUS,KDMINU,KMINUS,KP,KM,MU,M11,M12,M21,M22,SKTMN2
REAL PI,R,F,F1,F2,F3,W,Z1,Z2,H0,M0,MS,G,GH,MV,GM,KTPL,KTMN,THKTPL
REAL R1,R2,R3
COMPLEX HA,HC,HD,HF,HS,HZ
INTEGER MAX,L,NR,I,J
REAL FR(1200),RR(1200),XX(1200),KR(1200)
REAL EPS
REAL X1,X2,X3,X4
COMMON M11,M12,M22,TD,AL
19 CONTINUE
C ВВОД ИСХОДНЫХ ДАННЫХ
WRITE(*,*)'Vvedite H,M,W,DYIG,T/DYIG,H/DYIG'
WRITE(*,13)
13 FORMAT('-->'\)
READ(*,*)H0,M0,W,D,TD,H
WRITE(*,*)'Dannye vernye?'
READ(*,14)KEY
14 FORMAT(A1)
IF (KEY.EQ.'N') GO TO 19
MV=12.5664
GM=2.8
PI=3.1415926
Определение граничных частот и полосы, где ищется решение
MS=GM*M0
F1=GM*H0
F2=SQRT(GM*H0*(GM*H0+1))
F3=SQRT(GM*H0*(GM*H0+MS))
GH=H0/M0
FRMIN=F1
FRMAX=F3
6 WRITE(*,*)'Vozmojnyi interval chastot',FRMIN,'...',FRMAX
WRITE(*,*)'Izmenite interval chastot?'
READ(*,14)KEY
IF (KEY.EQ.'Y') GO TO 15
5 WRITE(*,16)
16 FORMAT('Chislo tochek na grafike N -->'\)
READ(*,*)NR
WRITE(*,10)
10 FORMAT('Minimalnoe chislo chlenov rjada N1?')
WRITE(*,13)
READ(*,*)N1
WRITE(*,18)
18 FORMAT('GMIN,GMAX,chislo tochek razbienija JJ -->'\)
READ(*,*)GMIN,GMAX,JJ
WRITE(*,180)
180 FORMAT('GMIN1,GMAX1,chislo tochek razbienija JJ1 -->'\)
READ(*,*)GMIN1,GMAX1,JJ1
WRITE(*,*)'Vse vvedeno pravilno?'
READ(*,14)KEY
IF (KEY.EQ.'N') GO TO 6
C ЗАДАНИЕ ФАЙЛА ВЫВОДА РЕЗУЛЬТАТОВ
WRITE(*,*)'V kakoj fail vyvesti rezultaty?'
WRITE(*,13)
READ(*,17)IMJA
17 FORMAT(A11)
OPEN(6,FILE=IMJA)
C РАСПЕЧАТКА ИСХОДНЫХ ДАННЫХ
WRITE(6,61)
WRITE(6,62)H0,M0,W
WRITE(6,64)D,TD,H,GH,NR,N1
WRITE(6,63)F1,F2,F3
WRITE(6,51)
KK=0
KKK=0
GD=(GMAX-GMIN)/JJ
GD1=(GMAX1-GMIN1)/JJ1
DO 11 IL=1,NR
F=FRMIN+.0001+(IL-1)*(FRMAX-FRMIN)/NR
Вычисление компонент тензора проницаемости при текущей частоте
G=F/MS
M11=1-GH/(G*G-GH*GH)
M12=0
M22=1
M21=-M12
AL=SQRT(-M11/M22)
DO 20 J=1,JJ
AX=GMIN+(J-1)*GD
BX=AX+GD
TOL=1.0E-6
BXX=BX*AL
CIF (BXX>=PI/2) GO TO 20
Z1=ZEROIN(AX,BX,FU,TOL,L)
IF (L) 20,21,21
20 CONTINUE
GO TO 11
21 WCN=Z1
WN=Z1/D
FWCN=FU(Z1)
KDPLUS=WCN
PRINT*,KDPLUS,FWCN
IF (KK.EQ.0) GO TO 22
C VG=2*PI*(F-FR1)/(WN-WN1)
C TDD=1/VG
22 WN1=WN
FR1=F
IF (KK.EQ.0) GO TO 24
23 KK=1
GO TO 25
24 GO TO 23
25 CONTINUE
DO 120 JK=1,JJ1
AX=GMIN1+(JK-1)*GD1
BX=AX+GD1
TOLL=1.0E-6
BXX=BX*AL
CIF (BXX>=PI/2) GO TO 120
Z1=ZEROIN(AX,BX,FW,TOLL,LL)
IF (LL) 120,121,121
120 CONTINUE
GO TO 11
121 WCN=Z1
WNN=Z1/D
FWCNN=FW(Z1)
KDMINU=-WCN
PRINT*,KDMINU,FWCNN
IF (KKK.EQ.0) GO TO 122
C VGG=2*PI*(F-FRR1)/(WNN-WN1)
C TDDD=1/VGG
122 WNN1=WNN
FRR1=F
IF (KKK.EQ.0) GO TO 124
123 KKK=1
GO TO 125
124 GO TO 123
125 CONTINUE
Вычисление нормированных на толщину пленки жиг волновых чисел
c A=M11**2-M12**2
cKDMINU=-0.5*ALOG((A-M11+M12)/(A+M11+M12))
KPLUS=KDPLUS/D
KMINUS=KDMINU/D
WLKP=2*PI/KPLUS
WLKM=2*PI/KMINUS
3 CONTINUE
C РАСПЕЧАТКА ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫХ ДАННЫХ
c E=1/(2*PI)
c E=E*ALOG(ABS((1+MU)/(1-MU)))
c D1=COS(-KDPLUS*W/2)
c D2=SIN(-KDPLUS*W/2)
c HD=CMPLX(D1,D2)
c HA=CMPLX(0.5,-E)
c HC=(1.0,0.)
c Z1=0.
c Z2=-KDPLUS*W
c HZ=CMPLX(Z1,Z2)
c CALL HYP11(HA,HC,MAX,HZ,HS)
c HF=HS*HD
c X1=REAL(HF)
c X2=AIMAG(HF)
c JPK=CABS(HF)
JPK=SIN(KDPLUS*W/(2*D))
JPK=JPK/(KDPLUS*W/(2*D))
JPK2=JPK**2
c D3=COS(-KDMINU*W/2)
c D4=SIN(-KDMINU*W/2)
c HD=CMPLX(D3,D4)
c Z2=-KDMINU*W
c HZ=CMPLX(Z1,Z2)
c CALL HYP11(HA,HC,MAX,HZ,HS)
c HF=HS*HD
c X3=REAL(HF)
c X4=AIMAG(HF)
c JMK=CABS(HF)
JMK=SIN(KDMINU*W/(2*D))
JMK=JMK/(KDMINU*W/(2*D))
JMK2=JMK**2
KTPL=KDPLUS*TD
KTMN=KDMINU*TD
C PRINT*,KTPL,KTMN
THKTPL=TANH(KTPL)
SKTPL2=(1/COSH(KTPL))**2
THKTMN=TANH(KTMN)
SKTMN2=(1/COSH(KTMN))**2
KP=THKTPL*THKTPL*M22
KP=KP/(2*KDPLUS*((THKTPL-M12)**2-M11*M22)-2*KTPL*M22*SKTPL2)
KM=-THKTMN*THKTMN*M22
KM=KM/(2*KDMINU*((THKTMN-M12)**2-M11*M22)-2*KTMN*M22*SKTMN2)
KP=KP/(SINH(KTPL)*SINH(KTPL))
KP=KP*SINH(KDPLUS*(TD-H))*SINH(KDPLUS*(TD-H))
KM=KM/(SINH(KTMN)*SINH(KTMN))
KM=KM*SINH(KDMINU*(TD-H))*SINH(KDMINU*(TD-H))
R1=KP*JPK2+KM*JMK2
R=MV*2*PI*F*(KP*JPK2+KM*JMK2)
R2=MV*2*PI*F*KP*JPK2
R3=MV*2*PI*F*KM*JMK2
WRITE(6,103)F,KP,KM,JPK2,JMK2,R,R2,R3,KDPLUS,KDMINU
100 CONTINUE
FR(IL)=F
KR(IL)=KDPLUS/D
RR(IL)=R
11 CONTINUE
C расчет интеграла Гильберта Xm
WRITE(6,52)
FF2=(F3-F1)/NR
DO 104 I=1,NR
XX(I)=(RR(I)/PI)*LOG((F1+FR(I))*(F3-FR(I))/
*((F3+FR(I))*(FR(I)-F1)))
SUM=.0
DO 207 J=1,NR
IF(J.NE.I) GO TO 108
SUM=SUM+2*FF2*FR(I)*((RR(J-1)-RR(I))/(FR(J-1)**2-FR(I)**2))/PI
GO TO 207
108 SUM=SUM+2*FF2*FR(I)*((RR(J)-RR(I))/(FR(J)**2-FR(I)**2))/PI
207 CONTINUE
XX(I)=XX(I)+SUM
WRITE(6,103)FR(I),KR(I),RR(I),XX(I)
104 CONTINUE
CLOSE (6)
WRITE(*,*)'Eshe raz?'
READ(*,14)KEY
IF(KEY.EQ.'Y') GO TO 19
IF(KEY.EQ.'N') GO TO 12
GO TO 12
15 WRITE(*,*)'Mezhdu kakimi chastotami MIN,MAX(GHz) brat polosu?'
READ(*,*)FRMIN,FRMAX
GO TO 5
61 FORMAT(1H ,51HBABICHEV FVMSW MICROSTRIP LINE(A) WITH H AND SCREEN)
62 FORMAT(/8H H EXT =,F8.3,4H KOE,7H AMS = ,F8.3,4H KOE,
*/3X,
*5H W = ,F9.5,3H CM)
64 FORMAT(4H D= ,F10.6,3H CM,6H T/D= ,F12.2,6H H/D= ,F12.2,5H GH =,
*F7.3,3X,3HNR=,I7,/3HN =,I6)
63 FORMAT(7H FLOW =,F9.3,4H GHZ,7H FMID =,F9.3,4H GHZ,
*7H FMAX =,F9.3,4H GHZ/)
51 FORMAT(9X, 2H F, 13X, 2HKP, 10X, 2HKM, 14X, 2HJP, 11X, 2HJM, 9X,
+ 1HR, 13X, 3HRPL, 13X, 2HRM, 13X, 4HKDPL, 9X, 4HKDMI)
52 FORMAT(9X, 2H F, 13X, 2H K, 10X, 3H Rm, 13X, 3H Xm)
103 FORMAT(F14.3, F14.3, F14.3, F14.3, F14.4, E15.3, E15.4, E15.4,
+ F14.6, F14.6)
106 FORMAT(F8.3,F13.4,F12.5)
12 CONTINUE
END
SUBROUTINE HYP11(A,C,K,Z,S)
COMPLEX A,C,S,Y,Z
S=(1.0,0.)
Y=(1.0,0.)
DO 47 J=1,K
I=J-1
Y=Y*((A+I)/(C+I))*Z/(I+1)
IF (REAL(S).EQ.REAL(S+Y).AND.AIMAG(S).EQ.AIMAG(S+Y)) GO TO 48
S=S+Y
47 CONTINUE
48 CONTINUE
RETURN
END
REAL FUNCTION FU(X)
REAL X,M11,M12,M22,TD,AL
COMMON M11,M12,M22,TD,AL
FU=(1+(M11*M22-M12**2-M12)*TAN(AL*X)/(AL*M22))/(1+(M12+1)*TAN
*(AL*X)/(AL*M22))+TANH(TD*X)
RETURN
END
REAL FUNCTION FW(X)
REAL X,M11,M12,M22,TD,AL
COMMON M11,M12,M22,TD,AL
FW=(-1+(M11*M22-M12**2+M12)*TAN(-AL*X)/(AL*M22))/(1+(M12-1)*
*TAN(-AL*X)/(AL*M22))+TANH(-TD*X)
RETURN
END
c
real function zeroin(ax,bx,f,tol,l)
real ax,bx,f,tol
real a,b,c,d,e,eps,fa,fb,fc,tol1,xm,p,q,r,s,AL
COMMON M11,M12,M22,TD,AL
c * eps *
eps=1.0
10 eps=eps/2.0
tol1=1.0+eps
if(tol1.gt.1.0) goto 10
c write(*,*) eps
c pause '***# 10 '
c * begin sign *
a=ax
b=bx
fa=f(a)
fb=f(b)
if (fa*fb) 20,11,11
11 l=-1
zeroin=0
return
c * begin step *
20 c=a
fc=fa
d=b-a
e=d
30 if(abs(fc) .ge. abs(fb)) goto 40
a=b
b=c
c=a
fa=fb
fb=fc
fc=fa
c 8 check converg *
40 tol1=2.0*eps*abs(b)+0.5*tol
xm=0.5*(c-b)
c write(*,*) xm
c pause ' *** #40 '
if(abs(xm) .le. tol1) goto 90
if(fb .eq. 0.0) goto 90
c * bisection=? *
if(abs(e) .lt. tol1) goto 70
if(abs(fa) .le. abs(fb)) goto 70
c * qudr interpol *
if(a .ne. c) goto 50
c * line interpolation *
s=fb/fa
p=2.0*xm*s
q=1.0-s
goto 60
c * reciprocal quadr interpolation *
50 q=fa/fc
r=fb/fc
s=fb/fa
p=s*(2.0*xm*q*(q-r)-(b-a)*(r-1.0))
q=(q-1.0)*(r-1.0)*(s-1.0)
c * sign *
60 if(p.gt.0.0) q=-q
p=abs(p)
c * interpolation? *
if((2.0*p).ge.(3.0*xm*q-abs(tol1*q))) goto 70
if(p.ge.abs(0.5*e*q)) goto 70
e=d
d=p/q
goto 80
c * bisection *
70 d=xm
e=d
c * end step *
80 a=b
fa=fb
if(abs(d).gt.tol1) b=b+d
if(abs(d).le.tol1) b=b+sign(tol1,xm)
fb=f(b)
c write(*,*) fb
c pause '*** # 80 '
if((fb*(fc/abs(fc))).gt.0.0) goto 20
goto 30
c * end *
90 zeroin=b
l=1
return
end