Файл: Пузырев В.А. Тонкие ферромагнитные пленки в радиотехнических цепях.pdf

скольку

затухание

ключа

определяется

в

соответствии

с (2.76)

активной

частью

вносимого

сопротивления,

то

з а д а ч а

учета влияния неодиородностей

на

основные, па­

р а м е т р ы

ключа

сводит­

ся к определению

з а в и ­

симости от

п а р а м е т р о в

неодиородностей

мни­

мой

части

восприимчи­

вости.

П л е н к а

при

за­

крытом

состоянии

клю ­

ча находится

в

р е ж и м е

ферромагнитного

резо­

нанса,

отсюда

в ы р а ж е ­

ние

дл я активного

вно­

симого

сопротивления

[компонента

полного

сопротивления

(1.49)]

запишется

в

виде

[22]

4яХэф

Y~

Vev''2[l

- Ф ( K ) ] j ,

(2.77)

где

V = 4тссоХэ ф /а)2 сд ;

с д — среднеквадратическое

о т к л о ­

нение относительной

величины поля

анизотропии;

Ф (V) =

v

=

— ^ e-l,l2dt — интеграл

вероятности; L — и н д у к т и в -

У б ы в а ю щ а я

функция

от

1/V в

фигурных

скобках,,

р а в н а я

1 при

1 / V = 0 , т.

е. при а д

= 0 , показывает, во

сколько

раз уменьшается

вносимое

пленкой

сопротивле­

ние при наличии разброса

поля анизотропии

по величине-

и при ЛЭф = const. При V >

1, т. е. когда

ширина

по ­

лосы на высоких частотах обусловлена в основном

внут­

ренней релаксацией и влиянием мелкомасштабных

н е о д ­

иородностей, значение множителя

в фигурных

скобках.

б л и з ко

к 1 и вносимое сопротивление в закрытом

состоя­

нии

ключа

обратно

пропорционально

ЯЭф

на

частоте

ферромагнитного

резонанса.

Д л я

открытого

состояния

к л ю ч а

в а ж н а зависимость

ослабления

от

с м е щ а ю щ е г о

тюля. Вносимое при этом сопротивление

т а к ж е носит

ак­

тивный

характер, так как для высокодобротного резо­

н а т о р а

вносимое

пленкой

реактивное

сопротивление

много

меньше его волнового сопротивления рф

[22]

и

имеет

вид

п ( о т к р )

,

—

U 0-2

А ВЦ

где

U

и V

определяются

формулой

z

^

v

+ j

u

~

^

+

J

l

h ± '

т

-

\ ,

(2.79)

°°

—/ dt

— так

называемые

профили

Войта

[22].

Зависимость вносимого

сопротивления

от

поля

опреде ­

ляется

в

основном

суммарной

дисперсией

отклонения

намагниченности

от

равновесного

положения,

поскольку

зависимость от поля функции Н (V/V2,

UlV2)

более

слабая

и

не

монотонная. Как

правило, макродисперсия

о2

обратно пропорционально

полю в

степени, меньшей еди­

ницы [22].

Экспериментальное исследование влияния неоднород­

ностей пленки на параметры резонансного СВЧ

ключа

проводилось в гигагерцовом диапазоне частот

на

пленках

я з

пермаллоя. По

результатам

измерения

затухания

в

закрытом состоянии

на

рис. 2.35

нанесены

эксперимен­

Д Я »

Од Я к

на частотах в

районе

1 ГГц, т.

е. V > 1.

При

этом

функция в

фигурных

скобках

в

выражени и

(2.77)

близка к единице и ее можно не учитывать.

Фор ­

мула

(2.77) дает в этом случает

обратно

пропорцио­

нальную

зависимость

от

ЯЭф, которая

построена

на

рис. 2.35

(сплошная л и н и я ) .

хание

на 6—10

д Б

по сравнению

с однородной

пленкой.

Ослабление ключа

в

открытом

состоянии

определяется

главным образом

крупномасштабными

неоднородностя-

R*nP

мн. На основании аналп -

I v

за

результатов

измерений

к

установлено

[22],

что

влиянием

неоднородно-

6

стей

на эффективную

по­

ч \

стоянную

затухания

пле­

нок,

используемых

в

диапазоне

1

ГГц,

мож ­

гц но

пренебречь,

если

Р и с .

2.35

о д # к < 4 0 А / м .

Как

пока­

зывает практика, пока не­

обходим отбор пленок дл я

использования

их

в

радиоустройствах.

Избавиться

от

направлении

много

большего Я„ (в то время как по

однодоменной

теории

достаточно

Я т

=

Нк).

Ф о р м у л а

(2.78)

показывает, что вносимое

в открытом

состоянии

ключа

сопротивление

зависит от

относительного поля

( Я / Я к — 1 ) ,

поэтому

для

уменьшения

влияния

угловой

дисперсии необходимо брать пленки с меньшим

Я к .

Рассмотрим

зависимость

коэффициента

о т р а ж е н и я

в открытом

и

з а к р ы т о м

состояниях

от

характеристик

внешней цепи и вносимого

от пленки

сопротивления.

Т = Т21/Тп.

(2.80)

+ z1(zlzt-z1-za)].

(2.81)

модуля

коэффициента отражения может быть представ ­

л е н о в

форме

1 г

I -

\

[ r

+ <»2CYr?

+

«>4L-

1

1

1

[/• +

2р — (2£Ср +

C"2 pV)]2 +

- 2 Р а С + ш ^ С у ] г

, 9 R „ .

со2

[L +

2Срг Н- 2 Р

2 С — ^Z . C 2 p 2 ] 2 "

^ . о ^

*

5

П

16

20 р ом

a»2 =

( 2 / Z C ) - ( l / p 2 C 2 )

в выражении (2.82) получаем

| Г 0

| = р С г / ( 1 + С Р г ) .

(2.83)

крытом

состоянии | Г 3 ]

можно

получить

из

уравнения

•(2.83),

подставив

вместо

г, г

=

г„ -f- /?в н .

На

рис. 2.36

показаны

зависимости

| Г 0 |

от

сопротив­

л е н и я

потерь в

индуктивном

отрезке

фильтра

внешней