Сферы иттриевого железного граната ( сферы ЖИГ ) служат магнитно-настраиваемыми фильтрами и резонаторами для микроволновых частот. Фильтры ЖИГ используются из-за их высоких добротностей , обычно от 100 до 200. [1] [2] Сфера, изготовленная из монокристалла синтетического иттриевого железного граната, действует как резонатор.
Поле электромагнита изменяет резонансную частоту сферы и, следовательно, частоту, которую она будет пропускать. Преимущество этого типа фильтра в том, что гранат можно настраивать в очень широком диапазоне частот, изменяя силу магнитного поля . Некоторые фильтры можно настраивать от 3 ГГц до 50 ГГц.
Сами сферы ЖИГ имеют диаметр порядка 0,5 мм и изготавливаются из немного более крупных кубиков нарезанного материала методом барабанной обработки , как это делается при изготовлении ювелирных изделий .
Гранат закреплен на керамическом стержне, а пара небольших петель вокруг сферы соединяет поля в сфере и из нее; петли представляют собой полувитки, расположенные под прямым углом друг к другу, чтобы предотвратить прямую электромагнитную связь между ними, и каждая из них заземлена на одном конце.
Входная и выходная катушки ориентированы под прямым углом друг к другу вокруг кристалла YIG. Они перекрестно связаны при возбуждении частотой ферримагнитного резонанса, которая зависит от внешнего магнитного поля, создаваемого электромагнитом .
Фильтры ЖИГ обычно состоят из нескольких связанных каскадов, каждый из которых состоит из сферы и пары петель.
Фильтры ЖИГ часто используются в качестве преселекторов . Фильтры ЖИГ, настраиваемые током развертки, используются в спектральных анализаторах . Другое применение ЖИГ — генераторы ЖИГ , где сфера действует как настраиваемый элемент, определяющий частоту. Она связана с усилителем, который обеспечивает необходимую обратную связь для колебаний. [3]