Excitation by shot circuited coaxial transducer of magnetostatic modes in rectangular yttrium iron garnet film

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

The purpose of this work is the study of design of new short-circuited coaxial transducer with thin linear jumper, that circuits on one side of the grounded coaxial cylinder, located above the rectangular iron-yttrium garnet (YIG) film, in homogeneous constant magnetic field with rectangular film along its length or width. The thin linear jumper is directed parallel to the width of the YIG film. Methods. In the CST Microwave Studio environment, an electrodynamic analysis of the model was carried out using the finite element method. To study the efficiency of modes excitation in a ferrite film at different distances between the coaxial transducer and the surface of the YIG film, the frequency dependences of the inverse losses S11 of the model were calculated. Results. 1. The identification of modes in a homogeneous static magnetic field H , directed parallel to the plane of a rectangular YIG film along its width (z-axis) was carried out. 2. The identification of modes in a homogeneous static magnetic field H directed parallel to the plane of the rectangular YIG film along its length (y-axis) was carried out. 3. A comparison of modes spectra was made at H, directed parallel to the plane of the YIG film along its width (z-axis) and length (y-axis). Conclusion. In this paper short-circuited transducer with a thin linear jumper, circuited on one side of the grounded coaxial cylinder, is investigated. By the electrodynamic method distributions of high-frequency magnetic field of the excited magnetostatic modes were calculated and their identification was carried out for two directions of homogeneous static magnetic field H: along width and along length of rectangular YIG film. The dependence of number of excited modes on the distance between a short-circuited transducer and rectangular YIG was also studied. A comparison of modes spectra is carried out at H, directed parallel to the plane of the YIG film along its width and length. With this rotation of vector, the band of effectively excitable modes shifts from 4.6...4.9 GHz to 4.5...4.75 GHz. However, the excitation of these modes in the case of the vector H, directed along the width of YIG film (z-axis), is much more effective in the band 4.65...4.9 GHz than in the case when this vector is directed along the length of YIG film (y-axis). At the same time, excitation of these modes in the case of the vector H, directed along the length of YIG film (y-axis) is effective in the band 4.4...4.6 GHz.

About the authors

Rudolf Karpovich Babichev

Southern Federal University

ORCID iD: 0000-0002-9790-3403
Scopus Author ID: 6701373794
ul. Bol`shaya Sadovaya 105/42, Rostov-on-Don, 344006, Russia

References

  1. Barak J., Lachish U. Study of the excitation of magnetostatic modes in yttrium-iron-garnet films by a microstrip line // J. Appl. Phys. 1989. Vol. 65, no. 4. P. 1652–1658. doi: 10.1063/1.343402.
  2. Takhtamyshyan V. V., Babichev R. K. Identification of backward volume and surface magnetostatic modes in a rectangular yttrium-iron-garnet film by high frequency magnetic field distributions // In: International Symposium on Spin Waves. 3–8 June 2018, Saint Petersburg, Russia. Saint Petersburg: Ioffe Physical Technical Institute RAS, 2018. P. 150.
  3. Kaur T., Bhyrava M. D. V., Olvera-Cervantes J. L., Corona-Chavez A. Ferromagnetic resonance measurement using a novel short circuited coaxial probe technique // Advanced Electromagnetics. 2017. Vol. 6, no. 3. P. 41–45. doi: 10.7716/aem.v6i3.526.
  4. Takhtamyshyan V. V., Babichev R. K. Backward volume and surface magnetostatic modes identification by distributions of radio frequency magnetic field // In: 2018 XIV International Scientific Technical Conference on Actual Problems of Electronics Instrument Engineering (APEIE). 02–06 October 2018, Novosibirsk, Russia. New York: IEEE, 2018. P. 147–150. doi: 10.1109/APEIE. 2018.8545120.
  5. Тахтамышьян В. В., Бабичев Р. К. Идентификация магнитостатических мод в пленках ЖИГ по распределению высокочастотного магнитного поля // В сб.: Труды XXVI Международной конференции «Электромагнитное поле и материалы (фундаментальные физические исследования)». 23–24 ноября 2018 г., Москва, Россия. М.: Издательство ФГБОУ ВПО «НИУ «МЭИ», 2018. С. 182–193.
  6. Тахтамышьян В. В., Бабичев Р. К., Бабичева Г. В. Исследование возбуждения магнито-статических мод короткозамкнутым коаксиальным возбудителем // В сб.: Труды XXVI Международной конференции «Электромагнитное поле и материалы (фундаментальные физические исследования)». 23–24 ноября 2018 г., Москва, Россия. М.: Издательство ФГБОУ ВПО «НИУ «МЭИ», 2018. С. 194–202.
  7. Бабичев Р. К., Синявский Г. П., Тахтамышьян В. В. Исследование возбуждения магнитостатических мод короткозамкнутым коаксиальным возбудителем // Электромагнитные волны и электронные системы. 2020. Т. 25, № 1–2. С. 43–47. doi: 10.18127/j15604128-202001-2-05.
  8. Бабичев Р. К., Бабичева Г. В. Исследование возбуждения короткозамкнутым коаксиальным преобразователем магнитостатических мод в прямоугольной пленке железо-иттриевого граната // В сб.: Труды XXVIII Международной конференции «Электромагнитное поле и материалы (фундаментальные физические исследования)». 27 ноября 2020 г., Москва, Россия. М.: Издательство ФГБОУ ВПО «НИУ «МЭИ», 2020. С. 55–61.
  9. Бабичев Р. К., Синявский Г. П., Тахтамышьян В. В. Идентификация магнитостатических мод в пленках ЖИГ по распределению высокочастотного магнитного поля // Физические основы приборостроения. 2019. Т. 8, № 4 (34). С. 3–10. doi: 10.25210/jfop-1904-003010.
  10. Бабичев Р. К., Бабичева Г. В. Исследование возбуждения короткозамкнутым коаксиально-петлевым преобразователем магнитостатических мод в прямоугольной пленке железо-иттриевого граната // В сб.: Труды XXVIII Международной конференции «Электромагнитное поле и материалы (фундаментальные физические исследования)». 27 ноября 2020 г., Москва, Россия. М.: Издательство ФГБОУ ВПО «НИУ «МЭИ», 2020. С. 62–69.
  11. Атоев М. Д., Натхин И. И., Бабичев Р. К. Исследование возбуждения магнитостатических волн коаксиально-микрополосковыми преобразователями в пленках железо-иттриевого граната // В сб.: Труды XXVIII Международной конференции «Электромагнитное поле и материалы (фундаментальные физические исследования)». 27 ноября 2020 г., Москва, Россия. М.: Издательство ФГБОУ ВПО «НИУ «МЭИ», 2020. С. 70–75.
  12. Atoev M. D., Natkhin I. I., Babichev R. K., Kleshchenkov A. B. Experimental study of magnetostatic waves excitation by coaxial-microstrip transducer in rectangular yttrium-iron garnet films // In: 2021 Radiation and Scattering of Electromagnetic Waves (RSEMW). 28 June 2021 - 02 July 2021, Divnomorskoe, Russia. New York: IEEE, 2021. P. 239–242. doi: 10.1109/RSEMW52378.2021. 9494123.
  13. Атоев М. Д., Бабичев Р. К., Натхин И. И. Экспериментальное исследование возбуждения магнитостатических волн коаксиальными преобразователями в пленках железо-иттриевого граната // В сб.: Труды XXIX Международной конференции «Электромагнитное поле и материалы (фундаментальные физические исследования)». 26–27 ноября 2021 г., Москва, Россия. М.: Издательство ФГБОУ ВПО «НИУ «МЭИ», 2021. C. 67–72.
  14. Бабичев Р. К, Бабичева Г. В. Возбуждение короткозамкнутым коаксиальным преобразователем магнитостатических мод в прямоугольной пленке железо-иттриевого граната // В сб.: Труды XXIX Международной конференции «Электромагнитное поле и материалы (фундаментальные физические исследования)». 26–27 ноября 2021 г., Москва, Россия. М.: Издательство ФГБОУ ВПО «НИУ «МЭИ», 2021. C. 45–49.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies