Rezonatory i filtry mikrofalowe

Rezonator ferrimagnetyczny jest miniaturową kulką monokryształu granatu żelazowo-itrowego (ang. yttrium iron garnet YIG), o średnicy w granicach 0,5...1,5 mm. Kulka ta zamocowana jest na pręciku dielektrycznym i umieszczona w skrzyżowanych polach magnetycznych: stałym H₀ i zmiennym H. Rezonans ma miejsce, gdy częstotliwości pola zmiennego jest równa częstotliwości własnej precesji momentów magnetycznych monokryształu. Częstotliwość precesji zmienia się przez zmianę natężenia stałego pola elektrycznego – zależność (9-63).

Tutaj $\gamma$ jest współczynnikiem żyromagnetycznym. 
Na rys.9.40a pokazano sposób umieszczenia kulki monokryształu między nabiegunnikami elektromagnesu. Kulkę otacza pętle wykonana z cienkiego przewodu metalowego, czasami tasiemki metalowej. Pętla pobudzona jest sygnałem mikrofalowym, gdyż jest zwarciem linii mikropaskowej.
Obwód zastępczy tak umieszczonego rezonatora pokazano na rys.9.40B. Sam rezonator sprzężony jest odbiciowo, a indukcyjność szeregowa L_S reprezentuje indukcyjność pętli.

    Rys.9.40. Rezonator YIG 
A) Rezonator w polu elektromagnesu. 
B) Obwód zastępczy rezonatora YIG.

Dobrocie rezonatorów ferrimagnetycznych Q₀ mieszczą się w granicach 1000...3000. W praktycznych rozwiązaniach sprzęgane są z linią silnie nadkrytycznie i ich dobroć całkowita Q_L jest wtedy istotnie mniejsza, w granicach 200...800. 
Unikalną zaletą rezonatorów YIG jest możliwość ich szerokopasmowego przestrajania elektronowego przez zmianę H₀, czyli przez zmianę prądu cewki elektromagnesu. Zakres przestrajania f_max/f_min może dochodzić do 4. Ta właściwość pozwala na konstrukcję szerokopasmowych oscylatorów mikrofalowych, o czym będzie mowa w jednym z następnych wykładów.