Las esferas de granate de itrio y hierro ( esferas YIG ) sirven como filtros y resonadores sintonizables magnéticamente para frecuencias de microondas . Los filtros YIG se utilizan por sus altos factores Q , típicamente entre 100 y 200. [1] [2] Una esfera hecha de un solo cristal de granate de itrio y hierro sintético actúa como resonador.
El campo de un electroimán cambia la frecuencia de resonancia de la esfera y, por lo tanto, la frecuencia que dejará pasar. La ventaja de este tipo de filtro es que el granate se puede sintonizar en un rango de frecuencia muy amplio variando la intensidad del campo magnético . Algunos filtros se pueden sintonizar desde 3 GHz hasta 50 GHz.
Las esferas YIG tienen un diámetro del orden de 0,5 mm y se fabrican a partir de cubos ligeramente más grandes de material troceado mediante pulido , como se hace en la fabricación de joyas .
El granate está montado sobre una varilla de cerámica y un par de pequeños bucles alrededor de la esfera acoplan campos dentro y fuera de la esfera; los bucles son medias vueltas, colocadas en ángulos rectos entre sí para evitar el acoplamiento electromagnético directo entre ellos y cada uno está conectado a tierra en un extremo.
Las bobinas de entrada y salida están orientadas en ángulos rectos entre sí alrededor del cristal YIG. Están acopladas de forma cruzada cuando se energizan mediante la frecuencia de resonancia ferromagnética , que depende del campo magnético externo suministrado por un electroimán .
Los filtros YIG generalmente constan de varias etapas acopladas, cada etapa consta de una esfera y un par de bucles.
Los filtros YIG se utilizan a menudo como preselectores . Los filtros YIG sintonizados por una corriente de barrido se utilizan en analizadores de espectro . Otra aplicación de los YIG son los osciladores YIG , donde la esfera actúa como un elemento determinante de frecuencia sintonizable. Está acoplada a un amplificador que proporciona la retroalimentación necesaria para la oscilación. [3]