Las esferas de granate de itrio y hierro ( esferas YIG ) sirven como filtros y resonadores magnéticamente sintonizables para frecuencias de microondas . Los filtros YIG se utilizan por sus altos factores Q , normalmente entre 100 y 200. [1] [2] Una esfera hecha de un solo cristal de granate de hierro ytrio sintético actúa como resonador.
El campo de un electroimán cambia la frecuencia de resonancia de la esfera y, por tanto, la frecuencia que permitirá 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 en sí tienen un diámetro del orden de 0,5 mm y se fabrican a partir de cubos un poco más grandes de material cortado en cubitos mediante volteo , como se hace en la fabricación de joyas .
El granate está montado en 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, colocados en ángulo recto 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 ángulo recto entre sí alrededor del cristal YIG. Están acoplados cruzadamente cuando son energizados por la frecuencia de resonancia ferrimagnética , que depende del campo magnético externo suministrado por un electroimán .
Los filtros YIG normalmente 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 . En los analizadores de espectro se utilizan filtros YIG sintonizados por una corriente de barrido . Otra aplicación de YIG son los osciladores YIG , donde la esfera actúa como un elemento determinante de frecuencia sintonizable. Está acoplado a un amplificador que proporciona la retroalimentación necesaria para la oscilación. [3]