esfera YIG

Las esferas de granate de hierro e itrio ( esferas YIG ) funcionan 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 ]} (aunque se ha informado que las esferas hechas con material ultrapuro alcanzan los 5000 a bajas temperaturas ^{[ 3 ]} ). Una esfera hecha de un monocristal de granate de hierro e itrio sintético actúa como resonador.

El campo magnético de un electroimán modifica la frecuencia de resonancia de la esfera y, por lo tanto, la frecuencia que permite el paso. La ventaja de este tipo de filtro radica en que el granate puede sintonizarse en un amplio rango de frecuencias variando la intensidad del campo magnético . Algunos filtros pueden sintonizarse desde 3 GHz hasta 50 GHz.

Las esferas de YIG tienen un  diámetro aproximado de 0,5 mm y se fabrican a partir de cubos ligeramente más grandes de material picado mediante un proceso de 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 los campos magnéticos hacia dentro y hacia 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 de YIG. Se acoplan cruzadamente cuando se energizan mediante la frecuencia de resonancia ferrimagnética , que depende del campo magnético externo suministrado por un electroimán .

Los filtros YIG suelen constar de varias etapas acopladas, cada una de las cuales consta de una esfera y un par de bucles.

Los filtros YIG se utilizan a menudo como preselectores . Los filtros YIG sintonizados mediante una corriente de barrido se utilizan en analizadores de espectro . Otra aplicación de YIG son los osciladores YIG , donde la esfera actúa como un elemento sintonizable que determina la frecuencia. Está acoplada a un amplificador que proporciona la retroalimentación necesaria para la oscilación. ^{[ 4 ]} . Una aplicación emergente para las esferas YIG es la computación cuántica basada en magnones ^{[ 3 ]} .

• Joseph Helszajn (1985). Resonadores y filtros YIG . Nueva York: John Wiley & Sons. ISBN 978-0-608-00959-9.

• Experimentando con un oscilador YIG de Stellex
• Un enfoque sencillo para los osciladores YIG