中电集团第九研究所
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概 述
YIG调谐滤波器（YTF）、YIG调谐振荡器（YTO）分别覆盖0.5～50GHz频率范围，同时派生出了YIG调谐谐波发生器、倍频器、YIG调谐振荡器/滤波器预选接收组件、数字和模拟激励器等具有特色的YIG器件。并以其独有的特点如宽带、线性、低相噪、高失谐隔离等综合技术指标，广泛运用于电子情报接收机、雷达、电子战系统及各种军民用宽带测试仪器中。
■ 技术特点
1、极高的无载Q值：在微波频段Q值可达1000～8000，并且无载Q值随频率的增加而增加，这是其它谐振子所不具备的，因此用它作成的YIG调谐振荡器具有很好的频谱纯度及相位噪声指标，可以达到-115dBc/Hz@10kHz。
2、很宽的频率调谐范围：YIG的铁磁共振特性除在低频端有限幅效应外，在频率高端工作基本不受限制，因此YIG器件可完成多倍频的调谐，单个器件可以完成2～26.5GHz 的连续调谐工作。
3、良好的调谐线性：YIG谐振子谐振频率与外加偏磁场间是线性关系，而非线性只来源于产生偏磁场的电磁调谐系统和负载的频率牵引，因此具有良好的调谐线性。
4、好的温度特性：YIG谐振子有多个温度稳定轴，通过准确定向和恒温处理以及电磁激励系统单片机温度修正技术，可以满足恶劣的工作环境要求。
5、较快的调谐速度：YIG调谐器件借助外加偏磁场的改变实现频率调谐，其调谐速度主要由电磁系统决定，结合非晶叠片磁路及高速激励电路，可实现4GHz/ms的快速调谐。器件可结合高温度稳定性永磁偏磁场，其速度是可以更快、功耗更低、体积更小。
6、高可靠性：YIG调谐器件是固态器件，且谐振子为单晶材料物理化学性能极为稳定。利用可靠性设计技术，器件耐冲击、振动等恶劣环境，可满足机载、弹载、舰载等特殊场合应用要求。
■技术基础
电子九所是全国唯一的综合性应用磁学研究所，对YIG的研究开始于上个世纪60年代末，前后承担了120余项YIG材料及器件的纵向科研课题，研制了百余种常规和特制YIG器件，是国家定点的YIG器件型谱研制和生产单位，拥有各种技术平台和全国一流的装配和自动测量系统。可以根据用户需求定制各种环境条件下使用的YIG器件及特殊技术要求的各种YIG器件及其组件，并提供全频段0.3～40GHz系统集成，体积更小，功能更全。
■ 使用要点
对于YIG滤波器，有使用电平的限制。一般情况下(0.5～2)GHz，要求输入电平≤－10dBm；≥2GHz，要求输入电平≤＋10dBm。它的加热恒温装置电源电压24±4V，浪涌电流为400～800mA，稳态电流为100～300 mA。对于配有驱动器的YIG组件，如无说明驱动器电源电压为±15V，对于驱动器的调谐电流一般要求纹波小于10mv。YIG器件磁路采用自屏蔽结构，对外部的磁场影响可以不必考虑。
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| YIG器件高低温测量补偿平台 | YIG器件高温老炼平台 |
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拥有标网、矢网、频谱分析和自动测量系统的YIG器件生产线 |
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■ 典型应用
YIG器件主要应用于宽带电子设备侦察接收、频谱分析、频率合成、自适应干扰、全景接收、无源定位等系统。在密集而又复杂的电磁环境中，YIG调谐带通滤波器扮演了非常重要的角色，用它作为接收机的预选器，配合控制电路完成对信号的跟踪、搜索，完成信号的分析、识别。
YIG带阻滤波器可以对外来连续波干扰信号进行阻塞，也可以采用YIG多路梳谱陷波式滤波器对同频和异频干扰信号同时陷波阻塞，以保护自身的安全而达到抗干扰的目的。
YIG调谐振荡器可以在接收系统中作为宽带调谐本振也可以在测量仪器中作为宽带调谐信号源，它还可以利用锁相电路构成可调谐的宽带锁相本振、精密步进锁相信号源、低相噪锁相信号源等。
由YIG振荡器和YIG滤波器构成的组件可以作为带预选的接收系统前端，如果在这种组件中采用多通道YIG滤波器或多通道相位一致性滤波器则可构成多路测频测相和测速系统，YIG振荡器/滤波器组件还可以构成信道化接收机前端。
以下列举几种YIG器件的典型用途：
▲ 自跟踪自锁定超外差系统
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▲ 采用YIG带通滤波器引导的自动调谐干扰系统
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▲ 采用YIG带通滤波器作预选器的全景接收机
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▲ 数字化STALOC接收前端
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▲ 集成统调组件射频前端示意图
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▲ 谐波混频YIG精密锁相频率合成控制器
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▲ 分频法YIG精密锁相频率合成控制器
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■ 基本参数
1、带阻滤波器技术参数
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带阻滤波器技术参数图解
图中B．插入损耗：相对参考电平，为通带内传输损耗的最大值，单位：dB ；
C．虚假响应：由静磁模或其它寄生模式引起的附加响应，单位：dB ；
D．阻带深度：在规定的阻带宽度内从插入损耗点开始算的相对衰减值，单位：dB ；
E．阻带宽度：在规定的阻带深度处的频带宽度，单位：MHz。
2、带通滤波器技术参数
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带通滤波器技术参数定义
图中A．3dB带宽：相对比插入损耗小三分贝的两点间的频带宽度，单位：MHz；
B．插入损耗：相对参考电平，为通带内传输损耗最小值，单位：dB；
C．失谐隔离：远离谐振点外相对于参考电平的最小衰减值，单位：dB；
D．失谐假响应：在频率响应曲线边缘外响应峰值相对于插入损耗的衰减量，单位：dB；
E．通带假响应：由静磁模或其它寄生模式引起的附加响应，在通带内相对于正常频响曲线对应点的衰减量，单位：dB；
F．通带波纹：由于过耦合引起的通带内波纹的峰—峰值，单位：dB；
G．通带波纹与假响应组合：在通带内有波纹和假响应时，相对于插入损耗的最大衰减，单位：dB；
频滞：在工作频率范围正常调谐情况下，测得某点频率（f1）和对应调谐电流（I）；再由最小工作频率向最大工作频率反复调谐数次后，在同一调谐电流（I）下测得频率(f2)与（f1）的频差。单位：MHz。
频率温度漂移：在工作频率范围和规定工作温度范围内，工作频率随温度最大变化量，单位：MHz。
调谐线性度：在室温下，工作频率与电流关系曲线同最佳拟合直线的最大频差，单位：±MHz。
附：YIG滤波器选择性与级数和带宽的选择
选择性与滤波器级数相关，以每带宽倍频程每级多少dB计算（在4个3dB带宽频程范围内有效），选择性=6×N×B，单位：dB。N：滤波器级数，B：为3dB带宽频程，通常的关系曲线为：
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YIG带通选择性曲线
如：某3级滤波器，3dB带宽为20MHz，偏移40MHz处的衰减为：6×3×40/20=36dB，偏移80MHz处的衰减为：6×3×80/20=72dB，实测值有少许减小。增加级数可以提高器件的选择性，但每增加一级损耗会增加1～2dB左右。