Гиротропные среды в технике СВЧ. Малков Н.А. - 62 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

Рис. 5.11 Схема для исследования циркулятора
на Н
01
, для которой 1 является предельным, в относительно широких стенок волновода 3 вектор Е пер-
пендикулярен. При такой ориентации вектора Е энергия волны Н
10
полностью поступает в плечо 3.
Аналогичным образом можно показать, что из плеча 3 волна поступает в плечо 4, а из 4 в 1 (рис. 5.11).
Рассмотренное устройство, таким образом, является четырехплечим циркулятором с последовательно-
стью коммутации плеч 1 → 2 → 3 → 4 → 1. Изменение ориентации поля Н
0
на противоположное влечет
изменение за собой направления циркуляции на 1 → 4 → 3 → 2 → 1. Достоинством рассмотренного цир-
кулятора является малая величина намагничивающих полей Н
0
. Это обстоятельство, в частности, позво-
ляет получить весьма быстродействующие антенные коммутаторы, производящие переключения кана-
лов за время около 0,15 мкс, которые нашли применение, например, в доплеровских измерителях скоро-
сти и угла сноса.
5.5 ИССЛЕДОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ
ВОЛНОВОДНЫХ ФЕРРИТОВЫХ ВЕНТИЛЕЙ
В этом разделе кратко рассматриваются наиболее важные свойства ферритов, определяющие их ис-
пользование на СВЧ [7].
Диэлектрическая проницаемость ферритов
ε
′
′
+
ε
′
=
ε
i является скалярной комплексной величиной; ее
вещественная и мнимая части имеют порядок
0
)205(
ε
−
=
ε
′
и ε
′
−−=δε
′
−=ε
′′
−−
ε
)1010(tg
32
. В любой точке
ферритовой среды векторы
E
r
и D
r
, связанные материальным уравнением ED
r
r
ε= , совпадают по направ-
лению.
Магнитная проницаемость насыщенного феррита
{
}
µ
является тензором. Это означает, что векторы
B
r
и
H
r
поля СВЧ, связанные уравнением
{
}
HB
r
r
µ= , в общем случае не совпадают по направлению. Тен-
зорный характер
{}
µ обусловлен особенностями взаимодействия атомов феррита с магнитным полем
i
H
r
.
Атомы феррита обладают спиновым магнитным моментом m
r
, поэтому на них со стороны поля
i
H
r
действует вращающий момент
i
HmT
r
r
r
,
0
µ= . Кроме того, атомы имеют механический момент J
r
(см.
рис. 5.13, а). Согласно законам классической механики конец вектора J
r
под влиянием момента
T
r
дви-
жется в соответствии с уравнением T
dt
Jd
r
r
= . Поскольку J
r
и m
r
жестко связаны ( Jm
r
r
γ−= , где
−
γ
гиромаг-
нитное отношение), для вектора магнитного момента справедливо уравнение движения
]
i
Hm
dt
md
r
r
r
,
0
γµ−= . (5.58)
Если феррит подмагничен постоянным полем
00
HeH
z
r
r
= и m
r
не совпадает с
0
H
r
, из уравнения дви-
жения (5.58) следует, что вектор m
r
, подобно гироскопу, процессирует по часовой стрелке вокруг
0
H
r
с
частотой
000
Hγµ=ω . Фактически эта частота из-за наличия магнитных потерь комплексна:
000
ω
′
′
+
ω
′
=
ω
i , и
конец вектора
m
r
скользит по свертывающейся спирали.
Если в феррите кроме поля
00
HeH
z
r
r
=
имеет слабое поле СВЧ
zzyyxx
HeHeHeH
r
r
r
r
++= частоты
ω
, то из
(5.58) следует, что конец вектора m
r
движется по эллиптической траектории в плоскости, перпендику-
лярной
0
H
r
(рис. 5.13, б). Таким образом, момент m
r
, помимо постоянной составляющей
0
m
r
, имеет со-
ставляющую СВЧ
yyxx
memem ∆+∆=∆
r
r
r
. При этом
x
m
∆
и
y
m∆
линейно зависят от двух компонент поля

Страницы