Гиротропные среды в технике СВЧ. Малков Н.А. - 9 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

ля
i
H , (рис. 1.4). Вид кривой намагничивания зависит от исходного состояния материала. Кривая, полу-
чаемая при исходном ненамагниченном состоянии, называется основной, ее типичный вид представлен
на рис. 1.4. В области небольших значений
i
H ход кривой определяют процессы смещения границ до-
менов (участок 1), с увеличением
i
H происходит поворот векторов намагниченности доменов в направ-
лении поля (участок 2); линейному участку 3 зависимости
(
)
ii
HB соответствует полное насыщение фер-
рита.
Зависимость
()
ii
HB при циклическом перемагничивании называется петлей гистерезиса, характер-
ными параметрами которой являются коэрцитивное поле
c
H и остаточная индукция
r
B (см. рис. 1.5). В
зависимости от величины
c
H различают магнитомягкие
(
)
0
≅
c
H и магнитотвердые
(
)
0>
c
H материалы.
Большинство используемых в настоящее время СВЧ ферритов относятся к магнитомягким материалам.
2 Волны в гиромагнитной среде
2.1 ИСХОДНЫЕ СООТНОШЕНИЯ
Для описания волнового электромагнитного процесса достаточно рассмотреть систему уравнений
Максвелла
,rot
;rot
jdtDdH
dtBdE
r
rr
r
r
+=
−=
(2.1)
дополненную материальными уравнениями среды. В случае феррита материальные уравнения имеют
вид
HB
rr
^
µ=
;
ED
rr
ф
ε=
; плотность тока .0=j
r
Будем искать решения (2.1) в форме бегущих волн с времен-
ной и координатной зависимостью вида
ti
e
ω
,
ikr
e
−
, где
K
r
– волновой вектор, направление которого оп-
ределяет направление распространения волны. Напомним, что длина волны равна K
r
π2 , а фазовая
скорость волны K
r
ω=
ф
v . Целью анализа является получение зависимости
()
ωK , называемой диспер-
сионным соотношением и позволяющей определить основные параметры волнового процесса.
Для гармонического возмущения уравнения Максвелла примут вид
.
;
ф
^
EiHKi
HiEKi
rrr
rrr
ωε=⋅−
µω−=⋅−
(2.2)
Здесь и далее под
E
r
и
H
r
будем понимать переменные составляющие полей. Статические составляю-
щие полей выпадают в результате операций дифференцирования. При анализе волновых процессов бу-
дем использовать полученный ранее тензор магнитной проницаемости, сделав предварительно следую-
щее уточнение.
Вычисление компонент тензора
∧
µ выполняется на основе концепции однородного молекулярного
поля. Однако эта концепция не учитывает возможных пространственных неоднородностей намагничен-
ности. Это приближение носит название приближения однородного обмена, а слагаемое
S
M
r
ф
λ – поля
однородного обменного взаимодействия. С учетом возможной неоднородности намагниченности поле,
действующее на магнитный момент иона, принимает вид
22
ф
drMdMHH
i
α+λ+=
r
r
r
. (2.3)
В рассматриваемом случае для плоских волн поле неоднородного обмена равно MK
2
α− . Проводя
вычисление магнитной проницаемости с учетом неоднородного обмена (2.3), можно получить выраже-
ние для
∧
µ , по форме совпадающее с (2.2). Отличие состоит в том, что с учетом неоднородного обмена
частоту ферромагнитного резонанса в выражениях (2.2) для µ и µ
а
надо заменить на :
H
Ω
2
K
MHH
αω+ω=Ω
. (2.4)

Страницы