Категория
Информатика
Тип
статья
Страницы
8 стр.
Дата
27.12.2013
Формат файла
.html — Html-документ
Архив
949530.zip — 5.67 kb
  • issledovanie-ferritovyx-y-cirkuljatorov_949530_1.html — 20.38 Kb
  • Readme_docus.me.txt — 125 Bytes
Оцените работу
Хорошо  или  Плохо


Текст работы

Исследование ферритовых Y-циркуляторов


Краткие теоретические сведения


В технике сверхвысоких частот широко применяются ферритовые развязывающие устройства, позволяющие существенно улучшить параметры различной радиоаппаратуры. Ферритовые развязывающие устройства являются невзаимными устройствами: электромагнитная энергия со входа на выход проходит практически без потерь и не проходит с выхода на вход, поглощаясь или в самом устройстве или в специальной нагрузке, т.е. это устройства, у которых вход развязан с выходом.

Возможность построения невзаимных приборов обусловлена уникальной для СВЧ полей магнитной проницаемостью ферритовых материалов, находящихся в намагниченном состоянии. В твердом теле под действием магнитного поля Н возникает магнитная индукция В=
??
0Н, где
?
0 - магнитная проницаемость воздуха,
?
- относительная магнитная проницаемость материала. Для большинства магнитных материалов
?
является скалярной величиной и направление векторов Н и В совпадают. У ферритов, намагниченных постоянным магнитным полем, создаваемым например с помощью постоянного магнита, магнитная проницаемость для СВЧ полей является тензорной величиной и вектор В может иметь направление отличное от вектора Н.

По химическому составу ферриты СВЧ представляют твердые растворы окислов металлов (Ni, Zn, Mn, Mg) и окиси железа Fe2O3, которые кристаллизуются в решетки типа шпинели или граната. В таких материалах нескомпенсированные спины электронов соседних атомов кристаллической решетки ориентируются антипараллельно. Именно нескомпенсированностью электронных спинов соседних атомов кристаллической решетки и объясняются уникальные свойства ферритов на высоких частотах.

Пусть феррит намагничен до насыщения магнитным полем Нi, направленным вдоль оси Z (См. рис.1). При этом все магнитные моменты нескомпенсированных спинов электронов будут ориентированы вдоль оси Z. Если вдоль оси Х прикладывается СВЧ магнитное поле, то оно выводит электронные спины из равновесия и возникает дополнительная переменная составляющая намагниченности феррита m и его суммарная намагниченность М? уже не совпадает с направлением подмагничивающего постоянного поля, направленного вдоль оси Z. Вектор намагниченности под действием переменного СВЧ поля совершает круговое движение вокруг оси Z с частотой приложенного СВЧ поля, которое аналогично движения волчка (гироскопа) и поэтому эффекты, обусловленные этим явлением называют гиромагнитными. Гиромагнитный эффект характеризуется соотношением между собственной частотой прецессии , где ? =2.8МГц/Э - магнитное отношение электрона, Нi -напряженность постоянного подмагничивающего поля и частотой СВЧ сигнала f. При их совпадении (частота ферромагнитного резонанса) амплитуда прецессии максимальна, энергия СВЧ поля эффективно передается системе электронных спинов и потери сигнала в феррите резко возрастают.

Реакция намагниченного феррита на электромагнитное СВЧ поле существенно зависит от соотношения между направлением распространения электромагнитной волны в феррите и направлением подмагничивающего поля. При постоянном направлении подмагничивающего поля изменение направления распространения СВЧ волны приводит к невзаимным эффектам: при одном направлении распространения энергия СВЧ поля передается системе электронных спинов более эффективно, чем при другом. Этот же эффект проявляется при изменении направления подмагничивающего поля.

Кроме того в СВЧ приборах возможны случаи, когда направления подмагничивающего поля и магнитного поля СВЧ волны ортогональны (поперечное подмагничивание) либо совпадают (продольное подмагничивание). На рис.1 показан случай поперечного подмагничивания, который чаще всего используется в СВЧ приборах,



Ваше мнение



CAPTCHA