Большая техническая энциклопедия
2 3 6
A N P Q R S U
А Б В Г Д Е Ж З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Э Ю Я
НА НЕ НЗ НИ НК НН НО НР НУ НХ НЬ НЭ

Намагниченный феррит

 
Намагниченный феррит переизлучает в плечи 2 и 3 волны E 2i и Е зь Первичные волны Е21 и ESI в плечах 2 и 3 циркулятора в силу симметрии сочленения синфазны и равны по амплитуде.
Эффект смещения поля ферритами. Поперечно намагниченные ферриты могут использоваться [409, 437] для создания взаимных и невзаимных устройств.
Продольно намагниченный феррит размещают по оси или в волноводе прямоугольного поперечного сечения с Ню-волной, или в волноводе круглого поперечного сечения с Нп-волной.
Ферритовые структуры с двойным лучепреломлением. Присутствие намагниченного феррита в круглом волноводе снимает вырождение взаимно ортогональных колебаний вида TEU.
Использование намагниченных ферритов [304, 370, 403] расширяет возможности антенн при сканировании. Например [7] показано, что диаграмма направленности для прямоугольнного волновода с волной ТЕ01 при наличии в раскрыве ферритовой пластины обладает невзаимными свойствами. Кроме того, два отверстия, расположенные симметрично на широкой стенке волновода на расстоянии четверти ширины волновода от краев, имеют диаграмму направленности, которой можно управлять путем наложения поперечного магнитного поля. Симметричное отклонение луча получается [ 5191 с круглым волноводом, в котором распространяется волна с круговой поляризацией; в этом случае феррит располагается вблизи выхода и возбуждается поперечным магнитным полем. Коническое сканирование на частоте 9 2 Ггц было осуществлено с помощью сферы из материала ферра-мик - Rl диаметром 0 89 см с добавлением пластинки с излучающими отверстиями. При правильно сконструированных магнитных цепях с помощью ферритов можно получить высокоскоростное сканирование.
В намагниченном феррите магнитная проницаемость для малых по амплитуде переменных составляющих поля является тензором. Зависимости составляющих тензора от Яв имеют резонансный характер.
В намагниченном феррите магнитная проницаемость для малых по амлитудя переменных составляющих поля является тензором. Зависимости составляющих тензора от Я0 могут иметь резонансный характер.
Прецессия спина в переменном магнитном поле. Тензор магнитной проницаемости намагниченного феррита определяет связь компонент переменных во времени векторов индукиии В, и напряженности магнитного поля Н, которые в общем случае не совпадают по направлению. Природа магнитных явлений на СВЧ определяется прецессией спиновых магнитных моментов электронов, находящихся под одновременным воздействием постоянного и переменного магнитных полей.
Направленная связь двух волноводов с помощью ферритовых. Отверстия связи, нагруженные намагниченным ферритом, обладают [98, 373] невзаимными свойствами. Обычная магнитная поляризация отверстия улучшается при заполнении его ферритом, и можно показать, что при определенных положениях отверстия или напряженностях магнитного поля для одного направления распространения во вспомогательном волноводе связь равна нулю.
Особенностью терморезистивного эффекта в намагниченном феррите является частотная зависимость электрического сопротивления. Вблизи частоты ферромагнитного резонанса электрическое сопротивление резко уменьшается и приобретает невзаимный характер для прямых и обратных волн в волноводах.
Они получаются при воздействии на намагниченный феррит электромагнитной волны частоты f с вектором магнитного поля Я, перпендикулярным вектору постоянного поля / /, Если бы вектор / JL вращался в ту же сторону, что и ось О О во время свободных колебаний, то прецессия усилилась бы, а если в противоположную сторону, то ослабилась бы. Если, кроме того, частота / приближается к f0, то вынужденная прецессия сказывается еще больше и при f / 0 ( ферромагнитный резонанс) достигает максимума.

Говоря о фазовращателях на основе намагниченного феррита, необходимо, прежде всего различать два вида фазовращателей: взаимные фазовращатели и невзаимные фазовращатели. В первом случае фазовый сдвиг для волн, распространяющихся в прямом и обратном направлении, одинаков. Взаимные фазовращатели удобны для использования в ФАР, которая работает на прием и на передачу по отношению к одному и тому же источнику сигнала. Этот случай соответствует антенне в составе радиолокационной станции. Если антенна предназначена для работы только в режиме передачи или приема, то для этого случая неважно, обладает фазовращатель взаимностью или нет.
Интересные особенности наблюдаются в поведении намагниченных ферритов в быстропеременных электромагнитных полях. Выявлена возможность быстрого изменения их параметров внешними воздействиями и нелинейность отклика на эти воздействия.
Круговое гибридное соединение, содержащее продольно намагниченный феррит. Фарадеевское вращение и потери в намагниченных ферритах могут быть измерены с помощью гибридного устройства в круглом волноводе [156], изображенного на рис. 8.14. На частоте 35 Ггц в качестве образцов служат стержни диаметром 1 59 мм и длиной около 19 мм.
Теория распространения электромагнитных волн в намагниченных ферритах была развита Полдером [1] и другими. Согласно этой теории, в некоторых случаях условия распространения не будут зависеть от амплитуды высокочастотного поля.
В одном из устройств [416] для измерений намагниченных ферритов на частоте 24 Ггц, изображенном на рис. 8.12, стержень занимал центральное положение в цилиндрическом резонаторе с колебаниями вида ТЕИ.
Простейший фазовращатель на прямоугольном волноводе с продольно намагниченным ферритом представляет собой ферритовый стержень, расположенный по оси прямоугольного волновода и намагничиваемый в продольном направлении управляющей обмоткой, расположенной снаружи волновода. Эффект Фарадея а этой системе не проявляется, поскольку волновод с ферритом является запредельным для волны с вектором Hi, параллельным широким стенкам волновода.
Безграничная плоская волна, распространяющаяся через пластинку намагниченного феррита. Итак, хотя задача распространения волны в намагниченном феррите крайне сложна, главным в выше приведенном анализе является то, что магнитная проницаемость безграничной насыщенной ферритовой среды по отношению к наложенным переменным полям является тензорной величиной. Подобным же образом магнитная восприимчивость эллипсоида, связывающая его намагниченность с внешним высокочастотным магнитным полем, является тензором. Если эллипсоид имеет цилиндрическую симметрию ( МхМу), тензоры практически одинаковы везде, кроме области резонансных частот.
Как было показано, для удвоения частоты необходим намагниченный феррит, к которому приложено высокочастотное магнитное поле, линейно поляризованное в плоскости, перпендикулярной постоянному полю. Конструкция устройства должна обеспечить связь выходного плеча с полем удвоенной частоты и исключать прохождение на выход сигнала основной частоты. В первой конструкции, использовавшейся при изучении явления удвоения частоты, для создания сильных высокочастотных полей в феррите применялся полый резонатор трехсантиметрового диапазона, на одной из стенок которого был укреплен ферритовый диск, намагниченный перпендикулярно своей плоскости.
Вентиль со смещением поля.| Структура электрического поля прямой и обратной волны. Под и, понимается эффективная Магнитная проницаемость поперечно намагниченного феррита. В общем случае это комплексная величина, мнимая часть которой ( р) определяет потери в феррите на СВЧ. В каче-стве примера на рис. 3 изображена зависимость мнимой и действительной частей ц от напряженности постоянного магнитного поля Я0 Зависимость эта имеет ярко выраженный резонансный характер. Пунктирными линиями отмечена область полей, при которых обычно работают вентили со смещением поля.
Описанное явление представляет собой искусственное двойное лучепреломление в намагниченном феррите. Оно подобно эффекту Керра - искусственной оптической анизотропии, вызываемой в жидкостях постоянным электрическим полем, и эффекту Коттона-Му - тона - двойного лучепреломления в жидкости под действием постоянного магнитного поля.
Согласно существующим теориям, постоянная распространения электромагнитной волны в намагниченном феррите не зависит от амплитуды высокочастотного поля лишь при некоторых условиях. Если эти условия не выполняются, постоянная распространения зависит от амплитуды высокочастотного поля и следует ожидать появления нелинейных эффектов. Свойства феррита не будут зависеть от амплитуды распространяющейся волны в том случае, когда амплитуда высокочастотного магнитного поля значительно меньше напряженности постоянного магнитного поля. Это условие нарушается, когда пиковая мощность электромагнитной волны, падающей на феррит, велика.

На рис. 8.19, а показан дифференциальный фазовый сдвиг поперечно намагниченного феррита в зависимости от положения пластины при нескольких значениях ее толщины, а на рис. 8.19, б изображен максимальный дифференциальный фазовый сдвиг в зависимости от толщины пластины; пунктирной линией показана зависимость, следующая из приближения к тонкой пластине.
На рис. 6.5.3. изображена схема конструкции СВЧ фазовращателя с продольно намагниченным ферритом в прямоугольном волноводе.
На рис. 6.5.4. изображена схема конструкции СВЧ фазовращателя с продольно намагниченным ферритом в круглом волноводе.
В настоящей статье предложены три новых типа фазовращателя, использующих продольно намагниченные ферриты.
Отрезки волноводов с частичным заполнением анизотропной средой, в частности, намагниченным ферритом или намагниченной плазмой ( рис. 3 - 76 - 3 - 78); такие отрезки могут выполнять роль вентилей ( невзаимных элементов), фазовращателей, модуляторов и других элементов.
Зависимость коэффициента поглощения право - и левополяризо-вашюго луча от напряженности магнитного поля.| К. объяснению эффекта Фарадея. Помимо различия в скорости распространения право - и левополяризован-ной составляющих волны, в намагниченном феррите неодинаковой оказывается и зависимость их коэффициентов поглощения от напряженности под-магничивающего поля Я0 ( рис. 11.22): правополяризованная составляющая при Я0 Ярез испытывает сильное резонансное поглощение, в то время как у левополяризованной составляющей с увеличением Я0 коэффициент поглощения меняется незначительно.
Автором разработан усилитель и генератор СВЧ, в котором в качестве активного элемента применен намагниченный феррит при комнатной температуре. Работа этого устройства, предложенного Судом [1], основана на том, что СВЧ. Согласно теории, такой усилитель должен иметь малые собственные шумы.
В приборе для работы на частоте 9 5 Ггц было применено электронное вращение с помощью намагниченного феррита.
Варианты интегральных структур ферритовых фазовращателей.| Кольцевой делитель с равным ( а и неравным ( б делением мощности. Если в области эллиптической поляризации магнитного поля щелевой линии ( рис. 3.35, б) разместить поперечно намагниченный феррит, можно создать феррито-вый циркулятор.
Характеристики вентиля, использующего эффект Фарадея, собранного в круглом волноводе с четырьмя внутренними выступами. Принцип действия широкополосного вентиля этого типа [2] основан на различном распределении высокочастотной энергии в волноводе, содержащем намагниченный феррит, для двух направлений круговой поляризации. Качественная оценка этого явления может осуществляться путем исследования характера изменения действующей магнитной проницаемости, измеряемой для двух направлений круговой поляризации волны.
В предыдущей работе [1] были приведены результаты эксперимента, подтверждающие предположение о том, что в спектре намагниченного феррита, к которому приложено СВЧ поле большой мощности, имеются составляющие с удвоенной частотой и высшие гармоники.
Решение проблемы применения ферритов на СВЧ содержит две части: часть теоретического и экспериментального изучения явлений в намагниченных ферритах и часть, касающуюся разработки конкретных устройств, использующих эти явления.

Ур-ние ( 2 - 415) устанавливает связь между М и Н2 и поэтому позволяет определить магнитную проницаемость намагниченного феррита.
Знание этих величин имеет принципиально важное значение для решения многих задач, стоящих перед современной радиотехникой сверхвысоких частот, так как в последнее время находят большое применение приборы, основанные на использовании намагниченных ферритов.
Цилиндрический резонатор для колебаний вида ТМ010. В системах регулирования частоты иногда требуется, чтобы резонансная частота резонатора модулировалась звуковой частотой; такая модуляция может осуществляться с помощью следующих устройств: а) диафрагмы, приводимой в движение электромеханическим способом, б) полупроводникового кристалла, на который подается модулирующее напряжение и который сильно связан с резонатором, в) вибрирующего язычка, г) посеребренного пьезоэлектрического кристалла, установленного на одной из торцевых стенок, д) вращающегося эксцентричного диска, е ] намагниченного феррита и ж) магнитострикционного стержня, возбуждающего механические колебания на частоте механического резонанса резонатора.
Намагниченные ферриты, являющиеся гиротропными магнетиками, весьма широко применяются в волноводных и иных устройствах СВЧ. Электродинамические задачи, к которым приводит анализ этих устройств, сложны и требуют применения методов, рассматривавшихся в гл.
Резонансный вентиль с диэлектрическими поляризаторами в волноводе круглого поперечного сечения.| Принцип действия вентиля, основанного на эффекте Фарадея. Постоянные распространения этих волн вдоль продольно намагниченного феррита будут различными. Если напряженность намагничивающего поля близка к резонансному значению, то энергия, переносимая правополяризованной волной, поглощается интенсивнее, чем энергия, переносимая левополяризованной волной. При достаточно длинном ферритовом стержне в волноводе останется только левополяризованная волна.
В настоящий сборник переводов включены лишь некоторые статьи, посвященные разработке и описанию различных ферритовых устройств, применяемых на практике. Вопросы, касающиеся изучения явлений в намагниченных ферритах, излагаются в указанных статьях недостаточно полно и несколько утилитарно. В сборник, к сожалению, не удалось поместить статьи, специально посвященные исследованию явлении в намагниченных ферритах на СВЧ, статьи, в которых рассматривается поведение ферритов при больших уровнях мощности СВЧ, а также статьи, излагающие методы измерения параметров намагниченных ферритов.
Полезные явления могут быть получены с помощью намагниченных ферритов. Эксперименты [7], проведенные на частоте 9 4 Ггц, показали, что путем наложения продольного магнитного поля на ферритовый стержень, выступающий из открытого конца круглого волновода, диаграмму направленности такой штыревой антенны можно значительно изменять, причем эффект обладает цилиндрической симметрией.
В анизотропных средах физические свойства в окрестности некоторой точки различны по разным направлениям. Типичным примером анизотропной среды могут служить кристаллы, намагниченные ферриты и плазма во внешнем статическом магнитном поле.
Векторная диаграмма, поясняющая поворот плоскости поляризации линейно поляризованной волны в продольно намагниченном феррите в зависимости от I для фиксированного момента времени. Ранее было показано, что волны круговой поляризации распространяются вдоль намагничивающего поля в феррите без искажений. Волны эллиптической поляризации также могут не искажаться в намагниченных ферритах, если они распространяются под определенным углом 0 к направлению намагничивающего поля.
Шарфмана представляет значительно больший интерес. В ней автор предлагает три варианта фазовращателей, использующих продольно намагниченные ферриты.
Векторная диаграмма, поясняющая поляризационные явления в изотропной среде.
Пусть плоская электромагнитная волна распространяется вдоль намагничивающего поля ( 9 0), тогда из ( 2 - 433) получим: Ц1 2 М - а Ца а. Отсюда следует, что плоская линейная поляризованная волна в продольно намагниченном феррите распадается на две волны, поляризованных по кругу с правым и левым вращением плоскости поляризации.
Экспериментальные исследования показали [101], каким образом номинальная мощность ограничивается конфигурацией аттенюатора; малое активное сопротивление некоторых видов аттенюаторов [69] нагружает замедляющую систему, приводя к снижению усиления и выходной мощности. Невзаимное затухание, основанное на электронных методах [409] или на применении намагниченных ферритов [91, 386], имеет то преимущество, что усиление, достигнутое при отсутствии поглотителя, при этом не уменьшается. Большое эффективное затухание можно получить, используя две раздельные спирали [306], связанные между собой за счет модуляции по скорости, и высокочастотного тока пучка, который остается в имеющихся промежутках.
Для вентиля, показанного на рис. 1, высокочастотное магнитное поле, создаваемое спиральной линией, поляризовано по кругу в плоскости, проходящей через ось спирали. Поскольку направление намагничивания феррита перпендикулярно этой плоскости, условия возникновения невзаимного затухания выполняются на частоте сигнала, равной частоте ферромагнитного резонанса намагниченного феррита. Направления распространения волны, соответствующие большому и малому затуханиям, для заданного направления намагничивания показаны соответствующими стрелками.
Резонансным элементом может быть резонатор, построенный в самом волноводе; в типичных конструкциях [66, 67] на частоте 4 Ггц используются неоднородности в виде штырей и диаграмм. Механические допуски на изготовление резонаторных фильтров достаточно жесткие, однако соответствующая методика регулировки [49] облегчает их производство и проверку. Для того чтобы получить двухгорбую характеристику, в перестраиваемых фильтрах используются намагниченные ферриты [21 ] или два пересекающихся вида в цилиндре с квадратным основанием [192]; такие фильтры применяются [156] для амплитудной модуляции передаваемого сигнала.
Анизотропными средами являются некоторые кристаллы, магнитоактивная плазма, например ионосфера Земли. Аналогичная анизотропия среды может иметь место для магнитных полей. Тогда магнитная проницаемость среды является тензорной величиной, например, в намагниченном феррите.
Плоскость поляризации волн поворачивается на угол, пропорциональный напряженности постоянного магнитного поля. Направление же поворота плоскости поляризации зависит от направления внешнего постоянного магнитного поля и не изменяется, если волны идут в обратном направлении. Значит, поворот плоскости поляризации есть необратимое явление: волна, прошедшая сквозь намагниченный феррит в одну сторону с поворотом плоскости поляризации, не восстановит прежней поляризации при обратном прохождении через тот же феррит. Волновод, в котором установлен намагниченный феррит, теряет свойства обратимой системы.
 
Loading
на заглавную 10 самыхСловариО сайтеОбратная связь к началу страницы

© 2008 - 2019
словарь online
электро бритва
словарь
одноклассники
XHTML | CSS
Лицензиар ngpedia.ru
1.8.11