Главная страница
Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Поперечно-намагниченный феррит
Рассмотрим распространение плоской линейно поляризованной волны в поперечно-намагниченном феррите. Это означает, что направление распространения волны ортогонально намагничивающему полю . Будем считать, что , а вектор Пойнтинга волны, распространяющейся в феррите, совпадает по направлению с осью (рис. 5). В этом случае в системе уравнений Максвелла следует положить
(37)
Тогда система уравнений Максвелла распадется на две группы независимых уравнений
(38, а)
(38, б)
каждая из которых описывает отдельную волну.
Для первой волны (рис. 5, а), описываемой группой уравнений (38, а), характерно наличие двух составляющих и , причем вектор напряженности магнитного поля параллелен подмагничивающему полю , т.е.
.
Исключая из (38, а) и , получаем
. (39)
Очевидно, что в этом случае феррит представляет собой изотропную среду с параметрами , . Коэффициент распространения имеет такое же значение, какое он имел бы в немагнитной диэлектрической среде с параметрами , , т.е. совпадает с волновым числом . Это является следствием того, что вектор напряженности магнитного поля распространяющейся в феррите волны параллелен подмагничивающему полю (рис. 5, а) и не возбуждает прецессии магнитного момента, т.е. мы имеем случай распространения в феррите обычной чисто поперечной волны . Такая волна в феррите называется обыкновенной.
а б
Рис. 5:
а - обыкновенная волна; б - необыкновенная волна
|
Для другой волны, описываемой группой уравнений (38, б), наряду с поперечной составляющей магнитного поля , возникает продольная составляющая . Связь между ними описывается соотношением
, (40)
т.е. вектор волны, распространяющейся в феррите, оказывается эллиптически поляризованным. Коэффициент распространения для этой волны получается равным
, (41)
где . (42)
Такая волна называется необыкновенной.
Итак, при распространении электромагнитной волны в поперечно-намагниченном феррите возможно возникновение двух волн: обыкновенной и необыкновенной. Если вектор распространяющейся волны параллелен, подмагничивающему полю (рис. 5, а), то возникает обыкновенная волна, если вектор распространяющейся волны ортогонален подмагничивающему полю (рис. 5, б), то возникает необыкновенная волна. При произвольной ориентации вектора волны, распространяющейся в феррите (рис. 5), возникают две волны: обыкновенная и необыкновенная. Так как каждая из них распространяется со своей фазовой скоростью
, , (43)
то, пройдя слой гиромагнитной среды, линейно поляризованная волна становится эллиптически поляризованной.
Если учесть, что мало отличается от (рис. 2), то величину можно записать в виде
. (44)
Нетрудно видеть, что имеет резонансный характер. Так как может принимать отрицательное значение, то при
. (45)
Если учесть, что в реальных ферритах диэлектрическая проницаемость комплексна , то при условии (45), даже пренебрегая магнитными потерями, мнимая часть коэффициента распространения необыкновенной волны
(46)
неограниченно возрастает, следовательно, распространяющаяся в феррите необыкновенная волна интенсивно затухает. Это явление носит название поперечного резонанса. Из графиков на рис. 2 видно, что отрицательным значениям соответствуют значения . Следовательно, поперечный резонанс возникает при более низких значениях намагничивающего феррит поля, чем продольный. При отрицательных значениях и выполнении условия
(47)
коэффициент распространения в соответствии с соотношениями (41) и (42) становится мнимым, и необыкновенная волна не может распространяться в феррите, как в волноводе в закритическом режиме. Если феррит имеет конечные размеры, то волна как бы вытесняется из феррита и распространяется вне феррита вдоль границы раздела феррит-воздух. Это явление называется эффектом смещения в поперечно-намагниченном феррите.
|