Физика
Электротехника
Искусство
Термех
Задачи
Информатика
Контрольная
Лаба

Графика

Курсовая
Математика
Чертежи

Реактор

Энергетика
Сопромат
Электроника

Волны с круговой поляризацией в гиромагнитных средах.

Направление вращения магнитного момента определяется направлением постоянного подмагниченного поля. Если смотреть по направлению постоянного подмагниченного поля, то прецессия осуществляется по часовой стрелке. Поэтому имеет смысл вращение плоскости поляризации в ВЧ волне также связать не с направлением распространения волны, а с направлением силовых линий постоянного подмагниченного поля. Будем ВЧ поле называть правополяризованным, если вектор  ВЧ поля вращается в плоскости ^ вектору магнитному полю постоянному по часовой стрелке смотрим по направлению Но.

Пусть на подмагничиваемый постоянным полем феррит воздействует ВЧ поле, вектора которого связаны.

 1

Используя (5) предыдущего параграфа определим проекции вектора  в данном случае

 2

 3

Из (1),(2),(3) следует, что магнитные векторы и  связаны, через некоторый скалярный коэффициент, т.е. взаимосвязь в гиротропной среде, такая же, как и в однородной изотропной среде, т.е.

 4

 5

Рассмотрим второй случай, когда ВЧ магнитное поле обладает левой поляризацией.

 Hy = jHx 6  

 .

 By = jBx 9 7

 10

Из (4-9) следует, в случае воздействия на гиромагнитную среду волн кругов поляризации взаимосвязь между B и H такая же, как и в изотропной среде, но эта магнитная проницаемость различна, для волн с правым и левым вращением.

Используя (5) (10) можно построить график магнитной проницаемости от величины подмагниченного поля.

 

 M- намагниченная среда 

 Зависимости (*) не позволяют уточнить одну важную особенность характерную для распространения волн с правой поляризацией.

На левом рисунке пунктиром показана зависимость потерь для

правополяризационной волны. Резонансное увеличение этих потерь, также, как наибольший перепад магнитной проницаемости, соответствуют величине подмагниченного поля, при которой частота прецессии совпадает с частотой ВЧ поля. Это характерное явление получило название ферромагнитного резонанса. Для право поляризационной волны направление плоскости поляризации совпадает с направлением прецессии, поэтому условие резонанса:

Направление вращения плоскости поляризации ВЧ поля должно совпадать с направлением прецессии;

Частота ВЧ поля должна совпадать с частотой прецессии.

Резонанс отмечается резким увеличением потерь и увеличением резким магнитной проницаемости. Из сопоставления рисунков эти явления характерны только для право поляризационной волны. Объясним это:

 Направление ВЧ поля совпадает с прецессией. В этом случае электрон непрерывно отбирает энергию ВЧ поля, эта энергия расходуется на поддержание прецессии. При совпадении частот электрон прецессирует с наибольшей амплитудой, чему соответствует максимальный отбор энергии для поддержания прецессии, и максимальная амплитуда составляет m2 - магнитного момента составляющую.

Максимальному значению m2 который имеет смысл вектора намагниченности соответствует наибольшее значение магнитной проницаемости для право поляризационной волны иная ситуация в случае левой поляризационной волны. В этом случае направление вращения прецессии и плоскости поляризации противоположны. Прецессия не значительная, следовательно, не значительный отбор энергии ВЧ поля.

19.5. Эффект Фарадея.

Вновь вернемся к распространению в гиромагнитной среде линейно поляризованной волны. Как известно из физики и математики линейно поляризованную волну можно представлять как суперпозицию двух волн с круговой поляризацией с половиной относительно линейно поляризационной волны амплитудной и вращающейся в разные стороны.

Для волны с левой и правой поляризациейбудетсоответственно

и  

q=bZ ,где

 

Эффект поворота плоскости поляризации в линейно гиромагнитных средах получил название эффект Фарадея.

Эффект смещения поля в прямоугольном волноводе с поперечным подмагниченным ферритом.

 zox  

В плоскости хо и -амплитуда векторов

эл.поля равны (смотри рисунок).

 

В сечении хо поставим ферритовую пластину и подмагнитим ее полем постоянным.

Условие распространения волны в ферритовой пластине такие же, как и в гиротропной среде.

Для волны распространяющейся в положительном направлении Z в подмагниченной среде подмагниченное поле будет иметь левую поляризацию, при этом подмагниченный феррит магнитной и электрической проницаемостью существенно превосходящей этих параметров в воздухе. Поэтому поле будет концентрироваться в области феррита.

При распространении в отрицательном направлении оси Z круговая поляризация в сечении хо будет иметь правое вращение и, в соответствии с этим, он будет соответствовать отрицательной магнитной проницаемости, при этом const распространение будет чисто мнимой величиной, т.е. волна в феррите распространяться не будет. Поле выдавливается из феррита.

Этот эффект очень широко используется в ВЧ электронике, для создания вентилей (это четырехполюсный пропускник сигнал в одном направлении). Для этого достаточен в max прямой или обратной волнах поглотитель. Конструктивно удобно нанести поглотитель на феррите при этом волна распространяющаяся в феррите будет испытывать значительное ослабление. Возможен и иной способ реализации вентилей Þ использование ферромагнитного резонанса. Суть его сводится к следующему: постоянное подмагниченное поле выбирают такой величины чтобы для право - поляризованной волны соблюдались условия ферромагнитного резонанса. При этом поглощение волны, имеющее в феррите правую поляризацию будет обеспечиваться за счет резонансных потерь.

 Из приведенных рассуждений следует ряд особенностей: 

Для их реализации требуется более мощная магнитная система.

Они являются узкополосными.


Полупроводники