Главная > СВЧ, ультразвук, аккустика > Техника сверхвысоких частот. Том 1
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

8.3.2. Прямоугольный волновод

Было проведено обширное исследование [56, 57, 80, 81, 329, 429] таких волноводных систем, в которых одна или две феррнтовые пластины размещались симметрично или асимметрично относительно оси прямоугольного волновода. При этом предполагалось, что магнитное поле прикладывается в поперечном направлении.

На рис. 8.9 показано, что высокочастотное магнитное поле линейно поляризовано на стенках и оси волновода. В других точках оно поляризовано по эллипсу с противоположными направлениями вращения по обе стороны от оси, причем существуют две симметрично расположенные плоскости с круговой поляризацией.

Рассуждения, аналогичные тем, которые использовались при выводе равенства (8. 33), показывают, что при слабом

намагничивании тонкая фсрритовая пластинка, помещенная в центре волновода, вызывает взаимные фазовый сдвиг и затухание. Когда пластина смещается от оси, фазовый сдвиг и затухание становятся невзаимными. Если пластина расположена в плоскости круговой поляризации, то сильная невзаимность затухания появляется вблизи ферромагнитного резонанса. Выражение для разности постоянных распространения в случае тонкой пластины без потерь может быть получено [206] согласованием поперечных импедансов на границах раздела феррит — воздух. Затем можно определить поле в образце и записать трансцендентное уравнение для постоянной распространения.

Рис. 8. 9. Невзаимные эффекты с поперечным полем и асимметрично расположенным ферритом. В одном частном случае феррит помещается в плоскости, где высокочастотное магнитное поле поляризовано по кругу.

Рис. 8. 10. Структура электрического поля в волноводе, содержащем ферритовые пластины. Поле изображено для обоих направлений распространения. (См. [203].)

Решая его в первом приближении, что верно лишь для тонких пластин, получаем

где расстояние между центром пластины и ближайшей волноводной стенкой; толщина феррита.

Равенство (8.34) показывает, что максимальный невзаимный фазовый сдвиг имеет место в точках, лежащих посередине между стенками и центральной осью волновода. В случае ненасыщенной пластины и при малой намагниченности дифференциальный фазовый сдвиг пропорционален этой намагниченности.

Другая невзаимная система использует две противоположно намагниченные ферритовые пластины, размещенные симметрично относительно оси волновода. Когда пластины расположены близко к волноводным стенкам, характеристики фазового сдвига подобны характеристикам системы с одной пластиной; если они находятся вблизи от центральной оси, то дифференциальный фазовый сдвиг резко возрастает.

Распространение [202] этих расчетов на случай пластин произвольной толщины показывает, что при достаточно большой толщине пластины нормальный волноводный вид волны исчезает, хотя

вид волны, няпраиляемой ферритом, продолжает раснросфапяться внутри феррита в одном направлении.

В работе [203] было показано, что уетройешо, изображенное на рис. 8.10, характеризуется взаимным фазовым сдвигом, но распределение электрического поля для двух направлений распространения существенно различно. Из этого следует, что поглощающий слой около левой ферритовой пластины вызывает значительное затухание прямой волны и слабое затухание обратной волны.

Интерференция многих видов волн может возникнуть либо между нормальным волноводным видом и соответствующим видом колебаний, распространяющимся в феррите, либо между основным видом колебаний и высшими видами, которые нормально в незаполненном волноводе не распространяются. Можно уменьшить возбуждение высших видов колебаний, вводя зазор между ферритом и широкой стенкой волновода. Эти основные результаты меняются [96], если приложенное поле вызывает резонанс.

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление