2.Распространение плоской однородной волны в феррите вдоль подмагничевающего поля. Эффект Фарадея

Пусть электромагнитное поле имеет в некоторой точке A (рис. 18.2,а) вертикальную поляризацию и распространяется (вектор П) вдоль силовых линий постоянного магнитного поля. После прохождения пути длиной  это же поле в точке Б будет иметь электрический вектор, повернутый на угол  по часовой стрелке. Если, не изменяя магнитного поля Н_o, направить электромагнитные волны от точки Б к точке А (рис. 18,2,б), то электрический вектор повернется на тот же угол , но по ходу волны против часовой стрелки. Нетрудно видеть, что в пространстве электрический вектор поворачивается в одну и ту же сторону. В этом и заключается одно из проявлений необратимости.

Эффект Фарадея объясняется тем, что в гиротропных средах эффективные магнитные проницаемости для волн круговой поляризации имеют различные значения при правом вращении ( _г+) и левом вращении ( _г-) и по-разному зависят от приложенного магнитного поля. Это поясняется рис. 18.2,в, на котором приведены графики значений  _r для сравнительно слабых постоянных магнитных полей, которые и используются в устройствах, основанных на эффекте Фарадея.

Поворот плоскости поляризации линейно-поляризованного поля можно объяснить на основе представления поля линейной поляризации Е как суммы двух полей круговой поляризации правого Е₊ и левого вращения Е (рис. 18.2,г).

Скорости распространения и длины волн полей разного направления вращения будут разными.

;

. (18.6)

Рассмотрим теперь картину сложения полей в один и тот же момент времени в точках А и Б.

Предположим, что направление распространения совпадает с вектором Н_о (Н_о>0 на рис. 18,2,в). Векторы Е₊ и Е в точке Б (рис. 18,2,д) будут отставать по фазе от соответствующих векторов в точке А (рис. ,18.2,г) за счет разности хода на угол

.

Так как при Н_о>0  _r+< _r , то вектор Е₊ отстанет на меньший угол, чем вектор Е . При этом результирующий вектор повернется вправо по ходу волны на угол =0,5(    ₊).

Пусть теперь картина рис. 18.2,г соответствует точке Б и волна распространяется навстречу полю Н_о, что соответствует отрицательным значениям Н_о на рис. 18.2,в. Так как при этом  _{r+> r}, то в точке А (рис. 18.2,е) вектор Е₊ отстанет на больший угол, чем вектор Е и результирующий вектор повернется влево на угол =0,5( ₊- _ ). Нужно иметь в виду, что на рис. 18.2,е волна идет на читателя, поэтому вращение векторов на чертеже по часовой стрелке соответствует левому вращению. При слабых магнитных полях угол  пропорционален Н_о и  . С увеличением Н_о наступает эффект насыщения, и угол  зависит в основном от длины пройденного волной пути.

Билет 17 1. Поверхностные волны над ребристой периодической металлической структурой.

где -ширина канавки, - период структуры, -глубина канавки.

Решим эту задачу импедансным методом.

Приближенно: при (кусочек короткозамкнутой двухпроводной линии).

Можно считать, что по такой линии будет распространяться основная волна, у которой параметры такие же, как и ПОВ. Волны высших порядков находятся в закритическом режиме.

Для основной волны:

Считаем, что в пределах оси Z импеданс имеет среднее значение:

Нетрудно видеть из , что для существования Е- волн глубина канавки должна быть меньше четверти длины волны: при этом условии будет носить индуктивный характер.

Зная на поверхности y=0, по формулам выше можно найти:

,

Коэфицент замедления много больше 1 (зависит от и )

Частный случай: обе среды – воздушные

,

Из этой формулы следует, что при стремлении глубины канавки к четверти длины волны замедление стремиться к бесконечности и распространение волны прекращается.

Приближенная формула совпадает со строгими выводами только при .

Из формулы видно, чем выше a по отношению к Т и выше глубина, тем замедление выше. Для гладких структур коэффициент замедления значительно ниже и может достигать максимальной величины, равной .

Ребристые ст-ры: используются для получения больших замедлений и больших мощностей.

Гладкие структуры, покрытые диэлектриком: применяются тогда, когда нет высоких требований к температуростойкости, величине пропускаемой мощности, коэффициентам замедления...

Иногда замедляющие системы используются внутри волновода.