文档介绍：第八章微波铁氧体器件§8-1 概论铁氧体:是一种铁磁材料,它是由二价金属锰、铜、镁、锌、镍、钇等氧化物与 32OF e 烧结而成的多晶或单晶材料,外表很象陶瓷。工作条件: 外加恒定磁场。在此恒定磁场作用下,铁氧体内部的电子产生进动,使铁氧体具有张量磁导率,成为各向异性媒质,具有非互易性。特点: 1. 有较大的磁导率;2. 有很高的电阻率(一般在 8210 ~10 欧姆/ 厘米之间)。所以铁氧体的趋肤深度( ???? 1?) 较大,微波电磁场能够深入到铁氧体内部,从而使铁氧体的非互易特性能够对微波电磁场起作用,因此利用铁氧体可以构成非互易器件。§ 8- 2 铁氧体中的张量磁导率铁氧体在未加恒定磁场时是一种高介电常数的介质, 此时铁氧体呈各向同性特性, 磁导率和介电常数都是标量,但在外加恒定磁场作用下,铁氧体具有各向异性特性,磁导率变成了张量。张量磁导率的表示式与外加恒定磁场 0H ?的方向有关, 当外加恒定磁场强度矢量沿+z ?方向,即 00?HzH??时,张量磁导率的表达式为??????????????100 0j 0j 12 210??????(8-) 上式中 22 222 11 g m g mg???????????????(8-) 而其中 0000m 0000MMm eHHm e g ????????????(8-) 上两式中, 0M 是磁化强度, 0H 是磁场强度,e 是自由电子电荷,m 是自由电子质量,m e??是荷质比。此时外加微波磁场强度矢量 H ?与铁氧体内部磁化后的磁感应强度矢量 B ?的关系为???????????????????????????????? z y x z y xH H H B B B100 0j 0j 12 210?????(8-) 亦即HB ??????(8-) 展开式(8-) ,则有 zz yxy yxxHB )HHj(B )HjH(B 0 120 210????????????(8-) 上式表明,铁氧体中的高频磁感应强度矢量 B ?的方向与磁场强度矢量 H ?的方向并不完全一致, xB 和 yB 的量值都是既取决于 xH 分量,又取决于 yH 分量,表现为各向异性特性。显然, 张量磁导率使问题变得复杂化, 但是如果微波电磁场是沿着 z ??方向传播的圆极化波,即 xH 与 yH 两分量的关系为 xy jH H??(8-) 则张量磁导率将退化为标量磁导率。正旋圆极化波: 微波圆极化波磁场矢量 H ?的旋转方向与恒定磁场矢量 0H ?成右手螺旋关系。此时式( 8- )中,取“-”号。负旋圆极化波:微波圆极化波磁场矢量 H ?的旋转方向与恒定磁场矢量 0H ?成左手螺旋关系。此时式(8-) 取“+”号。在这两种情况下,式(8-) 将变为 0 )( )( 210 210??? z yy xxB HB HB????????(8-) 即HB ???)( 210????(8-) 上式等号右边的“-”号对应于正旋圆极化波,而“+”号对应于负旋圆极化波。可见, 与正旋波和负旋波相应的等效磁导率分别为)( )( 210 210??????????????(8-) 从上式可以看出, 铁氧体被恒定磁场磁化后,对正、负旋圆极化波所呈现的等效磁导率是