Глава первая. СВОЙСТВА ФЕРРИТОВЫХ РЕЗОНАТОРОВ
1.1. ФИЗИЧЕСКИЕ ПРИНЦИПЫ РАБОТЫ
Интерес к использованию в технике сверхвысоких частот намагниченных ферритовых образцов обусловлен такими их свойствами, как резонансный характер взаимодействия с электромагнитным полем и возможность магнитной перестройки резонансной частоты; различное взаимодействие с волнами, магнитные составляющие которых поляризованы по кругу в противоположных направлениях (невзаимность); зависимость магнитных параметров ферритового образца от амплитуды магнитной составляющей электромагнитного поля (нелинейность).
Малый по сравнению с длиной электромагнитной волны ферритовый образец (обычно правильной геометрической формы), намагниченный до насыщения постоянным магнитным полегл и взаимодействующий с переменным магнитным полем СВЧ при ферромагнитном резонансе, принято называть ферритовым резонатором.
Из теории магнетизма известно, что магнитные свойства ферритов в основном определяются магнитными моментами вращающихся электронов, т. е. спиновыми магнитными моментами. Орбитальные магнитные моменты и магнитные моменты ядер атомов очень мало влияют на магнитные свойства ферритов, поэтому правильное представление об этих свойствах можно получить, изучая только коллективное поведение спиновых магнитных моментов.
Когда феррит помещен в постоянное магнитное поле, напряженность которого достаточна для насыщения феррита, все спиновые магнитные моменты ориентируются по направлению поля. Если перпендикулярно постоянному полю действует переменное магнитное поле, то под его влиянием спиновые магнитные моменты совершают колебания относительно направления постоянного поля, а так как вращающиеся электроны обладают механическими моментами (спинами) и в механическом отношении подобны гироскопам, то колебания механических и магнитных моментов имеют характер прецессии, при этом векторы механического и магнитного моментов описывают конические поверхности.
Прецессия спиновых магнитных моментов может быть вызвана электромагнитной волной сверхвысокой частоты. Чем ближе частота волны к собственной частоте прецессии, тем заметнее взаимодействие системы спинов с полем волны, а когда эти частоты примерно совпадают, можно наблюдать резонансное поглощение энергии электромагнитной волны. Это явление было предсказано, а затем экспериментально подтверждено В. К. Аркадьевым [1] и получило название ферромагнитного резонанса.
