Влияние кристаллографической анизотропии на резонансную частоту

Высокодобротные ферритовые резонаторы обычно изготовляют из монокристаллов ферритов, которые обладают ярко выраженной магнитной кристаллографической анизотропией, т. е. зависимостью магнитных свойств кристалла от углов между приложенными магнитными полями и осями кристаллической решетки.

Для того чтобы учесть анизотропию, можно к внутренним магнитным полям ферритового резонатора прибавить некоторое эффективное поле воздействие которого на намагниченность эквивалентно влиянию магнитной кристаллографической анизотропии.

Эффективное поле анизотропии пропорционально намагниченности и определяется соотношением

где тензор размагничивающих факторов анизотропии.

Таким образом, поле анизотропии при определении резонансной частоты ферритового резонатора формально учитывается также, как и размагничивающее поле, введенное при рассмотрении влияния формы резонатора.

Эффективное поле кристаллографической анизотропии значительно меньше внутреннего постоянного магнитного поля резонатора, однако поле анизотропии сильно зависит от температуры. От температуры также зависит намагниченность насыщения феррита, так что температурная нестабильность резонансной частоты ферритового резонатора, в общем случае определяется зависимостью от температуры как намагниченности насыщения, так и поля анизотропии.

Ранее было показано, что резонансная частота ферритового резонатора в форме сферы не зависит от намагниченности насыщения. Рассмотрим теперь, как следует ориентировать кристалл, из которого изготовлен сферический резонатор, чтобы исключить влияние на резонансную частоту поля анизотропии.

Пусть ферритовая сфера ориентирована так, что векторы лежат в кристаллографической плоскости (110) и образуют угол с осью решетки [001]. В этом случае вычисление поля анизотропии и учет этого поля при определении резонансной частоты приводят к формуле [6]

где первая константа анизотропии. Опуская в этой формуле малый член порядка запишем ее в виде

Полагая выражение в круглых скобках равным нулю, получим уравнение

решение которого

Таким образом, если сферический резонатор из монокристалла феррита ориентирован так, что направление постоянного магнитного поля составляет угол с осью [001] в плоскости (110), то поле анизотропии не оказывает влияния на резонансную частоту, которая в этом случае определяется по формуле (1.25). Способы ориентации сферического резонатора для исключения температурной зависимости резонансной частоты рассмотрены в работе [12].