18.4.2. Гиромагнитные явления

При помещении в постоянное или медленно меняющееся магнитное поле газовый разряд приобретает дополнительные полезные сверхвысокочастотные свойства. Если выполнены условия то существенных изменений в распространении волн не происходит. Если направление поля совпадает с направлением потока мощности сверхвысоких частот, то две составляющие плоской волны типа с круговой поляризацией в противоположных направлениях обладают свойствами, определяемыми выражениями

Знак плюс перед соответствует обыкновенной волне, а минус — необыкновенной. Если выполнены вышеуказанные условия, то из уравнений (18.24) и (18.25) получаем

что аналогично уравнению (18.10), если там заменить на .

При выполнении условия распространения волн

соотношение (18.26) может быть подставлено [176] в качестве хорошего приближения в волноводные уравнения (18.18) и (18.19), которые при этом принимают вид

Из-за отличия волновых векторов двух видов волн [205] вращение плоскости поляризации на единицу длины равно

При плотности электронов около 40% от значения, соответствующего непропусканию волн, из уравнения (18.29) имеем

Магнитно-оптические или гиромагнитные свойства газов исследовались при молекулярном резонансе [95], в плазме со спадающей степенью ионизации [90] и особенно интенсивно в плазме газового разряда [29, 53, 196]. Например, затухание (рис. 18.11, а) имеет резко выраженный максимум около гиромагнитного резонанса, как это следует из уравнения (18.24). Эти результаты получены [80] на частоте разрядная трубка заполнялась неоном с примесью аргона, давление ток разряда В других экспериментах с плазмой в магнитном иоле изучались резонансное поглощение [118, 192, 193, 260, 275, 285] и распространение волн [254, 273, 274, 300, 327]. Применение двух сверхвысокочастотных зондов в экспериментах с трубками, в которых возбуждаются ударные волны [262], позволяет определять одновременно плазменную частоту и частоту соударений. Два вида колебаний в резонаторе могут быть связаны между собой за счет взаимодействия высокочастотного электрического поля с плазмой [276]; коэффициент связи (является функцией магнитного поля и плотности электронов.

Одна из возможных конструкций приборов, основанных на фарадеевом вращении, представляет собой круглый волновод, возбуждаемый на волне Разряд возбуждается с помощью аксиального катода, а внешний соленоид создает продольное магнитное поле. Типичные значения [176] поворота плоскости поляризации, эллиптичности и затухания в функции разрядного тока представлены на рис. 18.11, б; в этом эксперименте частота состав ляла магнитное поле и давление криптона 0,5 мм. рт. ст.

Рис. 18.11. Свойства разряда в магнитном поле: а — вносимые потери в прямоугольном волноводе; фарадеево вращение в круглом волноводе. (См. [80], [176].)

Поворот плоскости поляризации на 45° достигается при потерях 0,5 дб и эллиптичности (или изоляции), превышающей 25 дб.

Использованная в качестве антенного переключателя лампа, основанная на пробое в магнитном поле, имеет [213] на частоте изоляцию свыше 60 дб при потерях в дуге и мощности на входе в импульсе, вносимые потери при малом уровне сигнала составляют 0,1 дб. Другой переключатель [212] работает за счет включения и выключения резонансного магнитного поля. Мощность, при которой наступает пробой, изменяется в зависимости от давления газа, и, например, при частоте и заполнении трубки аргоном она составляет с магнитным полем и без него соответственно при при Время установления разряда составляет около 0,01 мксек. Необратимые свойства [87, 157] разряда в магнитном поле, однако, не нашли широкого применения 1176] в пассивных антенных переключателях, поскольку ферриты дешевле в производстве и имеют преимущества перед газощда разрядом в отношении переходного времени, величины упрааддемой мощности, шумов на выходе и срока службы.