Электромагнитные и магнитостатические волны в устройствах СВЧ с гиромагнитными пленками

• Автор: Чупрунов, Вадим Юрьевич
• Шифр специальности: 05.12.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 187 с. : ил.

Список условных обозначений и сокращений

ИС СВЧ - интегральная схема СВЧ диапазона ЭМВ - электромагнитная волна (быстрая)

МСВ - магнитостатическая волна (медленная)

ВС - волноведущая структура

ГЭСВ - гибридная электромагнитно-спиновая волна

ЖИГ - железо-иттриевый феррит с кристаллической структурой граната

ГГГ - галлий-гадолиниевый гранат

ЛЗ - линия задержки сигнала

ОМСВ - объемные магнитостатические волны

ПМСВ - поверхностные магнитостатические волны

р± - эффективная относительная магнитная проницаемость намагниченного феррита для направлений распространения волны, перпендикулярных направлению внешнего постоянного подмагничивающего поля М8 - намагниченность насыщения для данной марки СВЧ феррита НМПЛФ - несимметричная микрополосковая линия, выполненная на ферритовой подложке
МФФУ - многофункциональное ферритовое устройство, выполняющее две или
более функции обработки СВЧ сигнала
ЩЛ - щелевая линия передачи
ПЩЛ - полосково-щелевая линия передачи
МАБ - метод минимальных автономных блоков
АЧХ - амплитудно-частотная характеристика
Глава 1. Функциональные возможности и проблемы проектирования СВЧ устройств на основе волноведущих структур с ферритовыми пленками
1.1. Гиромагнитные свойства ферритовых пленок и возможности их применения в технике СВЧ
1.2. Основные подходы и методы исследования волноведущих и резонаторных структур с гиромагнитными включениями
1.3. Собственные и вынужденные волны в линиях передачи СВЧ с гиромагнитными пленками
1.4. Обоснование применимости метода связанных волн для анализа волноведущих структур с гиромагнитными пленками
1.5. Выбор и обоснование метода вычисления постоянных распространения электромагнитных и магнитостатических волн в волноведущих структурах с
гиромагнитными пленками
Глава 2. Решение задач электродинамического анализа планарных волноведущих структур со слоистым феррит-диэлектрическим заполнением
2.1. Экранированный ферритовый слой
2.2. Полосковая, щелевая и копланарная линии на ферритовой подложке с поперечно-касательным подмагничиванием
2.3. Анализ распространения и возбуждения магнитостатических волн в
пленочных ферритовых МСВ-волноводах
Глава 3. Энергообмен и процесс преобразования электромагнитных и магнитостатических волн в линиях передачи с гиромагнитными пленками
3.1. Электродинамический анализ преобразования динамических и магнитостатических волн в полосково-щелевых линиях с гиромагнитными пленками
3.2. Спектральный анализ процесса возбуждения и преобразования магнитостатических мод полосковыми преобразователями МСВ

3.3. Анализ вклада различных составляющих спектра электромагнитных и
магнитостатических волн в энергообмен
3.4 Численное моделирование процесса преобразования электромагнитных и
магнитостатических волн
3.5. Расчетная модель фильтра на поверхностных
магнитостатических волнах
Глава 4. Электродинамическое моделирование процесса взаимодействия электромагнитных и магнитостатических волн в волноведущих структурах с гиромагнитными пленками
4.1. Применение метода связанных волн для анализа процесса распространения электромагнитных и магнитостатических волн
4.2. Условия реализации эффективного взаимодействия электромагнитных и магнитостатических волн
4.3. Численное моделирование процесса взаимодействия электромагнитных и магнитостатических волн
4.4. Рекомендации по оптимизации конструктивных, электродинамических
параметров и выбору рабочих диапазонов фильтров на МСВ
Заключение
Список использованной литературы
Приложение 1. Описание пакета прикладных программ
Приложение 2. Акт использование результатов диссертационного исследования
проводников ВС влияние текущих в них токов, при этом можно считать эти токи сторонними.
С другой стороны, тонкие ферритовые пленки с подмагничиванием можно рассматривать как ВС, поддерживающие распространение "медленных" волн [49] и способные, в свою очередь, взаимодействовать с внешними электродинамическими системами (спиновые подсистемы).
Истинное поле Ё, Н, созданное как токами в проводниках ВС, так и токами включений, определено внутри волновода, удовлетворяет неоднородным уравнениям Максвелла (1.1) - (1.4), и однородным граничным условиям на проводниках ВС для касательных составляющих электрического поля (1.10). Поле Ё,Н может быть представлено в виде ряда Фурье по полной ортогональной системе собственных волн ВС [50]:
Ё = £{С+П Е;п е-|к“г+ С_п Ё“п е1 к-2} + , (1.43)
н = Е{С+П н°п е-1 к»2 + С_п Н°_п е‘к-2} + , (1.44)
Примечание. Данные выражения записаны в наиболее привычной системе координат, когда направление распространения волны совпадает с осью ъ декартовой системы координат. Однако при анализе линий передачи СВЧ с гиротропным заполнением ось ъ декартовой или цилиндрической системы координат обычно ориентируется по направлению внешнего подмагничивающего поля. Это объясняется тем, что вид тензора магнитной проницаемости чаще всего записывается в предположении, что ось г совпадает с направлением подмагничивающего поля. Это дает возможность решать целый ряд задач гиромагнитной электродинамики, используя одновременно и декартову и цилиндрическую систему координат. В дальнейшем, когда будет использоваться это правило будет сделано соответствующее пояснение.
Наведенное поле Ён,Нн представляет собой разность между истинным полем Ё,Н и полем включений ЁМ,НМ [49]. Оно определяется как созданное