УДК 537.862

РАСТАЛКИВАНИЕ РЕЗОНАНСНЫХ ЧАСТОТ МАГНИТОДИНАМИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ В НАМАГНИЧЕННЫХ ФЕРРИТОВЫХ РЕЗОНАТОРАХ МИЛЛИМЕТРОВОГО ДИАПАЗОНА

 

Н. Н. Мовчан, М. А. Попов

Киевский национальный университет имени Тараса Шевченко

 

Статья получена 26 декабря 2013 г.

 

Аннотация. В работе исследовано расталкивание резонансных частот магнитодинамических колебаний в ферритовых резонаторах миллиметрового диапазона в форме диска и прямоугольного параллелепипеда. В частности, теоретически и экспериментально исследовано начальное расталкивание резонансных частот магнитодинамических колебаний в малых магнитных полях. В результате численных расчетов с помощью пакета программ HFSS обнаружено, что в условиях эксперимента преобладающей причиной начального расталкивания резонансных частот в дисковом ферритовом резонаторе является нарушение цилиндрической симметрии электромагнитного поля вокруг резонатора при его помещении, как неоднородности, в  волновод. Предложена методика управления величиной начального расталкивания резонансных частот ферритового резонатора в форме прямоугольного параллелепипеда путем изменения формы резонатора. Экспериментально показана возможность уменьшения начального расталкивания резонансных частот с 1 ГГц до 400 МГц и увеличения модуля крутизны полевой зависимости частот колебаний ЖИГ резонаторов в области малых полей (~100-200 Э) от 0.5 МГц/Э до 1 МГц/Э.

Ключевые слова: ферритовый резонатор, магнитная перестройка, магнитодинамические колебания, железо-иттриевый гранат.

Abstract. In the paper the repulsion of the magnetodynamic modes resonant frequency in the ferrite disc-shaped and rectangular parallelepiped-shaped millimeter band resonators have been investigated. In particular, the initial repulsion of magnetodynamic modes eigenfrequencies at low magnetic fields was studied both theoretically and experimentally. From numerical calculations using the HFSS software package it was found that for the current experimental conditions the predominant cause of the resonance frequencies initial repulsion in the disk-shaped ferrite resonator is the distortion of the cylindrical symmetry of the electromagnetic field around the resonator when it is placed as inhomogeneity inside the waveguide. A method was proposed to control the magnitude of the resonance frequencies initial repulsion of the ferrite rectangular parallelepiped-shaped resonator by changing the shape of the resonator. The possibility of reducing the resonance frequencies initial repulsion from 1 GHz to 400 MHz and increasing the magnitude steepness of the frequency vs. field dependence of the YIG resonators in low fields (~ 100-200 Oe) from 0.5 MHz/Oe to 1 MHz/Oe was experimentally demonstrated.

Keywords: ferrite resonator, magnetic tuning, magnetodynamic modes, yttrium iron garnet.