磁性器件 下册

本书为内部教材《磁性器件》下册，北京科学教育编辑室1961年编印，未见个人署名。前言说明，超高频波段一般指频率由10^8到10^11赫范围内的电磁波频谱段，一米左右或数米波长为“长波”界限，1毫米左右为“短波”界限，无线电技术中“微波”即指这一频段；微波技术是现代尖端科学技术之一，在国防、国民经济和科学研究上有极重要应用，如近代雷达、微波多路通讯、超高频电视、射电天文学等。前言指出，将铁氧体应用到微波领域从1952年左右开始，至今不过十年光景，但发展迅速，铁氧体微波器件的研究和应用已成为微波技术和固体电子学领域中活跃、受重视的部门；铁氧体材料具有异常高的电阻系数，一般在10^2～10^10欧姆—厘米范围内，上限几乎近于绝缘体，因此电磁波可以在这种媒质中顺利通过；铁氧体在外加恒稳磁场和微波频率交变磁场共同作用下会呈现旋磁特性，故微波频段应用的铁氧体又称旋磁媒质；将不同形状或成分的旋磁媒质放入谐振腔、波导管、同轴线或其他微波传输线内，在外加恒稳磁场和低功率电磁波交变磁场共同作用下会呈现不可逆特性，在外加恒稳磁场和高功率电磁波交变磁场共同作用下又会呈现非线性现象；不可逆特性和非线性特性是构成各种超高频铁氧体器件的物理基础，这些器件或者大大简化微波线路和设备，或者完成其他超高频器件不能或难于完成的功能，例如隔离器、环行器、相移器、磁副谐振腔、微波放大器等。前言还述及超高频铁氧体器件在近代雷达、微波多路通讯中信号调制、天线快速扫描、发射和接收信号分开、消除反射、快速开关等方面的应用；1957年第一个实验性铁氧体微波放大器问世，具有低噪音和能在室温下工作的优点；我国在党和政府重视和支持下，超高频铁氧体器件的研究工作和实践工作已得到广泛发展并取得一定成绩。前言说明本教材共分五章：第一章超高频铁氧体器件基本理论，第二章法拉第旋转器件，第三章横场旋磁器件，第四章磁调谐振器和辐射器，第五章微波非线性铁氧体器件；教材根据对无线电磁性材料与器件专业的授课讲稿修改编写，理论部分主要参考苏联学者A.P. Pyreвич所著《超高频铁氧体》一书，其余部分在该书基础上参考有关文献汇编而成。目录显示，第一章包括旋磁媒质、铁磁媒质内宏观磁场与外加磁场的关系、马克士威尔方程和边界条件、旋转媒质的电动方程式、在与恒稳磁场方向有关的简谐波作用下的旋转媒质、平方关系及劳伦茨预备定理和乌莫夫—坡印亭理论综述、微扰法、无限旋转媒质中的均匀平面波、纵向磁化旋转媒质中的平面波和法拉第效应、横向磁化旋转媒质中的平面波等；第二章包括填满铁氧体的圆波导、置有铁氧体杆的圆波导、法拉第旋转器的损耗特性和频率特性、法拉第旋转式和转门式环行器及其他法拉第旋转器件；第三章包括填满横向磁化铁氧体的矩形波导、含横向磁化铁氧体片的矩形波导、含单片铁氧体的矩形波导、铁氧体片聚靠窄壁的矩形波导、谐振式隔离器理论分析与实验研究、频率特性及高功率效应、铁磁谐振式同轴线隔离器、复杂截面波导隔离器、场移式矩形波导隔离器、Y型及星型环行器等；第四章包括含有张量参数媒质谐振腔的自由振荡、强迫振荡、含铁氧体谐振腔计算、铁氧体调谐的空腔谐振器、用置有铁氧体谐振腔构成的滤波器、铁氧体定向耦合器、铁氧体辐射系统；第五章包括检波及倍频、变频、铁氧体发生器、铁氧体参量放大器、铁氧体行波放大器。所见正文第一章引言说明铁氧体在超高频技术中获得重要应用，主要基于铁磁谐振现象以及由此而来的法拉第效应和科登—冒登效应（双折射效应）；一般金属铁磁材料电阻系数非常低，在超高频段涡流大、有集肤效应，电磁波不能进入内部，而铁氧体电阻系数可达10^10欧姆—厘米以上，几乎是绝缘体，电磁波可顺利传播，故可表现和利用这两种效应。§1-1“旋磁媒质”讨论物质铁磁性来自原子或离子3d或4f未满壳层未被补偿的自旋磁矩，电子自旋产生机械矩和磁矩，旋磁比、拉摩进动、铁磁谐振的经典和量子解释、兰道—利弗雪兹运动方程式、张量磁化系数和导磁系数、右旋和左旋圆极化波的标量导磁系数、损耗项及勃洛黑微分方程、张弛频率、谐振线宽度等；§1-2讨论有限尺寸样品存在去磁效应，椭球体内外磁场关系、张量去磁系数、基特公式及薄圆盘、圆柱体、小圆球等特殊形状样品的谐振频率。该书以微波铁氧体器件理论、材料和器件结构为核心，系统介绍法拉第旋转器件、横场旋磁器件、微波铁氧体调谐器和辐射器、微波非线性铁氧体器件，对了解20世纪50年代末至60年代初微波铁氧体器件理论发展和教材编写具有参考价值。本次仅见前20页，后续内容待补。