Содержание номера

Раздел 1. Взаимодействие электромагнитного поля с веществом

Восстановление собственной магнитной проницаемости ферритов из эффективной магнитной проницаемости композитных материалов

А.О. Ширяев, К.Н. Розанов, С.С. Маклаков, Н.А. Бузников, П.А. Зезюлина, А.В. Долматов, А.В. Артемова, А.А. Новиков

Аннотация

В работе исследованы динамические магнитные свойства различных марок ферритов и композитных материалов на их основе. Из исследуемых объёмных ферритов получены порошки с частицами одинаковой формы, но разного размера. Изучены зависимости магнитной проницаемости композитов с порошками ферритов от частоты, размера включений и концентрации. Дополнительно исследовано поведение динамической магнитной проницаемости ферритов при приложении внешнего магнитного поля. Проведён анализ применимости различных формул смешения к измеренной магнитной проницаемости исследованных композитных материалов. С помощью формулы Оделевского получена собственная магнитная проницаемость ферритовых включений различных размеров и марок. Обнаружено, что собственная магнитная проницаемость включений зависит от их размера и отличается от измеренной проницаемости объёмных ферритов, что не согласуется с общепринятыми моделями смешения. Однако приложение внешнего магнитного поля устраняет разницу в магнитной проницаемости между частицами разных размеров. Показано, что для корректного описания свойств композитных материалов необходимо учитывать различие магнитных проницаемостей малой частицы и объёмного материала. Расхождение, наблюдаемое в работе, обусловлено различием в частотах резонанса доменных границ.

Ключевые слова: магнитная проницаемость, ферриты, композитные материалы, формулы смешения, ферромагнитный резонанса

Динамическая магнитная проницаемость аморфных плёнок CoFeB: зависимость от толщины плёнки и вклад магнитоупругого эффекта

И.В. Комаров, А.В. Осипов, П.А. Зезюлина, Н.А. Бузников, П.А. Иванов, С.А. Маклаков, С.С. Маклаков, А.О. Ширяев, А.Н. Лагарьков, К.Н. Розанов

Аннотация

Исследованы магнитостатические свойства и динамическая магнитная проницаемость аморфных плёнок Co67Fe7B26 на гибкой подложке в широком диапазоне значений толщины плёнки от 190 до 1400 нм. Измерения магнитной проницаемости проводились с использованием коаксиального метода в диапазоне частот от 0,1 до 10 ГГц. Результаты магнитостатических и СВЧ измерений показали, что исследованные плёнки имеют планарную одноосную магнитную анизотропию. Показано, что уменьшение амплитуды пика мнимой части динамической магнитной проницаемости с увеличением толщины плёнки связано с влиянием вихревых токов. Проанализировано влияние механических напряжений, возникающих при изгибе исследуемых плёнок, на динамическую магнитную проницаемость. Установлено, что магнитоупругий эффект существенно изменяет частотную зависимость магнитной проницаемости, поскольку механические напряжения влияют на распределение статической намагниченности в плёнках. Предложена качественная модель, учитывающая влияние напряжений растяжения и сжатия на измеренную динамическую магнитную проницаемость плёнок. Показано, что для исследованных плёнок поле магнитоупругой анизотропии, обусловленной механическими напряжениями в скрученном образце, больше поля магнитной анизотропии в плоской плёнке. Полученные результаты могут быть полезны для использования аморфных плёнок CoFeB в СВЧ приложениях.

Ключевые слова: плёнки CoFeB, гибкая подложка, динамическая магнитная проницаемость, ферромагнитный резонанс, магнитная анизотропия

Раздел 2. Теоретическая электродинамика

О ферромагнитном резонансе в ферромагнитном проводящем шаре

А.О. Сбойчаков

Аннотация

В работе исследуется влияние скин-эффекта на высокочастотные свойства ферромагнитной проводящей сферической частицы. Предполагается, что ферромагнитная частица однородно намагничена в постоянном магнитном поле. При исследовании высокочастотных свойств частицы используется подход, основанный на решении уравнений Максвелла в квазистатическом приближении при заданном распределении переменной компоненты намагниченности частицы и последующем решении уравнения Ландау-Лифшица-Гильберта. В работе подробно исследуется случай слабого скин-эффекта, когда глубина скин-слоя ls больше радиуса частицы R. В пределе ls/R≫1 получена аналитическая формула для магнитной восприимчивости частицы.

Ключевые слова: высокочастотная магнитная проницаемость, скин-эффект

Раздел 3. Вопросы экспериментальной электродинамики

Однопортовая калибровочная процедура на основе идеальной короткозамкнутой и неидеальной скользящей нагрузок

Д.А. Петров, П.А. Иванов, К.Н. Розанов

Аннотация

Калибровка измерительного порта векторного анализатора цепей является базовой процедурой для учёта систематических погрешностей при проведении радиофизических измерений. Во многих случаях затруднительна реализация всех трёх калибровочных стандартов — короткозамкнутой, холостого хода и согласованной нагрузок, необходимых для полного определения систематических погрешностей измерительного порта при проведении стандартной калибровочной процедуры. Например, для прямоугольного волновода и для открытой измерительной линии на основе рупорной антенны невозможно реализовать нагрузку холостого хода в широкой полосе частот. Однако для ряда случаев возможна реализация нагрузки с отражающим элементом, перемещаемым вдоль направления распространения электромагнитной волны. Перемещение отражающего элемента изменяет фазу коэффициента отражения от нагрузки и позволяет реализовать необходимое количество калибровочных измерений для определения погрешностей. Однако имеющиеся стандартные волноводные короткозамкнутые нагрузки такого типа не обеспечивают полное отражение волны от короткозамыкателя. В этом случае коэффициент отражения от такого неидеального отражающего элемента неизвестен, и его нельзя приравнять к −1 для определения калибровочного стандарта. В данной работе предложен метод комбинирования двух видов стандартов для проведения полной однопортовой калибровки. Один стандарт представляет собой идеальный короткозамыкатель с нулевой длиной, который прост в технической реализации для волноводных и рупорных измерений (шлифованная металлическая пластина), а второй — скользящую нагрузку с неидеальным отражающим элементом, которая обеспечивает несколько калибровочных измерений. Таким образом, в предлагаемой калибровочной процедуре задействованы два различных механических стандарта вместо обычных трёх, а также появляется возможность исключить влияние несоосности волноводов на калибровочную процедуру.

Ключевые слова: однопортовая калибровка, прямоугольный волновод, скользящая нагрузка, короткозамкнутая нагрузка

Ознакомиться с выпуском журнала можно здесь