Спектр, дисперсия и возбуждение электромагнитных волн в произвольно намагниченной структуре с сильноанизотропным одноосным ферритом тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.03 ВАК РФ

На правах рукописи

БЕГИНИН Евгений Николаевич

ЗПЕКТР, ДИСПЕРСИЯ И ВОЗБУЖДЕНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ ВОЛН В ПРОИЗВОЛЬНО НАМАГНИЧЕННОЙ СТРУКТУРЕ С СИЛЬНОАНИЗОТРОПНЫМ ОДНООСНЫМ ФЕРРИТОМ

Специальность: 01.04.03. - Радиофизика

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени

кандидата физико-математических наук

Саратов -1997

Работа выполнена на кафедре общей физики Саратовского государственно го университета и в НИИ механики и физики при СГУ

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук, профессор Яковлев С.В.

Ведущая организация: С.-Петербургский электро-технический университет.

Защита диссертации состоится "17" июня 1997 г. в /Д часов на заседании диссертационного совета Д 063.74.01 в Саратовском государственном университете им. Н.Г. Чернышевского по адресу: 410600, г. Саратов, ул. Астраханская, 83.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Саратовского госуниверсит^га.

кандидат физико-математических наук, с.н.с. Нефёдов И.С.

Автореферат разослан у^чх 91 1997 года.

Ученый секретарь диссертационного совета

В.М. Аникин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В результате теоретических и экспериментальных исследований волновых процессов в тонких ферритовых пленках в диапазоне частот 1-60 ГГц [1], разработано большое количество управляемых магнитоэлектронных устройств (фильтров, линий задержки, и т.д.) на основе монокристаллических пленок ЖИГ. С целью уменьшения требуемых величин подмагничивающих полей и продвижения в более коротковолновой диапазон радиоволн перспективно использование магнитных материалов с большими величинами полей анизотропии. В настоящее время самым распространенным сильноанизотропным ферритом является гексаферрит бария (ГФБ) - BaFenOie. Обладающие высокой величиной намагниченности (4яМ0 ж 45004-5000 Гс) и большими полями одноосной кристаллографической анизотропии (На =¡5+50 кЭ), монокристаллы ГФБ используются в магнитоэлектронных устройствах, работающих в миллиметровом диапазоне радиоволн при малых подмагничивающих полях.

Появление монокристаллических пленок ГФБ открывает перспективу их использования для создания планарных управляемых магнитоэлектронных устройств КВЧ-диапазона. Возможность распространения медленных электромагнитных волн при малых магнитных полях, сильные зависимости дисперсионных характеристик от направления распространения волн и ориентации внешнего магнитного поля, открывают широкие возможности для разработки приборов с уникальными характеристиками.

Интерес к изучению волновых процессов в пленках сильноанизотропных одноосных ферритов и необходимость исследования возникающих при этом эффектов, перспективы создания на их основе управляемых планарных магнитоэлектронных устройств КВЧ-диапазона и определили актуальность темы диссертационной работы.

Основная цель работы состоит в исследовании спектра, дисперсионных характеристик и условий возбуждения электромагнитных волн в экранированных планарных структурах, содержащих слои моно - или многодоменного одноосного сильноанизотропного феррита, в зависимости от направления распространения волн, величины и ориентации внешнего магнитного поля. Основное внимание уделено электромагнитным волнам, у которых характеристики распространения определяются, в первую очередь, высокочастотными свойствами ферритового слоя (тензором магнитной проницаемости феррита). Далее в работе такие электромагнитные волны будут называться магнитодвнамическими волнами [2].

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Впервые получено выражение для усредненного тензора высокочастотной магнитной проницаемости произвольно намагниченного слоя одноосного сильноанизотропного феррита с полосовой доменной структурой.

2. Впервые теоретически исследованы влияние величины и ориентации внешнего магнитного поля на спектр, дисперсионные характеристики магнитодинамических волн в экранированной структуре, содержащей слой одноосного сильноанизотропного феррита с полосовой доменной структурой.

3. Впервые проведено исследование особенностей возбуждения магнитодинамических волн в слое феррита с полосовой доменной структурой сторонним поверхностным электрическим током. Исследовано поведение характеристик сопротивления излучения в зависимости от величины и угла намагничивания слоя феррита внешним магнитным полем, направления распространения волн.

Научные положения, выносимые на защиту:

1. В слое сильноанизотропного одноосного феррита с полосовой доменной структурой, в отличие от случая монодоменного состояния, в зависимости от величины и ориентации внешнего магнитного поля может наблюдаться от одного до четырех частотных интервалов существования магнитодинамических волн.

2. При распространении магнитодинамических волн вдоль доменных границ при касательном намагничивании слоя одноосного сильноанизотропного феррита с полосовой доменной структурой, одновременно могут существовать поверхностные волны с различной дисперсией: нормальной и аномальной.

3. При возбуждении магнитодинамических волн в системе, содержащей слой одноосного сильноанизотропного феррита с полосовой доменной структурой, наблюдаются эффекты, связанные с влиянием величины магнитного поля на характеристики сопротивления излучения. В частности, при увеличении магнитного поля, в зависимости от частотного диапазона распространения магнитодинамических волн, происходит либо расширение, либо сужение частотных характеристик сопротивления излучения.

Практическая ценность работы:

- исследованы возможности управления спектром, дисперсией и характеристиками возбуждения электромагнитных волн внешним магнитным полем и выбором направления их распространения;

- показана возможность создания многоканальных магнитоэлектрон-ных устройств СВЧ- и КВЧ -диапазонов на основе сильноанизозропных ферритов с ПДС;

- элементы разработанного комплекса программ расчета электродинамических характеристик экранированных структур с сильноанизотропным ферритом могут быть использованы в системах автоматизированного проектирования радиоэлектронной аппаратуры.

Апробация работы. Основные материалы диссертации докладывались на Всесоюзных школах-семинарах по спин-волновой электронике СВЧ (1985 г., Ашхабад; 1987 г., Краснодар; 1989 г., Львов; 1991 г.,Звенигород, 1993 г., Саратов); XV Всесоюзн. семинаре "Гиромагнитная электроника и электродинамика" (1987 г., Куйбышев); Семинарах по функциональной магнитоэлектронике (1988, 1990 гг., Красноярск); III Всесоюзной школе по распространению миллиметровых и субмиллиметровых волн в атмосфере (1989 г., Харьков); Межгосударственной научно-технической конференции "Радиотехнические системы и устройства мм- диапазона длин волн" (1992 г., Ясная поляна); Республиканских семинарах "Магнитоэлектронные устройства СВЧ" (1991 г., Киев), "Функциональная электроника" (1989 г., Киев); IX Международной конференции по гиромагнитной электронике и электродинамике (1992 г., Алушта); Конференции "Оксидные магнитные материалы" (1992 г., С. Петербург); Международной конференции по магнитной электронике 1'СМЕ 92 (1992 г., Красноярск); I Объединенной конференции по магнитоэлектронике (1995 г., Москва); Международной научно-технической конференции "Актуальные проблемы электронного приборостроения" (1996 г., Саратов); на научных семинарах кафедры общей физики, кафедры электроники и волновых процессов (СГУ, Саратов).

Публикации. По результатам работы опубликовано 19 печатных работ.

Личный вклад автора в работах, выполненных в соавторстве, состоит в проведении экспериментальных исследований, участии в постановке задач, обсуждении п изложении результатов исследований, разработке программ и проведении численных расчетов.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, трех разделов, заключения и списка литературы. Она содержит 129 страниц основного текста, 62 рисунка на 34 страницах, 3 таблицы и список использованных литературных источников из 120 наименований. Общий объем диссертации 163 страницы.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулирована основная цель исследований, научная новизна работы, практическая значимость полученных результатов, изложены научные положения, выносимые на защиту, и даётся краткая аннотация содержания по разделам.

Первый раздел посвящен теоретическому исследованию статических и высокочастотных свойств монокристаллических плёнок сильноанизотропных ферритов с анизотропией типа "легкая ось", ориентация которой перпендикулярна поверхности ферритового слоя. В подразделе 1.1 изучаются характеристики основного состояния слоя феррита с доменной структурой в интервале магнитных полей 0<Н0 <Н", где Н- критическое поле существования доменной структуры, зависящее от параметров ферритового слоя и угла намагничивания. Для одноосного сильноанизотропного феррита (На » 4яМ0) и указанного интервала магнитных полей в качестве расчетной принята модель полосовой доменной структуры (ПДС) с параллельными доменными границами. Из условия минимума полной энергии (с учётом энергий: одноосной анизотропии, доменных границ, магнитостатической и зеемановской) решена статическая задача и определено основное состояние произвольно намагниченного слоя феррита с ПДС. Исследованы процессы перестройки и зависимости характеристик ПДС (удельных нормированных объемов п-|,2 (П1+Пг=1) и периода доменов I, равновесных углов статических намагниченностей в доменах 0,,02) от величины и ориентации внешнего постоянного магнитного поля. Определен диапазон величин и направлений магнитных полей, где приближенно выполняется условие симметричного отклонения векторов статических намагниченностей в доменах от оси анизотропии.

В подразделе 1.2 на основе результатов решения статической задачи в приближении симметричного отклонения намагниченностей методом эффективных магнитных полей решена линейная динамическая задача движения намагниченностей в доменах под действием высокочастотного магнитного поля. Получены выражения для двух собственных частот ш,,ш2, соответствующих двум возможным модам колебаний намагниченностей в доменах. Для произвольно намагниченного слоя феррита с ПДС впервые получены выражения для усредненного по периоду доменной структуры тензора высокочастотной магнитной проницаемости

<р(ю,Й0]>=п1р1(ш|(-10) + п2р2(сй,Н0). Показано, что из данного общего выражения следуют все известные результаты, полученные для намагниченного вдоль оси анизотропии слоя феррита с ПДС.

В подразделе 1.3 статическая и динамическая задачи решены для монодоменного состояния слоя феррита, которое реализуется при магнитных полях Н0 > Н . Показано, что тензор высокочастотной магнитной проницаемости д(со,Я0) монодоменного слоя феррита также может быть получен из усредненного тензора < й(со,А0] > феррита с ПДС.

Второй раздел посвящен исследованию спектра, дисперсионных характеристик, затухания и поперечного распределения амплитуд электромагнитных волн в продольно однородной и произвольно намагниченной структуре типа "металл-диэлектрик-феррит-диэлектрик-металл" (МДФДМ) в зависимости от поперечного размера структуры в, направления распространения волн, величины и ориентации внешнего магнитного поля. Проведена классификация гибридных ЕН- и НЕ- волн на основе вида поперечного распределения амплитуд электромагнитных полей (поверхностное или объемное) и характера дисперсионной зависимости (нормальная или аномальная).

В подразделе 2.1 из однородных уравнений Максвелла, методом матриц передач и с учетом граничных условий, получено дисперсионное уравнение (□(<»,К,А0) = 0) Для электромагнитных волн в МДФДМ - структуре, содержащей произвольное число анизотропных ферритовых и изотропных диэлектрических слоев. Ферритовые слои, в зависимости от величины магнитного поля характеризуются либо усредненным тензором < р(а>,(-10) > при многодоменном состоянии (0<Н0<Н ), либо тензором р(ю,Й0) при монодоменном состоянии (Н0 >Н ). При многодоменном состоянии феррита условие применимости полученного дисперсионного уравнения определяется соотношением к « 2-/1, где к- продольное волновое число электромагнитной волны. Используемый электродинамический подход позволяет исследовать дисперсионные характеристики быстрых и медленных (магнитодинамических) волн в широком интервале волновых чисел, в том числе и в области малых волновых чисел, где магнитостатическое приближение неприменимо.

В подразделе 2.2 на основе численного решения дисперсионного уравнения, выполненного для диапазона частот 20-80 ГГц и углов намагничивания 0° < < 90°, проведено исследование характеристик электромагнитных волн в слоистой структуре (показана на врезке рис. 1), содержащей слой ГФБ и диэлектрика, намагниченной полем, достаточным для реализации монодоменного состояния слоя феррита при любом угле Рассмотрены наиболее важные случаи поперечного и продольного распространения волн относительно проекции магнитного поля на плоскость фер-

ритового слоя. При продольном распространении, в зависимости от угла намагничивания, низшие моды прямых (при 0„ = 0°) и обратных (при = 90°) объемных магнитодинамических волн (соответственно -НЕ-ПОМВ и НЕ-ООМВ) имеют минимальное волновое число в пределах к0 < к < к0Л/е|Т и трансформируются, в зависимости от геометрии структуры и частотного диапазона, либо в низшие НЕоо- волны плоского диэлектрического волновода, либо в квази-Т-волны плоского металлизированного волновода. В интервале углов намагничивания 0° < 0„ < 90° магнитоди-намические волны представлены НЕ-ПОМВ и НЕ-ООМВ, занимающими смежные частотные диапазоны и имеющими общее начало дисперсионных характеристик. В диапазоне волновых чисел к < кол/ёц наблюдаются эффекты гибридизации магнитодинамических и быстрых электромагнитных волн, приводящие к характерной трансформации их дисперсии.

При поперечном направлении распространения волн с увеличением угла намагничивания 0Ь от 0°до 90° происходит трансформация дисперсионных характеристик и поперечного распределения полей магнитодинамических волн от прямых объемных волн к поверхностным и объемным волнам с аномальными дисперсионными характеристиками. Обратные объемные волны не имеют перегибов дисперсионных характеристик, где 1руп-повая скорость равна нулю, и не взаимодействуют с быстрыми элёктромаг-нитными волнами. Для обратных поверхностных волн (НЁ-ОПМВ) это наблюдается при в,, =90°, когда и объемные и поверхностные волны относятся к классу Н-волн. При 0Ь Ф 90° НЕ-ОПМВ имеет перегиб дисперсионной характеристики в области к0 < к < кол/ёц и переходит в быструю электромагнитную волну.

В подразделе 2.3 исследуются характеристики распространения электромагнитных волн в произвольно намагниченной МДФДМ- структуре, содержащей слой ГФБ с ПДС. В отсутствии магнитного поля усредненный тензор <Д(<о,Р10)> имеет диагональный вид, при распространении вдоль доменных границ магнитодинамические волны существуют в двух частотных диапазонах и являются поверхностными Е-волнами и прямыми объемными Н-волнами. В области больших волновых чисел (к-> оо) область существования Е- волн ограничена частотой ш2 ~ <эа = 7На, а Н-ПОМВ -частотой <В| зависящей от параметров ПДС и характеристик ГФБ. В области малых волновых чисел к -> 0 проведенные теоретические исследования дисперсионных характеристик этих волн выявили следующие основные особенности: -Е-волна не имеет нижней частоты отсечки и переходит в быструю квази - Т- волну, - высшие моды Н-ПОМВ имеют частотную отсечку

о, « ,/<за(гаа +<*-), при которой к = 0, -частотная отсечка низшей моды Н-ПОМВ определяется поперечными размерами э структуры и может находится как выше так и ниже частоты ы,. Последний случай реализуется при достаточно больших расстояниях от феррита до металлических экранов, когда на частотах со <<а, низшая мода Н-ПОМВ переходит в быструю волну типа НЕю плоского волновода (рис. I).

Для случая распространении волн вдоль доменных границ и при намагничивании ферритового слоя вдоль оси анизотропии проведенные исследования при увеличении магнитного поля в диапазоне от Н0 = 0 до Н0 » Н*, выявили следующие основные закономерности: - Н-ПОМВ трансформируются в гибридные НЕ - волны, их частотный диапазон существования уменьшается и они исчезают с разрушением доменной структуры в слое феррита, - поверхностная Е- волна трансформируется в ЕН-волны с объемным распределением полей по толщине феррита с одновременным увеличением частотного интервала существования. Показано, что дисперсионные характеристики и граничные частоты этих волн определяются величиной средней статической намагниченности слоя феррита М£ =(п1-п2)М0, т.е.

к, см"1

они распространяются как в монодоменном слое феррита с намагниченностью насыщения М2, зависящей от величины магнитного поля. В частности, граничная частота тш существования этих волн (при к—> да) равна

При аналогичном направлении распространения волн в случае касательного (0, =90°) намагничивания слоя феррита с ПДС магнитным полем, направленным вдоль доменных границ, проанализированы особенности поведения магнитодинамических волн, связанные с характером зависимости периода доменов I от величины магнитного поля. В области магнитных полей, где период I является практически линейной функцией величины магнитного поля, магнитодинамические волны существуют в двух частотных диапазонах и являются объемными волнами с нормальной (НЕ-ПОМВ) и аномальной (ЕН-ООМВ) дисперсией. В диапазоне магнитных полей Н, < Н0 < Н", где Н,- магнитное поле, соответствующее началу неограниченного роста периода I ПДС, между ветвями указанных объемных волн появляются дополнительные ветви поверхностных магнитодинамических волн с различной дисперсией: нормальной (НЕ-ППМВ) и аномальной (НЕ-ОПМВ) (рис. 2).

Ь ГГц

400

к, см"1

При углах намагничивания феррита в интервале 0° < ©„ < 90° и выбранном направлении распространения волн в слое феррита с ПДС, в общем случае, существуют следующие типы магнитодинамических волн: -прямые и обратные объемные ЕН - волны, распространяющиеся в смежных частотных диапазонах с граничными частотами и дисперсионными характеристиками, зависящими от величины средней статической намагниченности феррита, - прямые объемные НЕ- волны, распространяющиеся в более высокочастотной области и дисперсия которых завит от параметров ПДС.

Проанализированы основные закономерности трансформации характеристик магнитодинамических волн в зависимости от параметров магнитного поля при распространении магнитодинамических волн в поперечном направлении относительно доменных границ и магнитного поля. В частности, показано, что увеличение магнитного поля от нуля до Н*, направленного вдоль оси анизотропии, приводит к преобразованию Н- волн в гибридные НЕ-волны с сохранением частотного интервала существования и трансформации дисперсионной характеристики низшей моды НЕ-волн в области малых волновых чисел в быструю электромагнитную волну, не имеющую частотной отсечки.

Третий раздел посвящен теоретическому исследованию возбуждения электромагнитных волн в произвольно намагниченной МДФДМ- структуре, содержащей слой моно- или многодоменного сильноанизотропного одноосного феррита. В подразделе 3.1 с использованием условий ортогональности собственных электромагнитных волн в рассматриваемой структуре [3] и соответствующих квадратичных лемм в приближении заданного тока получены выражения для амплитудных коэффициентов возбуждаемых волн и сопротивления излучения полосковой антенны. Полученные выражения позволяют качественно исследовать основные характеристики возбуждения в зависимости от условий намагничивания, размеров МДФДМ- структуры, а также направления распространения волн.

В подразделе 3.2 на основе численного расчета выполненного в диапазоне 20-80 ГГц проводятся исследования характеристик возбуждения электромагнитных волн в МДФДМ- структуре, содержащей монодоменный слой феррита (Нс^Н*), в зависимости от угла намагничивания 0h ( при Н0 = const) при продольном и поперечном расположении полосковой антенны относительно проекции магнитного поля. Показано, что наиболее существенные расхождения результатов, полученных в магнитостатическом приближении [4], с результатами, полученными на основе используемого электродинамического подхода, наблюдаются в узкополосном режиме воз-

буждения при соотношениях \лг/с1> 1, где уу-ширина антенны, (1 - толщина феррита. Наиболее заметное расхождение наблюдается в положении и величине максимумов частотных зависимостей сопротивления излучения.

В подразделе 3.3 приведены результаты исследования характеристик возбуждения электромагнитных волн в МДФДМ- структуре, содержащей слой феррита с ПДС, в зависимости от ориентации и величины магнитного поля (О^Н0<Н*), поперечного размера структуры, при продольном и поперечном расположении полосковой антенны относительно доменных границ. Показано, что в отсутствии магнитного поля возможно эффективное управление частотными характеристиками сопротивления излучения низших мод Н-ПОМВ путем изменения поперечного размера в МДФДМ-структуры. При намагничивании феррита вдоль оси анизотропии и расположении антенны поперек доменных границ основные особенности возбуждения магнитодинамических волн заключаются в различном поведении характеристик сопротивления возбувдения с увеличением магнитного поля от 0 до Н": для НЕ-ПОМВ происходит уменьшение эффективности возбуждения и ширины частотной области эффективного возбуждения (рис. 3 а)), а для ЕН-ПОМВ - возрастание (рис. 3 б)). Для намагничивания слоя феррита с ПДС под углами в диапазоне 0° < 0Н ^ 90° и аналогичной геометрии возбуждения, показано, что число частотных диапазонов эффективного возбуждения магнитодинамических волн определяется величиной магнитного поля и характером зависимости периода ПДС, причем наиболее эф-

б)

фиктивно возбуждаются поверхностные волны. При расположении антенны вдоль доменных границ зависимости сопротивления излучения магнитоди-

намических волн от величины магнитного поля аналогичны зависимостям от угла намагничивания ©h (при Н0 = const) при монодоменном состоянии феррита.

В подразделе 3.4 приведены результаты экспериментального исследования характеристик фильтрующих устройств КВЧ-диапазона на основе монокристаллических плёнок и пластин гексаферрита бария. Исследования проводились для устройств режекторного и полоснопропускающего типа. Показана возможность создания фильтрующих устройств КВЧ диапазона, функционирующих при малых полях подмагничивания, в том числе и в отсутствии магнитного поля. Получены следующие параметры фильтрующих устройств: для режекторного фильтра (выполнен на монокристаллической пленке ГФБ толщиной d=4 мкм) - частотный диапазон 44-55 ГГц, полоса заграждения по основанию 100+150 МГц, уровень заграждения 9+20 дБ; для полоснопропускающих фильтров - достигнутые частоты 50-60 ГГц, минимальные потери в полосе пропускания 1.5+12 дБ, внеполосное ослабление 25+40 дБ, полоса пропускания 60+350 МГц, коэффициент прямоугольности (3/30 дБ) 2.5+3.5, масса 0.05 +0.1 кг.

Каждый раздел диссертации завершается выводами, отражающими основные результаты представленных в нем исследований.

В заключении сформулированы основные результаты, полученные в работе, и даются прогнозы применения одноосных сильноанизотропных ферритов в устройствах КВЧ- диапазона.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ДИССЕРТАЦИИ

1. Решена статическая и динамическая задачи движения намагниченности в произвольно намагниченном моно- и многодоменном (с полосовой доменной структурой) слое сильноанизотропного одноосного феррита. Исследованы процессы перестройки параметров ПДС в зависимости от величины и ориентации внешнего магнитного поля. Показано, что в широком диапазоне величин магнитных полей выполняется условие симметричного отклонения векторов намагниченности в доменах от оси анизотропии. Впервые получены выражения для компонент усредненного по периоду доменов тензора высокочастотной магнитной проницаемости произвольно намагниченного феррита с ПДС.

2. На основе уравнений Максвелла методом матриц передач получено дисперсионное уравнение для электромагнитных волн, распространяющихся в произвольно намагниченной структуре типа "металл-диэлектрик-

феррит-диэлектрик-металл" содержащей слои моно- или многодоменного сильноанизотропного одноосного феррита. Проведен анализ спектра, затухания, поперечного распределения амплитуд электромагнитных полей и дисперсионных характеристик магнитодинамических волн, распространяющихся в МДФДМ - структуре, содержащей монодоменный слой феррита, в зависимости от направления распространения волн и угла намагничивания (при постоянной величине магнитного поля). Показано, что в КВЧ-диапазоне, при исследовании дисперсионных характеристик магнитодинамических волн, необходимо учитывать величину диэлектрических прони-цаемостей феррита и подложки. Установлено, что в диапазоне волновых чисел к<кол/ец имеется сильная связь между магнитодинамическими волнами и волнами в диэлектрическом слое, приводящая к существенному отличию дисперсионных характеристик от результатов, полученных в магни-тостатическом приближении.

3. Впервые проведен анализ спектра, затухания, поперечного распределения амплитуд полей и дисперсионных характеристик магнитодинамических волн, распространяющихся в МДФДМ - структуре, содержащей ферритовый слой с ПДС, в зависимости от направления распространения волн, величины и ориентации магнитного поля. Установлено, что в.. МДФДМ - структуре содержащей ферритовый слой с ПДС, может существовать, в отличие от случая монодоменного состояния, от одного до четырех частотных диапазонов распространения магнитодинамических волн. Теоретически показана возможность управления дисперсионными характеристиками магнитодинамических волн в МДФДМ - структуре, содержащей ферритовый слой с ПДС, путём изменения величины и ориентации внешнего магнитного поля, расстояния от феррита до металлических экранов.

4. Решена задача возбуждения электромагнитных волн в произвольно намагниченной МДФДМ - структуре, содержащей моно- или многодоменный слой одноосного сильноанизотропного феррита, и в приближении заданного тока получены выражения для сопротивления излучения полоско-вой антенны. Установлено, что в КВЧ-диапазоне результаты расчета сопротивления излучения, проведенные на основе магнитостатического и электродинамического подхода существенно различаются при узкополосном режиме возбуждения (w/d > I). При широкополосном режиме возбуждения (w/d<l) и в области больших волновых чисел, характеристики сопротивления излучения магнитодинамических и магнитостатических волн практически совпадают.

5. Для МДФДМ - структуры, содержащей слой феррита с ПДС, впер-

вые теоретически определены зависимости характеристик возбуждения магнитодинамических волн от геометрии полосковой антенны, величины и ориентации внешнего магнитного поля. Показано, что шириной частотной области эффективного возбуждения можно управлять величиной внешнего магнитного поля.

6, Разработаны макеты и исследованы характеристики фильтрующих устройств КВЧ- диапазона на основе монокристаллических пленок и пластин ГФБ. Для частотного диапазона 45-55 ГГц показана возможность создания полосно-пропускающих и режекторных фильтров, функционирующих при малых магнитных полях (Но<6 кЭ), в том числе и при отсутствии подмагничивающего поля.

Список опубликованных работ по теме диссертации

1. Бегинин Б.Н. Возбуждение электромагнитных волн в слоистых структурах на основе сильноанизотропных ферритов в моно- и многодоменном режиме//1 объединенная конференция по магнитоэлектронике, тез. докл.,Москва, 1995, с. 167

2. Бегинин Б.Н. Исследование волновых процессов сильноанизотропных феррит-диэлектрических структурах в миллиметровом диапазоне//там же, с.8

3. Бегинин E.H. Задержка сигналов на МСВ в коротковолновом диапазоне // Per. конф. "Спинволновые явления электроники СВЧ",тез. докл.,Краснодар, 1987,с.156

4. Бегинин E.H., Игнатьев A.A., Мостовой A.A. Селективные свойства планарных и волноводных преобразователей магнитостатических волн// там же, с. 160

5. Бегинин E.H. Резонансные свойства слоистых структур с сильноанизотропным одноосным ферритом в волноводе// IV Всесоюз. школа-семин. "Спинволновая электроника СВЧ", тез. докл., Львов, 1989 с.84

6. Бегинин E.H. Особенности избирательного поглощения в монокристаллических пленках сильноанизотропного феррита И V Всесоюзная школа по спин-волновой электронике СВЧ, тез. докл.,Звенигород, 1991, с. 33

7. Бегинин E.H., Игнатьев A.A., Мостовой A.A. Теория бигиротропиых многослойных магнитоэлектронных преобразователей// XI Меж. конф. по гиромагнитной электронике и электродинамике,Труды т. 1, Алушта, 1992, с. 72

8. Бегинин E.H., Лепестаин А.Н., Игнатьев A.A., Мостовой A.A. Управ-

ляемые устройства низкого и высокого уровней мощности на пленках ферритов в КВЧ-диапазоне// Оксидные магнитные материалы, тез. докл., С.-Петербург, 1992,с. 52

9.* Бегинин E.H., Мостовой A.A. Рассеяние электромагнитных волн на не-однородностях внутренней границы экранированной феррит-диэлектрической структуры II 6 школа-семин. "Спинволновая электроника СВЧ",тез. докл., Саратов, 1993, с. 42

10. Бегании E.H., Лепесткин А.Н. Исследование особенностей волновод-Мых избирательных устройств на основе сильноанизотропных ферритов//там же, с. 133

11. Бегинин E.H., Игнатьев A.Ä. Волноводные фильтры СВЧ на основе пленочных ферритов// IV семинар по функциональной магнитоэлектро-нике,тез. докл., Красноярск, 1990, с. 304

12. Бегинин E.H., Лепесткин А.Н., Игнатьев A.A. Фильтрация сигнала в устройствах на пленках ферритов в коротковолновой части СВЧ диапазона/Я! Всесоюз. школа-семин. "Спинволновая электроника СВЧ", тез. докл., Ашхабад, 1985, с. 117

13. Бегинин E.H., Лепесткин А.Н. Управляемые магнитоэлектронные линии задержки мм-диапазона //Межд.. конф. по магнитной электронике ГСМЕ, тез. докл., Красноярск, 1992, с. 150

14. Бегинин E.H., Игнатьев A.A. Дисперсионные и полосовые свойства линий передач на гексаферрите бария// 3 сем. по функциональной электронике, тез. докл., Красноярск, 1988, с. 166

15. Бегинин E.H. Распространение и возбуждение электромагнитных волн в феррит-диэлектрической структуре с сильноанизотропным ферритом// Межд. научно-тех. конф. "Актуальные проблемы электронного прибо-

, росгроения", тез. докл., Саратов, 1996, с. 117

16-Бегинин E.H., Лепесткин А.Н., Игнатьев A.A., Мостовой A.A. Магнит тоэлектронные устройства мм-диапазона// 3 Всесоюз. школа по распространению миллиметровых и. Субмм. волн в атмосфере, тез. докл., -Харьков, 1989, с.22 1

17. Бегинин E.H., Куликов М.Н. Использование продольно неоднородного магнитного поля для управления амплитудными и фазовыми характеристиками магнитостатических волн в пленках феррита II Гиромагнитная электроника и электродинамика, Тез. докл. XV Всесоюзн. семинара, Куйбышев, 1987, с.27

18. Бегинин E.H., Лепесткин А.Н., Игнатьев A.A., Мостовой A.A. Магнитоэлектронные устройства мм-диапазона// Межгос. науч.-тех. конф.

"Радиотехнические системы и устройства мм - диапазона длин волн", тез. докл.,Ясная поляна, 1992, с. 109

19. Бегинин E.H., Лепесткин А.Н., Игнатьев A.A. Избирательные волно-водные устройства с пленками ферритов в КВЧ - диапазоне// Конф. "Функциональная электроника", тез. докл., Киев, 1989, с. 15

Список цитируемой литературы

1. Вугальтер Г.А., Гилинский И.А. Магнитостатические волны (обзор)//Радиофизика, т.32, 1989, №10, c.1187-1220

2. Головко Я.Д., Гусев A.B., Зависляк И.В., Коберидзе A.B. и др. Магни-тодинамические волны и колебания в пленках бариевого феррита //РиЭ, т.38, 1993, в.З, с.506

3. Фелсен Л., Маркувиц Н. Излучение и рассеяние волн. -М.:Мир, 1978

4. Дмитриев В.Ф., Калиникос Б.А. Возбуждение распространяющихся волн намагниченности микрополосковыми антеннами//Изв. Вуз. , Физика, т.31, 1988, №11, с.24