旋磁效應是材料或介質的磁化受到靜磁場干擾時，其環繞該磁場方向的阻尼旋進運動減弱而回到平衡狀態的一種頊象。利用效應可以製成各種互易和非互易器件，如隔離器、環行器、相移器、限幅器等。廣泛地套用於微波電路中。
基本介紹
- 中文名：旋磁效應
- 外文名：Gyromagnetic Effect
- 同義詞：回磁效應、旋轉磁效應
概念,旋磁效應,旋磁共振,場位移,旋磁器件,旋磁共振器,旋磁材料及其套用,鐵氧體的旋磁效應,
概念
旋磁效應
當電子自旋磁矩受到穩恆磁場作用時，它要圍繞這一穩恆磁場按右旋(右手螺旋)方向進動，這種進動稱拉莫爾(Larmor)進動。磁性材料中由於存在損耗，只有同時受到高頻交變磁場作用時，這種進動才能繼續下去。這時磁導率呈張量形式。電磁波在磁性材料(媒質)中的傳播特性與磁矩的進動有關。由於這種現象的存在，可以產生一系列的旋磁效應，如鐵磁共振效應，極化(偏振)面旋轉效應(法拉第旋轉效應)，以及當高頻場增大時的非線性效應等。利用這些效應可以製成各種互易和非互易器件，如隔離器、環行器、相移器、限幅器等。廣泛地套用於微波電路中。
旋磁共振
與旋磁效應有關的共振(諧振)。其中外加的周期性干擾頻率與旋進運動的頻率一致。
場位移
在相反方向傳播兩個完全不同模式波的均勻波導中，例如在局部地並且非對稱地裝有縱向鐵氧體片的矩形波導中，旋磁效應所產生的位移。
旋磁器件
一種利用旋磁材料產生旋磁效應的器件。
旋磁共振器
一片設計成一定尺寸和形狀的茄磁材料，用以產生旋磁共振(諧振)。
旋磁材料及其套用
旋磁材料是指適用於微波頻段(102～105MHz)的旋磁媒質，其中主要是旋磁鐵氧體捌料，也稱微波鐵氧體材料；實際套用中有尖晶石型、石榴石型以及套用於毫米波段的磁鉛石型鐵氧體材料。
由於旋磁材料具有各向異性的特性，電磁波在這種介質中傳播就會產生一系列新的效應，如非互易場移效應、共振吸收及張量磁導率改變等。當把鐵氧體介質置於電磁波傳輸線的某些特殊位置時，上述效應有可能對正反向傳輸的電磁波在場形上、位相上或者能量損耗上產生相同或者不同的特殊影響，利用這些影響就可以製作微波鐵氧體器件。
對於互易性器件，當電磁波沿正反兩個方向傳輸時具有相同的效能，如衰減器、調製器和濾波器等；對於非互易性器件，當電磁波沿正反兩個方向傳輸時具有不同的效能，例如，利用正反向傳輸的電磁波在能量損耗方面的不同製造隔離器，利用正反向傳輸的電磁波在場強分布方面的不對稱製造環行器，利用正反向傳輸的電磁波在位相分布方面的不同製造非互易相移器。這類器件的適用頻率範圍、結構形式及其用途很不相同，不論是否互易，通常可分為兩類：線性器件和非線性器件。
線性器件是指在微波功率較小的條件下(h《
h為微波磁場， 為外加恆定磁場)只考慮微波磁場h和微波磁感應強度分量b線性項的器件。這類器件只影響微波的傳輸和衰減，不會造成頻率的變化。相移器、環行器、隔離器、濾波器等都屬於這類器件。線上性器件中，按它們所套用的恆定磁場大小又可分為低場器件(所加的恆定磁場低於共振磁場)、高場器件(所加的恆定磁場高於共振磁場)和共振式器件(所加的恆定磁場為共振磁場)三種。一般來說，當微波信號的頻率較低時(在1GHz以下)多採用高場方式；當微波信號的頻率較高時(在1GHZ以上)多採用低場方式。
非線性器件是指在微波功率較大的情況下不僅要考慮h和b的線性項，還要考慮其高次方項的器件。這時將發生頻率的變化，即倍頻效應。混頻器、倍頻器、檢波器和限幅器等都屬於這類器件。
鐵氧體的旋磁效應
微波鐵氧體器件是利用鐵氧體的旋磁效應製成的。它是一種非線性各向異性的磁性物質，它的磁導率隨外加磁場而變化，具有非線性；當加恆定磁場時．各方向上對微波磁場的磁導率也是不同的，即具有各向異性?由於這些特性，當電磁波從不同的方向通過鐵氧體時，會呈現一種非互易性。由此製作成各種非互易的鐵氧體元件。
微波鐵氧體器件種類很多。按功能分有：隔離器、環行器、開關、相移器、調製器、磁調濾波器、磁調振盪器、磁表面波延遲線等；按結構形式分有：波導式、同軸式、帶線式及微帶式；按工作方式分有：法拉第旋轉式、共振式、場移式、結式等；按所用材料分有：多晶鐵氧體器件，單晶鐵氧體器件，薄膜鐵氧體器件。
