HYPERFRÉQUENCES

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Applications des ferrites aux hyperfréquences

Comportement en hyperfréquences

On fait agir, sur un morceau de ferrite plongé dans un champ magnétique continu H0, un champ magnétique U.H.F. h perpendiculaire à H0 ; on peut définir pour l'échantillon un moment magnétique M et un moment cinétique P par unité de volume. M = γP, où γ est le rapport gyromagnétique.

Champ magnétique continu

Dessin : Champ magnétique continu

Dessin

Action d'un champ magnétique continu sur un moment magnétiqueM⃗. 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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h étant tout d'abord nul, supposons que M soit légèrement déplacé de sa position d'équilibre parallèle à M0.

Le champ H0 crée un couple égal à M ∧ M0, qui tend à aligner de nouveau M sur H0.

L'équation du moment cinétique s'écrit :

soit :

La solution de cette équation est une rotation de l'extrémité du vecteur M autour de l'axe Oz qui porte H0. Cette rotation se fait dans le sens direct avec une pulsation angulaire ω0 = γH0 à laquelle correspond la fréquence de résonance gyromagnétique :

En fait, le mouvement s'amortit rapidement et on a coutume de compléter l'équation du moment par un terme d'amortissement phénoménologique dit de Landau-Lifchitz. Lorsqu'on fait intervenir un champ magnétique total : Ht = H0 + h, l'équation complète s'écrit :

La résolution de cette équation conduit à trouver la relation entre M et Ht, ou encore la variation de la susceptibilité ou perméabilité magnétique complexe du milieu ferri-magnétique en fonction du champ appliqué H0 et de la fréquence de l'onde U.H.F.

Zones d'utilisation sur le diagramme des susceptibilités effectives

À une fréquence donnée, les courbes de susceptibilités ont en général une forme analogue à celle de la figure.

Susceptibilités magnétiques complexes

Dessin : Susceptibilités magnétiques complexes

Dessin

Courbes de susceptibilités magnétiques complexes. 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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On y distingue essentiellement quatre régions correspondant à des utilisations différentes.

La zone 1 est dite « des pertes au champ faible » : le champ appliqué H0 n'est pas suffisant pour saturer tout le matériau, les domaines magnétiques ne sont pas tous parallèles. En fait, les matériaux ferrites ont un seuil de fréquence au-dessus duquel les pertes disparaissent. Dans ce cas, la zone 1 est la zone de travail des dispositifs déphaseurs variables en fonction du champ magnétique.

La zone 2, caractérisée par des pertes faibles (χ″+ et χ″- très faibles) et par [...]

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Magnétron à cavité

Magnétron à cavité
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Klystron à deux cavités

Klystron à deux cavités
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Tube à ondes progressives

Tube à ondes progressives
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Tube à champs croisés

Tube à champs croisés
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  • : Ingénieur, chef d'affaires, division "systèmes, défense et contrôle", Thomson-CSF.

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Pour citer l’article

Louis DUSSON, « HYPERFRÉQUENCES », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 04 décembre 2020. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/hyperfrequences/