Bibliographie & annexes
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RÉSUMÉ
Grâce à leur résistivité élevée et à leurs propriétés magnétiques, les ferrites sont utilisés dans des applications très hautes fréquences pour la réalisation de dispositifs non réciproques présents dans les systèmes émission/réception, pour les télécommunications ou les radars. La conception et l’optimisation des dispositifs non réciproques hyperfréquences (circulateurs et isolateurs) et réciproques (déphaseurs de puissance) utilisant des ferrites nécessitent la connaissance de leurs comportements électromagnétiques et la maîtrise des phénomènes de propagation des ondes qui conditionnent leurs performances.
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Due to their high resistivity and magnetic properties, ferrites are used in very high frequency applications for the manufacturing of non-reciprocal devices present in emission-reception systems, for telecommunications or radars. The design and optimization of hyperfrequency non-reciprocal devices (circulators and insulators) and reciprocal (power phase shifters) using ferrites require the knowledge of their electromagnetic behaviors and the mastery of the phenomena of wave propagation that conditions their performances.
Auteur(s)
-
Philippe GELIN : Docteur d'état de l'Université de Lille I - Professeur à l'ENST de Bretagne
INTRODUCTION
Grâce à leur résistivité élevée et à leurs propriétés magnétiques, les ferrites ont rapidement été utilisés dans des applications très hautes fréquences pour la réalisation de dispositifs non réciproques que l'on trouve dans tous les systèmes émission/réception que ce soit dans le domaine des télécommunications ou du radar.
La conception et l'optimisation des dispositifs non réciproques hyperfréquences (circulateurs et isolateurs) et réciproques (déphaseurs de puissance) utilisant des ferrites nécessitent, d'une part, la connaissance de leurs comportements électromagnétiques, à savoir leurs permittivités diélectriques et leurs perméabilités magnétiques et, d'autre part, la maîtrise des phénomènes de propagation des ondes qui conditionnent leurs performances.
Compte tenu des articles déjà parus dans ce traité « Électronique » sur la physique des ferrites , qui résument les nombreuses études théoriques portant sur la compréhension de leurs comportements statiques et dynamiques, nous axerons notre propos sur deux points particuliers :
-
d'une part, la représentation de la perméabilité tensorielle des ferrites quel que soit leur état magnétique ;
-
d'autre part, les phénomènes de propagation à partir desquels il est possible de comprendre et d'interpréter le fonctionnement des dispositifs non réciproques, dispositifs ayant fait l'objet de l'article dans ce traité.
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VERSIONS
- Version courante de juil. 2019 par Bernard DÉMOULIN, Patrick QUEFFÉLEC
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Les ferrites polycristallins1. Interactions onde/matière
Les interactions entre une onde électromagnétique et le matériau qu'elle traverse sont un sujet qui préoccupe le monde scientifique depuis les débuts de l'électromagnétisme. L'étude de ces interactions permet de définir les notions de permittivité diélectrique et de perméabilité magnétique.
Les milieux ferrimagnétiques qui nous intéressent sont des matériaux anisotropes magnétiques. Le comportement magnétique des ferrites est décrit par un tenseur perméabilité qui dépend de ses propriétés intrinsèques, mais également de paramètres extrinsèques tels que l'état d'aimantation et la forme de l'échantillon. Pour ces milieux, les équations constitutives s'écrivent :
;
avec :
-
![]()
: - induction électrique,
-
![]()
: - champ électrique,
-
![]()
: - induction magnétique,
-
![]()
: - champ magnétique,
- ε0 :
- permittivité diélectrique du vide,
- εr :
- permittivité relative,
- µ0 :
- perméabilité magnétique...
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Interactions onde/matière
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - LEBOURGEOIS (R.) - Ferrites doux pour l'électronique de puissance - [D 2 160] Génie électrique.
-
(2) - LEBOURGEOIS (R.) - Ferrites faibles pertes pour applications fréquentielles - [E 1 760] Électronique.
-
(3) - COMBES (P.F.), CRAMPAGNE (R.) - Éléments non réciproques à ferrites - [E 1 404] Électronique.
-
(4) - POLDER (D.) - On the theory of ferromagnetic resonance - . Philosophical magazine, vol. 40, pp. 99-115, January 1949.
-
(5) - RADO (G.T.) - Theory of the microwave tensor permeability and Faraday effect in non saturated ferromagnetic materials - . Phys. Review, vol. 89, pp. 529, 1953.
-
(6) - SCHLÖMANN (E.) - Microwave behavior of partially magnetized ferrites - . J. Appl. Phys., vol. 41, pp. 204-214,...
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