Магнитоэлектрический гиратор на основе трехслойных симметричных структур: теория и эксперимент

Представлены теоретические и экспериментальные исследования магнитоэлектрического гиратора, состоящего из катушки индуктивности, внутри которой находится магнитоэлектрическая гетероструктура, представляющая собой механически связанные слой пьезоэлектрика и два слоя магнетика. Используя систему уравнений эласто- и электродинамики для пьезоэлектрической и магнитострикционных фаз, получены выражения, позволяющие рассчитывать коэффициент преобразования ток/напряжение гиратора через параметры фаз и геометрические размеры гетероструктуры. Изготовлен экспериментальный образец гиратора на основе гетероструктуры метглас/ЦТС/метглас. Теоретически рассчитаны и экспериментально исследованы частотные и нагрузочные характеристики гиратора. Показано, что частотная характеристика коэффициента I/V преобразования имеет резонансный характер, а в низкочастотной области спектра при малых сопротивлениях нагрузки его величина линейно зависит от частоты и линейно возрастает с ростом нагрузочного сопротивления, стремясь к насыщению при больших сопротивлениях нагрузки. Представлены рекомендации для создания гираторов с наибольшей эффективностью преобразования ток/напряжение.