Построение передаточной характеристики активных кольцевых резонаторов на магнонных кристаллах
Построение спектров поверхностных спиновых волн, распространяющихся в магнитной периодической структуре и активном кольцевом резонаторе. Использование особенностей и полученных зависимостей для создания новых управляемых СВЧ-приборов и устройств.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 17.08.2018 |
| Размер файла | 197,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
|
Электронный научно-практический журнал ИЮЛЬ 2016 «МОЛОДЕЖНЫЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК» |
|
|
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ |
Размещено на http://www.allbest.ru/
|
Электронный научно-практический журнал ИЮЛЬ 2016 «МОЛОДЕЖНЫЙ НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК» |
|
|
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ |
Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет им. В.И. Ульянова (Ленина)
Построение передаточной характеристики активных кольцевых резонаторов на магнонных кристаллах
Доценко М.А., Белуш Л.В.
Аннотация
В работе проведено построение спектров поверхностных спиновых волн, распространяющихся в магнитной периодической структуре и активном кольцевом резонаторе. Такая задача представляет интерес, как с фундаментальной, так и с практической точки зрения. Изученные особенности и полученные зависимости могут быть использованы для создания новых управляемых СВЧ приборов и устройств.
Ключевые слова: Магнонный кристалл, активный кольцевой резонатор, структура, сочетающая активный кольцевой резонатор и магнонный кристалл Development of PIN-diode limiter power S-band.
Annotation
The goal of the work is a research of the spectrum of surface spin waves propagating in the periodic magnetic structure and active ring resonator. This problem is interesting from both fundamental and practical point of view. The studied characteristics and the resulting dependences can be used to create new microwave-driven instruments and devices.
Keywords: active ring resonators, periodic ferromagnetic film, spin wave, transmission coefficient
Теоретическая модель активного кольцевого резонатора на магнонном кристалле представлена на рисунке 1. Активный кольцевой резонатор состоит из СВЧ усилителя, используемого для компенсации потерь вносимых линией задержки; двух направленных ответвителей, используемых для ввода и вывода сигналов в кольцо; переменного аттенюатора, который используется для управления коэффициента усиления усилителя, Такое усиление обычно называют коэффициентом усиления кольца и обозначают за G. Допустим что коэффициент усиления усилителя не имеет частотной зависимости и распределен равномерно по длине кольца; линии задержки с периодической магнитной структурой он же магнонный кристалл, в данной конструкции обеспечивает возбуждение и прием поверхностной спиновой волны. Все элементы включены в цепь последовательно, образуя замкнутое кольцо[1].
Рисунок 1. Схема активного кольцевого резонатора на магнонных кристаллах
Для расчета передаточных характеристик активного кольцевого резонатора на магнонном кристалле необходимо знать закон дисперсии. Следовательно, на первом этапе была рассчитана передаточная и дисперсионная характеристика магнонного кристалла[2]. Зная, как по отдельности каждый из параметров магнонного кристалла влияют на передаточные характеристики, выделив диапазон волновых чисел для зон заграждения МК, мы можем качественно произвести фильтрацию АЧХ активного кольцевого резонатора, а именно совмещать зоны пропускания и заграждения, заменяя резонансные волновые числа k(w--=--p) 2 n d ,соответствующие пикам АЧХ активного кольцевого резонатора что соответствует резонансу на частотах, определяемых законом дисперсии k( )w [3].
(1)
Дисперсионная характеристика магнонного кристалла полученная при помощи формулы (1) и для следующих параметров[3] : длина «толстого» участка d1 = 150 мкм, толщина L1 = 7 мкм, длина «тонкого» участка d1 = 450 мкм, толщина L1 = 4 мкм, напряженность магнитного поля H = 1500 Э, намагниченность насыщения 2рM = 1750 Э, полуширина кривой ферромагнитного резонанса ДH = 0.5, блоховский волновой вектор, приведена на рисунке 2.3.2. Для этих параметров в соответствии с алгоритмом, рассмотренным во второй части было проведено моделирование амплитудной частотной характеристики активного кольцевого резонатора на магнонном кристалле.
поверхностный спиновой волна резонатор
Рисунок 2. Дисперсионная характеристика поверхностной спиновой волны
Рисунок 3. Зависимость коэффициента передачи от частоты для АКР
Заключение
Результатом работы стало выполнение поставленной задачи - построение передаточной характеристики активных кольцевых резонатор на магнонных кристаллах.
Теоретически изображена схема, в которой показано использование магнонного кристалла в качестве линии задержки в схеме активного кольцевого резонатора, что позволяет объединить особенности, характерные по отдельности для активных кольцевых резонаторов на спин-волновых линиях задержки и магнонных кристаллов, а именно, наличие полос пропускания, соответствующих резонансным частотам, и полос заграждения, соответствующих наличием запрещенным зонам магнонного кристалла. В соответствии с алгоритмами рассмотренными в предыдущих этапах было проведено моделирование АЧХ изображенной на рисунке 2. Результаты исследования показали, запрещенные зоны на дисперсионных характеристиках рис.2. соответствуют максимальному ослаблению передаточных характеристик рис.3., что подтверждено одновременным совмещением зон пропускания с зонами заграждения. Таким образом, можно сказать, что данный метод позволяет осуществлять фильтрацию путем добавления в спектр зон, в которых распространение спиновых волн запрещено.
Список литературы
1. Никитин А.А. Теоретическое исследование резонансных свойств активного кольца на основе слоистой структуры феррит-сегнетоэлектрик / А.А. Никитин, А.Б. Устинов, А.А. Семенов, Б.А. Калиникос // ЖТФ. ¬ 2012.¬ Т. 82. ¬ В. 7. ¬ С. 98¬101
2. 14. Витько В. В., Дроздовский А. В., Устинов А. Б. Магнитные микро- и наноструктуры: метод. указания к лаб. Работам [текст] // 2014. С.6
3. 15. Ярив А., Юх П. Оптические волны в кристаллах. М.: Мир, 1987. 616 С.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Суть волнового процесса, исследование частотной характеристики кольцевых систем СВЧ-диапазона для бегущих и стоячих волн. Методы расчёта диэлектрических волноведущих систем. Закономерности формирования амплитудно-частотной характеристики резонаторов.
дипломная работа [1,8 M], добавлен 13.01.2011Характерные особенности поверхностных волн на глубокой воде. Основы преобразования энергии волн. Преобразователи энергии волн. Колеблющийся водяной столб. Преимущества подводных устройств. Преимущества подводных устройств. Экология энергии океана.
реферат [1,6 M], добавлен 27.10.2014Составление и обоснование электрической схемы измерения вольт-амперных характеристик полупроводниковых приборов. Определение перечня необходимых измерительных приборов и оборудования, сборка экспериментальной установки. Построение графиков зависимостей.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 19.11.2015Выбор размеров двигателя. Расчет обмоток статора и ротора, магнитной цепи, потерь, параметров двигателя и построение рабочих и пусковых характеристик, построение круговой диаграммы. Определение расходов активных материалов и показателей их использования.
курсовая работа [1,7 M], добавлен 06.09.2012Открытый оптический резонатор. Собственные волны и типы поляризации. Методы расчета характеристик оптических резонаторов. Моделирование резонаторов с неплоским контуром. Измерение потерь в исследуемых резонаторах, путем сравнивания с калибровочным.
дипломная работа [1,7 M], добавлен 19.12.2015Структура электромагнитного поля. Уравнения Максвелла. Условия реализации обычной магнитной поляризации среды. Возбуждение электродинамических полей в металле. Закон частотной дисперсии волнового числа магнитной волны. Характер частотных зависимостей.
доклад [93,2 K], добавлен 27.09.2008Определение параметров волны. Комплексные и мгновенные значения векторов напряженностей электрического и магнитного полей. Построение графиков зависимостей мгновенных значений векторов поля. Построение амплитудно-частотной характеристики коэффициента.
контрольная работа [148,7 K], добавлен 04.05.2015Составление уравнений состояния цепи, построение графиков полученных зависимостей. Решения дифференциальных уравнений методом Эйлера. Анализ цепи операторным и частотным методами при апериодическом воздействии. Характеристики выходного напряжения и тока.
курсовая работа [541,5 K], добавлен 05.11.2011Создание схемы применения метода вторичного квантования для нахождения спектра элементарных возбуждений в ферромагнетиках с простейшей доменной структурой при учете дипольной энергии. Приведение квадратичной формы спиновой волны к диагональному виду.
курсовая работа [339,8 K], добавлен 22.10.2014Электрооптические эффекты: понятие и природа, причины и предпосылки возникновения. Магнитооптический эффект (эффект Коттона-Мутона), его использование. Оптические затворы и модуляторы света. Режим модулированной добротности в лазерном резонаторе.
реферат [123,5 K], добавлен 23.08.2012Разработка схемы замещения магнитной цепи. Расчет проводимостей и сопротивлений воздушных зазоров, проводимости потока рассеяния. Вычисление построение кривых намагничивания магнитной системы электромагнита, тяговой характеристики электромагнита.
курсовая работа [358,2 K], добавлен 19.06.2011Построение периодических и непериодических В-сплайнов 3 порядка по 4 и 6 точкам. Сравнение полученных сплайнов. Построение кривой Безье, функции сопряжения для периодического и непериодического сплайнов. Использование базисных многочленов Бернштейна.
лабораторная работа [369,2 K], добавлен 22.11.2015Составление уравнений по законам Киргофа. Расчет напряжений в нагрузке, комплексной передаточной функции, амплитудно-частотной характеристики и фазочастотной характеристики. Построение логарифмической амплитудной частоты, определение крутизны среза.
практическая работа [459,7 K], добавлен 24.12.2017Огибание волнами препятствий, встречающихся на пути. Отклонения законов распространения волн от законов геометрической оптики. Принцип Гюйгенса. Амплитуда распространяющихся лучей. Суперпозиция когерентных волн, излучаемых фиктивными источниками.
реферат [428,8 K], добавлен 21.03.2014Понятие поперечно-магнитных и поперечно-электрических волн, решение для этих типов. Описание величин характеристик направляющей системы и распространяющихся в ней волн. Определение фазовой и групповой скорости, особенности их зависимость от частоты.
курсовая работа [918,1 K], добавлен 07.12.2010Причины отказа от использования закрытых резонаторов в оптическом диапазоне. Типы колебаний, для которых потери минимальны. Радиусы кривизны поверхностей зеркал. Моды резонатора, их виды. Изменение интенсивности излучения при распространении в резонаторе.
презентация [143,6 K], добавлен 19.02.2014Основные закономерности развития и особенности формирования регулярных поверхностных микро- и наноструктур. Анализ получения регулярных поверхностных и пористых микро- и наноструктур с использование методов объемной микрообработки и фотолитографии.
курсовая работа [2,9 M], добавлен 08.10.2015Временные диаграммы периодических сигналов прямоугольной формы. Зависимость ширины спектра периодической последовательности прямоугольных импульсов от их длительности. Теорема Котельникова, использование для получения ИКМ-сигнала. Электрические фильтры.
контрольная работа [1,3 M], добавлен 23.08.2013Звук как источник информации. Причина и источники звука. Амплитуда колебаний в звуковой волне. Необходимые условия распространения звуковых волн. Длительность звучания камертона на резонаторе и без него. Использование в технике эхолокации и ультразвука.
презентация [3,7 M], добавлен 15.02.2011Методология регрессионного анализа и описание переменных. Построение эконометрической модели для Нидерландов и Бельгии. Статистика, построение модели. Тесты на гетероскедастичность и автокорреляцию. Интерпретация и анализ полученных результатов.
контрольная работа [122,7 K], добавлен 13.01.2017
