Модель нелинейного излучающего кристалла в смесительном режиме

Аннотация

Рассматривается излучающий электромагнитный кристалл, содержащий резистивно - емкостные нелинейные двухполюсники. Структура конечна по одной координате и бесконечна по другой и возбуждается плоской волной свободного пространства малой амплитуды на частоте сигнала. Одновременно электромагнитный кристалл возбуждается, распространяющейся в нем на частоте гетеродина собственной волной большой амплитуды. Рассмотрены две задачи нелинейного и линейного анализа. Нелинейный анализ проводится методом гармонического баланса, в рамках которого получается система нелинейных уравнений относительно амплитуд напряжений гармоник частоты гетеродина на всех элементах электромагнитного кристалла. Результат решения нелинейной задачи представляется в форме временных зависимостей дифференциальных проводимостей и емкостей нелинейных элементов. Линейный анализ структуры о воздействии на нее волны свободного пространства малой интенсивности проводится в предположении заданных дифференциальных проводимостей и емкостей. Результат решения линейной задачи - потери преобразования волны на частоте сигнала в волну электромагнитного кристалла на промежуточной частоте.

• электромагнитный кристалл
• нелинейный электромагнитный кристалл
• метод гармонического баланса
• потери преобразования

Abstract (in English)

Radiating electromagnetic crystal containing resistive - capacitive non-linear two port elements is considered. The structure has a finite length along a coordinate axis and is infinite along another axis and it is excited by a free space plane wave with low amplitude that propagates at a signal frequency. Simultaneously the electromagnetic crystal is excited by its eigen mode with high amplitude that propagates at a heterodyne frequency. Two problems of linear and non-linear analysis are solved. Harmonic balance method is applied for solution of a non-linear problem. A system of non-linear equations relatively voltage amplitudes of heterodyne frequency harmonics at all elements of the crystal is obtained. The result of non-linear problem solution is presented in form of time dependencies of differential conductivities and capacities of non-linear elements. Linear analysis about excitation of the structure by a free space plane wave is carried out for given differential parameters. The result of linear analysis is loss of power transformation from signal frequency to intermediate frequency.

Для цитирования

Литература

1. Банков С.Е. Электромагнитные кристаллы. М.: Физматлит. 2010.
2. Банков С.Е. Детектирование сигнала в излучающем нелинейном электромагнитном кристалле. [Электронный ресурс] // Журнал радиоэлектроники. 2012. №1. URL: <http://jre.cplire.ru/jre/jan12/1/text.html>
3. Банков С.Е. Численный анализ двухчастотного взаимодействия волн в излучающем нелинейном электромагнитном кристалле // РЭ. 2011. Т. 56. №9. С. 1044-1056.
4. Malyuskin A., Fusco V., Schuchinsky A. Microwave phase conjugation using nonlinerly loaded wire arrays // IEEE Trans. AP. 2006. V. 54. №1. P. 192-203.
5. Манцызов Б.И. Когерентная и нелинейная оптика фотонных кристаллов. М.: Физматлит. 2009.
6. Банков С.Е. Модель нелинейного электромагнитного кристалла // РЭ. 2011. Т.56. №3. С. 261.
7. Банков С.Е. Взаимодействие прямых волн в нелинейном электромагнитном кристалле. [Электронный ресурс] // Журнал радиоэлектроники. 2011. №3. URL: <http://jre.cplire.ru/jre/mar11/1/text.html>.
8. Банков С.Е. Численное исследование взаимодействия прямой и обратной волн в нелинейном электромагнитном кристалле // Успехи современной радиоэлектроники. 2011. №5. С. 31-43.
9. Розанов Б.А., Розанов С.Б. Приемники миллиметровых волн. М.: Радио и связь. 1989.
10. Панченко Б.А., Нефедов Е.И. Микрополосковые антенны // М.: Радио и связь. 1986.
11. Сазонов Д.М. Антенны и устройства СВЧ. М.: Высш. шк. 1988.
12. Гупта К., Гардж Р., Чадха Р. Машинное проектирование СВЧ устройств. М.: Радио и связь. 1987.
13. Вайнштейн Л.А. Электромагнитные волны. М.: Радио и связь. 1988.