Гришин с В, Шараєвський Ю П Саратовський державний університет ім Н Г Чернишевського Саратов, 410012, Росія тел: (8452) 516947, e-mail: grishfam@sguru, sharaevskyyp@infosguru

Анотація – У роботі на основі результатів експериментального дослідження амплітудних і фазових характеристик резонансної лінії передачі на зворотних обємних магнітостатичних хвилях у двохчастотному режимі обговорюються особливості параметричного збудження спінових хвиль в феромагнітної плівці

I                                       Введення

Відомо [1], ЩО характеристики резонансної лінії передачі на магнітостатичних хвилях (МСВ), що представляє собою мікрополоскові резонатор, навантажений на феромагнітну плівку, в якій за певних значеннях зовнішнього постійного магнітного поля збуджуються МСВ, залежать від рівня потужності вхідного сигналу При цьому на одних частотах сигнал, з амплітудою нижче деякого граничного значення (малий сигнал), проходячи через таку ЛІНІЮ передачі, послаблюється сильніше, ніж сигнал, амплітуда якого вище порога (великий сигнал), а на інших, навпаки, великий сигнал послаблюється сильніше малого Нелінійне придушення сигналу обумовлено параметричним збудженням спінових хвиль У плівці сигналом накачування, в ролі якого може вьютупать як МСВ в плівці, так і електромагнітна хвиля У ЛІНІЇ [2] У першому випадку в ролі сигналу накачування виступає, в основному, МСВ і резонансна ЛІНІЯ передачі може використовуватися як шумоподавлювач [3], а в другому – електромагнітна хвиля, І В цьому випадку така лінія може використовуватися Як обмежувач потужності

Рис 1 АЧХ і ФЧХрезонансной лінії передачі на ООМСВ, отримані в відсутність великого сигналу (1) і в його присутності (2) при / ЬС = 2210МГц

У даній роботі наводяться результати експериментального дослідження амплітудних і фазових характеристик резонансної лінії передачі на зворотних обємних МСВ (ООМСВ) при одночасному проходженні через неї двох сигналів різного рівня потужності (великого І малого) Обговорюється вплив параметрически порушених спін-хвильових пакетів у плівці на характер поведінки амплітуди І фази малого сигналу поблизу частоти великого сигналу

II Експериментальні результати

Експериментальний макет представляв собою мікрополоскові полуволновий резонатор, уздовж поперечної осі симетрії якого розташовувалася плівка залізо-ітрієві граната При зовнішньому постійному магнітному поле Но-ЗОО Е, доданому дотично до поверхні системи і перпендикулярно мікрополоске, в плівці порушувалися ООМСВ на частотах основного виду коливання резонатора

Fig 1 AFC and PFC of resonant transmission line on BVMSWare obtained in absence (1) and presence (2) of a large signal at f\g=22^0 MHz

Експериментальне дослідження зміни амплітуди І набігу фази малого сигналу, що проходить через резонансну лінію передачі на ООМСВ, при відбудові його частоти / мс від частоти великого сигналу / ЬС проводилося за допомогою вимірювача амплітуд І різниці фаз ФК2-33

Встановлено, що при одночасній подачі на ВХІД ЛІНІЇ двох сигналів різного рівня потужності великий сигнал робить помітний вплив на амплітуду малого сигналу при расстройках між сигналами Af <30 МГц. При цьому якщо частота великого сигналу відповідає частотах, на яких в одночастотному режимі спостерігається максимальне придушення малого сигналу щодо великого (або обмеження великого сигналу), то в двохчастотному режимі амплітуда малого сигналу поблизу fe має яскраво виражений резонансний максимум (або мінімум), а набіг фази малого сигналу поблизу / ЬС зазнає різка зміна на величину ~ ± 45 – 50 ° І відповідає поведінці фази сигналу в коливальному контурі (послідовному або паралельному) при резонансі.

III                  У разі, коли частота великого сигналу відповідає частоті, на якій в одночастотному режимі ослаблення сигналу не залежить від його амплітуди і є постійним, а зміна набігу фази між сигналом великої і малої амплітуди складає величину -90 °, в двохчастотному режимі на амплітудної характеристиці малого сигналу спостерігається одночасне присутність двох екстремумів (максимумів і мінімумів), що мають приблизно однакову величину (рис 1) При цьому зміна набігу фази малого сигналу поблизу / ЬС описується резонансної кривої з одним екстремумом, як показано на рис 1 На частоті / мс = ^, де амплітуда малого сигналу У відсутність і в присутності великого сигналу має однакову величину, набіг фази малого сигналу У присутності великої досягає екстремального значення, змінюючись на величину -90-100 ° щодо одночастотного випадку (СР криві 2 і 1) При цьому екстремуми (максимум і мінімум), що виникають на амплітудної характеристиці малого сигналу У присутності великого (див криву 2), знаходяться по різні сторони від частоти / ЬСОбговорення результатів

Відмінності в ловеденіі амллітуди і набігу фази малого сигналу поблизу частоти fe в розглянутих випадках можуть бути пояснені існуванням двох тілові накачування лрі параметричному збудженні спінових хвиль: магнітостатіческого хвилі накачування в плівці і електромагнітної хвилі накачки в резонаторі [2] Результати, представлені на рис 1, відповідають випадку, коли в якості хвилі накачування виступають одночасно обидві хвилі: ООМСВ і електромагнітна хвиля, кожна з яких збуджує свій спін-хвильової пакет Ці спін-хвильові пакети надають зворотний вплив на характеристики малого сигналу: на амплітудної характеристиці одночасно спостерігаються максимум і мінімум, а на характеристиці набігу фази малого сигналу спостерігається один резонансний екстремум Аналогічна поведінка характеристик сигналу спостерігається і в схемі двох повязаних коливальних контурів, один з яких є послідовним, а інший паралельним

IV                                   Висновок

Отримані результати становлять інтерес при дослідженні проходження складних сигналів, зокрема, багаточастотних, через нелінійні лінії передачі на МСВ [4]

Робота виконана в рамках програм Федерального агентства з науки та інновацій (№ НШ-416720062, № 2006-РІ-190/001/053), а також за підтримки РФФД (грант № 04-02-16296)

IV                           Список літератури

[1] гоішін С В, Гоішін В С, Шараєвський Ю П Ріє,

2005, т 50, № 8, с 902-908

[2] Гришин С В, Шараєвський Ю П ЖТФ, 2006, т 76, № 8, с 107-114

[3] Гришин С В, Шараєвський Ю П ПЖТФ, 2005, т 31, № 2, с 77-83

[4]  Adam J D, StitzerS Ν IEEE Trans, on Magn, 2004, v 40, № 4, p 2844-2846

PARAMETRIC INTERACTION OF SIGNALS IN RESONANT TRANSMISSION LINE ON MAGNETOSTATIC WAVES

Grishin S V, Sharaevsky Yu P

Saratov State University Saratov, 410012, Russia Pi): (8452) 516947, e-mail: grishfam@sguru, sharaevskyyp@infosguru

Abstract – In the proposed paper the features of parametric excitation of spin waves in resonant transmission line on backward volume magnetostatic waves are discussed

I                                        Introduction

It’s well known [1], that characteristics of resonant transmission line on magnetostatic waves (MSW) depend on the input signal power level This line has two frequency areas with different nonlinear characteristics In one of them a signal with amplitude lower than the threshold (a small signal) is attenuated greater than a signal with amplitude higher than the threshold (a large signal), and in the other one a large signal is attenuated greater than a small signal Nonlinear suppression ofthe signal is caused by the parametric excitation of spin waves The spin waves are excited by the pump signal Both MSW in ferromagnetic film and electromagnetic wave in transmission line can be the pump signal [2] In the case when the pump signal is MSW the transmission line is used as a signal-to-noise enhancer [3], and in the case when the pump signal is electromagnetic wave the line is used as a power limiter

In the proposed paper the results of experimental research of amplitude and phase characteristics of resonant transmission line on backward volume MSW (BVMSW) in the two-signal regime (small and large signals) are presented The influence of spin-wave packets on amplitude as well as on phase incursion of a small signal nearby a large signal is discussed

II                              Experimental Results

A microstrip half-wave resonator with yttrium iron garnet (YIG) film is the object of experimental research The BVMSW are excited in a YIG film nearby resonant frequency of resonator at the value of external magnetic field Ho-300 Oe

It’s determined that in the case of two signal propagation through the resonant transmission line on MSW the large signal influences on a small signal amplitude at the value detuning between signals Af<30 MHz If a large signal frequency fig corresponds to frequencies on which the maximum suppression of a small signal (or maximum limitation of a large signal) is observed, than in the two-signal regime the amplitude of a small signal nearby fig has maximum (or minimum) and phase incursion of a small signal is changed on the value ~±45-50° At that the changes of phase incursion of a small signal nearby fg corresponds to behavior of signal phase in the oscillatory circuit

In the case when fg corresponds to frequency, on which in the one-signal regime the signal attenuation does not depend on the amplitude value and the change of phase incursion between the signal of large and small amplitude has the value ~90°, the amplitude characteristic of small signal in the two- signal regime has two extremums (Fig1) As shown in Fig 1 the change ofthe small signal phase incursion nearby f,g is described by the resonant curve with one extremum

III                                 Result Discussion

The obtained results can be explained by the existence of two types of pump waves: magnetostatic pump wave in the film and electromagnetic pump wave in the resonator [2] The each of pump waves excites the spin-wave packet These packets influence on small signal characteristics The analogous view of signal characteristics is observed in two coupled oscillatory circuits one of which is a series and the other one is a parallel circuit

IV                                      Conclusion

The obtained results have interest for the investigation of the complex signal propagation through the nonlinear transmission line on MSW [4]

Джерело: Матеріали Міжнародної Кримської конференції «СВЧ-техніка і телекомунікаційні технології», 2006р