Нелинейные, многоволновые и шумовые явления в распределенных линиях передачи с гиротропными средами: ферромагнитный слой, поток носителей заряда в скрещенных электрическом и магнитном полях тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.03 ВАК РФ

РГ 5 ОЛ

На правах рукописи

ШАРАЕВСКИЙ ЮРИЯ ПАВЛОВИЧ

НЕЛИНЕЙНЫЕ, МНОГОВОЛНОВЫЕ И ШУНОВЬЕ ЯВЛЕНИЯ В РАСПРЕДЕЛЕННЫХ ЛИНИЯХ ПЕРЕДАЧИ С ГИРОТРОПНЫМЧ СРЕДАМИ: ФЕРРОМАГНИТНЫЙ СЛОЙ. ПОТОК НОСИТЕЛЕЙ ЗАРЯДА В СКРЕЩЕННЫХ ЭЛЕКТРИЧЕСКОМ И МАГНИТНОМ ПОЛЯХ.

01.04.03. - Радиофизика

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

Саратов — 1995

Работа выполнена на кафедре общей физики Саратовского государственного университета и в НИИ механики и физики при СГУ

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор ЛЕБЕДЬ Б.М.

доктор физико-математических наук,

профессор НИКИТОВ С.А.

доктор физико-математических наук,

профессор БАЙБУРИН В.Б.

Ведущая организация: Саратовский филиал института радиотехники и -.-'■• электроники РАН

Защита состоится 19 октября 1995 года, в 15.30 на заседании диссертационного Совета Д 063.74.01 в Саратовском государственном университете им. Н.Г;Чернышевского (410073, г.Саратов, ул.Астраханская. 83, корпус 3).

С диссертацией исшно ознакомиться в научной библиотеке Саратовского госуниверситета.

Автореферат разослан " * " года.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат физико-математических наук, доцент Л ЩЦУ В.М.Аникин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблем1*. Последовательное изучение .нелинейных и многсволновкх взаимодействий в распределенных системах типа электромагнитная линия лередачи - нелинейная среда представляет одно из важных направлений современной радиофизики. 3 качестве нелинейной среды может использоваться поток носителей заряда, плазма твердого тела, ферромагнитная зрела и т.д. [1 - 4]. Оченно исследование таких систем .:рог.с7лзляет ¿уиламент однсй из вэннейЕИХ областей науки и техники - электроники и радиофизики сверхвысоких частот ; С1-тI;. л

"•-•::зья этап развития электроники ¡1 раднзСнзнки СЗЧ был ••:«г.ч!! исключительно с згкуумной элгктрониксй. причем важное . ■начсчие на от:м этапе придавалось распределенном системам, кэтсрьс« в зачестзе нелинейной среди использовался поток носителей заряда (электронов), сформированный в скребенных статических электрическом и магнитном полях. Устройства, кс-пользухтие так'*е систечы. пол\чили «псвзгше приборы со скре-тенн1л;и полями или прибору типа М Ш. 4

Дальнейтнм сгтом в развитии злохтрскзгл СЕЧ был переход. . от вакуумных приборов к структурам, использу::дим объемные л пленочные образца кристаллов. В последние два десятилетия получили интенсивное развитие исследования волновых щзоцес-. зев з тонких ^ерритземх пленках, связанных с распространением магнитостатическах опяюбшс волн г:.:СЕ) [1,5!.. Интерес к этим волкам связан с тем, что сил обладают целым рядом существенных преимуществ перед другая типами воли в кристаллах: легко возбухяаятся прзктл'-ео;;'! во всем СВЧ диапазоне (33:40 ГГц); обладазт большим замедлением; существует воз-нотяссть управления их дгсперсиоппьл'!! харяхтеристасага с помощью внешних нагрузок и магнитного .поля; они обладают унп-кальньми нелинейными свойствами. -

Нелинейные явления на мапштсстатичеокях воя!ах проявляется при сравнительно, небо.чьоих уровнях моеностп, обуславливают нел;:н£-Лш12 потерн МСВ [в] 1! приводят к ряду новых и интересных аспектов в линиях передачи ■ с ферритоьой пленкой (нелинейное ослабление и ограничение сигналов, сумсподавле-

ние и т.д.) [7,83. Необходимо отметить, что к моменту качала работы .чад диссертацией многие задачи, связанные с нелинейными явлениями и прохождением сложных сигналов в линиях передачи с ферритовой пленкой, не были решены, хотя можно указать отдельные работы (б основном, экспериментального характера) . где в той или ивой. мере обсуждались эти вопросы [7,9-12].

Аналогичные вопросы рассматривались ранее, в том числе и автором диссертации, применительно к задачам вакуумной электроники СБЧ, в частности, при исследовании линий передачи с потоком носителей заряда в скрещенных электрическом и магнитном полях.

С точки зрения электродинамики Ферритовая пленка в магнитном поле и поток носителей заряда в скрещенных электрическом и.магнитном полях могут рассматриваться как анизотропные гиротпгпнне среда.характеризуемые соответственно либо тензором магцитноГцц., либо днэлектрической_Л_ проницаемос-

тями:

Поэтому проблема, связанная' с изучением особенностей нелинейных и многоволновых процессов в распределенных линиях •передачи с различными гиротропными средами, является весьма актуальной, представляет научный интерес и в прикладном плане тесно связана с созданием многофункциональных СБЧ устройств.

Цель работы состоит в теоретическом и'экспериментальном исследовании общих закономерностей при взаимодействии -электромагнитной волны в линии передачи с нелинейными гиротропными средами, в изучении особенностей прохождения регулярных и шумовых сигналов различного уровня мощности через такие нелинейные линии передачи. В качестве нелинейных ги-ротропных сред в .работе рассматриваются ферритовая пленка '(пассивная среда) и ограниченный поток электронов, движущийся в скрещенных статических электрическом и магнитном полях (активная среда). ' ' -

Научная новизна и практическая значимость работы. Проведено последовательное рассмотрение электромагнитных волновых возмущений в ферромагнитном слое, находящемся в постоян-

ном магнитном поле, и в потоке электронов, дсижущемся з скрещенных электрическом и магнитном полях. •Впервые предложено описание потока электронов в скрещенных полях как среды. списываемся тензором диэлектрической проницаемости.....

;» с учетом последнего на основе анализа дисперсионных соотнесении установлена определенная аналогия между волновыми ::роц«5г:са1'.и в рассматриваема гиротропкых средах.

Впервые предложена нелинейная модель преобразования электромагнитной волны, распространяющейся в линии передачи ; Ферритовой пленкой, в магнитестатическл'ю при конечна урзБкях- сигнала. Для чоличестненного описания, этой модели посгссена стацчс.часная самосогласованная т-ю^ня нелинейных потерь для поверхностной лСЗ. обусловленных параметрическим' возбуждением огиноеых волн (СЗ).

КсследоСя.ча возможность использования эффектов логлоае-ния сигнала в вохксзедуиях системах "о потоком электронов в скрещенных полях, а также связанных- электродинамических структур, для создания линий передачи с заданным характером динамичес:'!'.;'; и-'.-,''!' ;'::!огг:-:г.

Ча 1 е.! г • ' р.,;:''! олих и :' :•: с г т ■ ■ [: I! гс н тп л; ь и1 л х исследований ги-гг!;'1 : .;„,!:; особенноегн и сбпле захснсмер-нооти прохс:::;;-пил едопнчх. I: том .числе и шумовых, сигналов ч-роз распределенные линии передачи о обратной динамической нслинсиностью: с Ферритсвой пленкой (в резкие поглощения сигнала) и с потоком электронов з скрещенных полях (в резике усиления сигнала).

Для анализа сложных слоистых ферритових структур' на магчитостатпческмх волнах предложен'общий метод, связанный с представлением такой структура-как $зрритсзого слоя, нагруженного нй. слон: с заланкси комплексной проводимостью. Впервые теоретически и экспериментально исследованы резонансные свойства структуры, предстазлянлцей собой линию передачи нагруженную на форритовую пленку, з которой возбуждается обратная об- мэгниятсстатичаская волна.

Н. ценность диссертации определяется комплексом выполненных теоретических и экспериментальных исследований по изучению об'лих закономерностей, связанных с волновыми процессами в распределенных линиях передачи с различными ги-

ротропными средами, в качестве которых з работе рассматриваются ферромагнитный слой к поток носителей заряда в скрещенных полях. Результаты, полученные б работе, расширяют и углубляют физические представления о распространении волновых возмущений и прохождении сложных (многочастотных и шумовых сигналов) в таких линиях передачи.

Практическая значимость" работы заключается б разработке физических основ создания широкого класса многофункциональных СВЧ устройств на основе линий передачи с ферритовой пленкой или с потеком носителей-заряда. В частности, экспериментально исследована возможность создания нелинейных устройств с заданными динамическими характеристиками (шумопода-вителей, ограничителей мощности, корректоров), перестраиваемых СВЧ-аттенюатороБ, групшрователей, фильтров-резонаторов с высокой добротностью, перестраиваемы;'; фильтров в телевизионном ■ диапазоне длин волн I! т.д.. Конструктивные решения и. способы повышения эффективности СВЧ устройств, предложенные в работе, в большинстве своем защищены.авторскими свидетельства.®. . -

Задачи, поставленные в ходе диссертационного иследова-нил, решались в ранках Фундаментальных н поисковых КИР, проводимых в г ИГ»! мс::'лк::г;! и >:;:.,н!:п :: на кафедре о&шек физики СГУ. а та!х-~: к сотп.гтепп;: ' ¡.•>.-;.:;::г:ацкокшии планами АН СССР.

Результат научны/ кссл-.ш<:шии, включенные ь диссертацию, били непосредственно ьнкдрены в НПО "Пальма" и в СКТБ "Видео",- а таглхе используются б учебном процессе на кафедре обшей физики СГУ. '

Достоверность результатов, изложенных в работе, определяется использованием- обоснованных методов расчета, применением современной измерительной аппаратуры и удовлетворительным соответствием основных теоретических положений экспериментальным данным.

На защиту выносятся следующие основные положения:

1. Механизм, приводявдй к особенности нелинейной харак-

теристики линии передачи с ферритсвой пленкой при зозбужде-нии МСВ (эффект обратной динамической нелинейности), заключающийся в том. что потери магнитостатической волны в пленке с ростом сигнала в линии возрастают за счет параметрического возбуждения коротковолновых спинов../ боли, что приводит к снижению эффективности возбуждения мэгнитостатическлх волн СЕЧ сигналом.

2. Обратная динамическая нелинейность (в' реет.мах усиле-'пл или поглощения сигнала) гшет сыть легко реализована гчкге з линиях передачи с потоком электронов в скрещенных ••оллх при использовании предварительной модуляции электронов -;::;;заннь;х электродинамических структур.

Лоделъ линии передачи с обратной динамической нели-"•••.'пгстьэ з ниде эквивалентной длинней линии с нелинейным ••.оарог.сленкгм, величина которого (при уровне сигнала выще 'порогового") представляется в виде обратной квадратичной зависимости от модуля гока, адекватно описывает прохождение упогочастотньтх и думовых сигналов через волноведучуэ структуру с фгррпгозой пленкой при позбухденки ''СБ.

■1. При прохождении сигналов, в тгч числе ;г лучевых, через золпезедудче системы с обратной динамической нелинейностью установлены общие закономерности, присущие этим системам независимо от нелинейных механизмов взаимодействия электромагнитной волны в линии с волнами з среде. 3 частности, получено, что с ростом уровня модности происходит сужение спектра выходного щумозого сигнала по сравнению со спектром .входного сигнала. Обоснованность этого утверждения основывается на результатах теоретического анализа и экспериментального исследования для. лини;; передачи с ферритовей пленкой и-результатах теоретического исследования для электродинамической системы с потоком электронов в скрещенных полях.

5. Слоистая пленочная ферритовая структура может быть нредставленя как ферритсвый слой, нагруженный на слои с заданной "зкеней проводимостью. Такой подход позволяет но только лносительно просто описать хаоактеристики МСВ в сложных фэрритовых структурах (содержащих слей с носителями заряда, в периодических -структурах и т.д.), но и выявить но-

вые особенности распространения МСВ в пленочных структурах: в частности, при отрицательных значениях реактивной компоненты проводимости граничного слоя в нормально намагниченной пленке возможно существование МСВ с аномальным характером дисперсии.

6. На основе, линий передачи с гиротропными средами возмездно создание новых пассивных .или активных перестраиваемых СВЧ устройств с заданными характеристиками: устройств с обратной динамической нелинейностью, сумоподавителен. ограничителей мощности, СВЧ-аттенааторов на различные уровни мощности, корректоров, Фильтров-резонаторов с- высокой добротностью и т. д..

На защиту выносятся также технические реаегля и способы управления характеристиками СВЧ устройств, на которые получены авторские свидетельства.

Совокупность теоретических и экспериментальных результатов, связанных с получением новых данных о нелинейных к многоволнобых.процессах в распределенных линиях передачи с гиротропными среда;.:::, установлением особенностей распространения регулярных и шумовых сигналов 5 таких линиях, а также новые технические рекения. позволяет заключить, что в диссертации решена крупная научная проблема в области радиофизики и электроники сверхвысоких частот, имеющая важное практическое значение для создания СВЧ устройств с иироккми функциональными возможностями.

Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсундалпсь на международных, всесоюзных к региональных конференциях и семинарах: Всесоюзных научных сессиях, посвященных Дню радио (1976 г., 1978 г., 1980 г.. Москва); Всесоюзной межвузовской конференции по электронике СВЧ (1976 г.. Ростов); Всесоюзном семинаре "Физические • процессы в приборах М-типа (1979 г.. Ленинград)'; Зимних школах-семинарах по . электронике СВЧ и радиофизике (1978 г.. 1981 г., 1984 г.. 1993 г., Саратов); Всесоюзной конференция по акустоэлектронике и квантовой акустике (1983 г., Саратов); Всесоюзной конференции "Проектирование и при-

менение радиоэлектронных приборов на диэлектрических волноводах и резонаторах (1984г., Саратов); Всесоюзных школах семинарах "Взаимодействие электромагнитных волн с полупроводниками и полупроводниково-диэлектрическими структурами" (1966 г.. 1S83 г.. 1991 г., Саратов): Всесоюзных семинарах по спиновым волнам (1984 г.. 1985 г.. 1990 г., Ленинград); Всесоюзных школах-семинарах по спин-волновой электронике СВЧ (1985 г., Ашхабад; 1987 г..1 Краснодар: 1989 г., Льеов; 1991 г., Звенигород; 1993 г.. Саратов); Семинарах по функциональной микрорадиоэлектронике (1986 г.. 1988 г.. Красноярск) ; Международном симпозиуме по поверхностным волнам в твердых телах (ISSWA3 - 86) (1935 г.,Новосибирск, СССР): Ме-дународной конференции по магнетизму "Intern.ag - 87" (1587 г., Токио, Япония); Всесоюзном семинаре "Интегральные, зол-новодкые и полосковые СВЧ элементы системы связи" (1987 г.. Куйбышев); ХП Всесоюзной конференции по микроэлектронике (1987 г., Тбилиси); ХУ Всесоюзном семинаре-по гиромагнитной электронике и электродинамике (1983 г.. Ташкент); Республиканском семинаре "Магнитоэлектрснше устройства СВЧ" (1991 г.. Кием): и.-ю'Л'ишях секции "Спинволновая электроника СЕЧ" Научного сонета Ail СССР по проблеме "Физическая электроника" ■ -(1989 г., Пуцино. МО: 1990 г., Саратов). -

Публикации. Основное содержание работы опубликовано в 69 работах, список которых приведен в конце автореферата.

В статьях и докладах, написанных з соавторстве, диссертанту принадлежат постановка теоретических задач и Физических экспериментов, включенных а диссертации, большинство аналитических1решений, физическая интерпретация результатов расчета и данных эксперимента.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти разделов, заключения и четырех Приложений. Она ?,!1 страницу основного текста, 130 рисунков .и

Фотогрлгт;". на 93 страницах и слисок испэльзозанхых литературных источников из ?.7 0 наименований. Обэдй объем диссертации 402 страницы.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

. Бо введении дается краткая характеристика актуальности исследований по предложенному направлению. Кратко перечисляются .основные этапы исследований по -рассматриваемым распределенным системам в виде линий передачи с потоком носителей заряда б скрещенных полях ипи с ферритоЕой пленкой при возбуждении в ней магнитостатических волн. Обосновывается необходимость общих методов и подходов при анализе таких струк- -.тур как линий передачи с нелинейными гкротропными средами, в частности, при решении задач о прохождении различных сигналов. Сформулирована цель диссертации и основные задачи, предлагаемые для решения. Дается краткий обзор всей работы по разделам и перечисляются основные положения, выносимые на защиту.

В первом разделе диссертации рассмотрены электромагнитные волновые возмущения в ограниченных гиротропных средах, представляющих из себя либо Ферромагнитный слой во внешнем поле, либо поток электронов, движущийся в скрещенных электрическом и магнитном полях.

Приведены результаты анализа с учетом различных граничных условий дисперсионных соотношении для волн, распространяющихся в нормально намагниченном слое ферромагнетика, который описывается тензором магнитно,: проницаемости р. . Показано. что б металлизированном с двух сторон ферромагнитном слое частотные области быстрых и медленных электромагнитных • волк перекрываются, если параметр, характеризующий толщину слоя, с/я>1 ( (1}! = 0)яй/фс, с1 - толщина слоя, с -скорость света, ши - уН0, у - гиромагнитное отношение, Я0- напряженность постоянного магнитного поля). В этом случае магнитостатическое приближение "для медленных волн применимо только в узком-интервале частот вблизи их верхней границы. Для тонких ферритовых слоев (0^^0,1) нижняя граница существования быстрых волн лежит выше верхней границы существования ,„ медленных ' волн ((о = [шн(Щ + (Ом)] , Щ,1 - 4<\СуМ0, м0- намагниченность насыщения), в этом случае магнитостатическое приближе-

ние совпадает со строгим электродинамическим решением практически во всем частотном интервале существования медленных волн. Отмечено, что условие ¿#<0,1 выполняется для пленок ЖИГ' (41ГМ0 = 1750 Гс) при'С? =10 мкм практически во всем СБЧ диапазоне. Показано, что для „.едленных волн в нормально намагниченном ферромагнитном слое , отноше-

ние ( - средние плотности электрической и

магнитной энергий, соответственно) всегда меньше единицы и бистро падает с уменьшением параметра а^ .

Предложено рассматривать поток электронов., движущийся з окрещенных статических электрическом и магнитном полях, как среду, описываемую тензором диэлектрически проницаемости & . Определены компоненты этого тензора с учетом ВЧ поле;; пространственного заряда. На основе анализа дисперсионных соотношений с учетом компонент тензоров 8 и Ц установлена определенная аналогия между электромагнитными волновыми возбуждения:-!!! в рассматриваемом потоке электронов и в ферромагнитном слое. При 0 и дисперсионные зависимости длл Г.;хтрг.й и медленной воли в потоке электронов полностью '!!П."';п'.'!,,.11 лисп' рспопн!;м крик 21 для волн в Ферромагнитном -..л;:-' !! ::,|-"ДМ'5."',:!:,ч:;г,|. что ЬЧ поля имеют равномерное р 1С!:[.ни-- •''.•¡кг -к суп.1. .'-.налогом медленной магнптостати-чесьоа водна в ;срро:!чги2Тяке является быстрая циклотронная полна в потоке олектронсз, имеющая правую поляризацию. Однако характер дисперсионной зависимости для этой волны при о0 / 0 несколько отличается от дисперсии МСЗ, что обусловлено электрокйнетчческсй природой циклотронных волн.

В этом же разделе рассмотрена задача о расчете характеристик лий1П1 передачи, нагружено«* Ферритовсй пленкой, в которой возбуждается магнитэстатическая волна. Расчет основан на представлении рассматриваемой линии как эквивалентной длинной линии, в которой изменение - параметров обусловлено возбуж::?;;ием МСЗ, Впервые-получены соотношения длл расчета кемплек сопротивления излучения для всех типоз. МСВ с у-'еток потесь в Серритсвой пленке, когда в качестве возбуждающего элемента используется микропелоеховая линил. Показано, что зеальнал часть сопротивления излучения Л1/ ; осотом

параметра потерь d ( сб = Дя/Я0, АЯ - полуширина линии ферромагнитного резонанса) в ферритовой пленке практически не меняется в середине частотного диапазона возбуждения МСВ и резко увеличивается только на границах диапазона. Однако с увеличением оС происходит значительный рост мнимой части сопротивления излучения и при oi = 10"2 величины Я,- и Xj становятся сравнимы по 'величине.

Второй раздел диссертации посвящен теоретическим и экспериментальным исследованиям нелинейных механизмов поглощения в линиях передачи с рассматриваемыми гиротропными средами. Необходимо отметить, что вопросы взаимодействия электромагнитной волны в линии передачи с потоком носителей заряда ранее были исследованы достаточно ■ подробно (см.например, [1]). Пионерскими в этом направлении были и работы автора. связанные,в частности, с исследованием нелинейных механизмов усиления и поглощения сигнала в линиях передачи с предварительно,модулированным потоком электронов, в распределенных активных системах со связанными линиями передачи (СЛЩ. Однако вопросы исследования механизмов нелинейного поглощения волны в линии передачи с ферритовой пленкой при возбуждении МСВ й связанные с ниш исследования нелинейных потерь МСВ к настоящему времени практически не были изучены, что следует из результатов критического анализа состояния исследований в, этом направлении, пройденного в подразделе 2.1.

Для количественного описания' механизма преобразования электромагнитной волны в магтштостатическую при различных' уровнях входного ' сигнала в подразделе 2.2 построена теория нелинейных потерь для'поверхностной МСВ (ПМСВ), обусловленных параметрическим возбуждением волнового пакета СВ. обладающего конечной групповой скоростью в направлении распространения ПМСВ на частоте, равной половине частоты сигнала. Сформулирована самосогласованная система нелинейных уравнений, описывающая в стационарном случае взаимодействие трех связанных волн в ферритовой пленке (ПМСВ и спиновых волн) при параметрическом резонансе первого порядка. Подробный вы-воднелинейных уравнений для СВ приведен в Приложении 1. Параметрическая неустойчивость объемной МСВ в нормально намаг-

ниченной ферритовой пленке в ВЧ поле накачки постоянной амплитуды рассмотрена в Приложении 2. Рассчитаны уровни пороговой мощности на еходо мпкрополосковой линии передачи с ферритовой пленкой, при которых возможны указанные параметрические процессы первого порядка, и исследованы их зависимости от частоты и параметров линии. Результаты расчета по- . роговых значений мощности находятся в хорошем соответствии с известными из литературы результатами [3,14] л с полученными в работе экспериментальными данными. На основе решения системы уравнений исследовано поведение амплитуды поверхностной МСЗ вдоль длины пространства взаимодействия., при уровнях входной мо'дности Psx>Pr_oV. Показано, что с гостом Р2Х нелинейное затухание ПМСВ увеличивается, однако это увеличение . при Рвх const зависит от длины пространства взаимодействия g . При больших значениях £ величина нелинейных потерь уменьшается, что связано с линейным затуханием амплитуды ПМСВ. Результаты расчета уровня нелинейных потерь для поверхностной МСВ удовлетворительно совпадают с данными эксперимента. получению.!!! з работе.

В подраздоло 2.3 предложен механизм, описывающий осо-беинсоть №мг.шг-.!ио;1 характеристики линии передачи с феррчто- • • вей ¡.'Л'.'Нксй при возбуждении .МСЗ (сигналы с маленьким уровнем мощности, проходя по такой линии, ослабляются сильнее., чем с большим).' Для описания этой особенности вводится эффективный -параметр потерь в Ферритовой пленке d*.' связанный с нелинейными / потерями ' ' ИМСВ:

=__AG ч>/ |

17,28-Юйа)(о)м + 2<оя)£

где Д£7 - величина в децибелах . определяющая потери га-'СВ при Psx > ^ор(Д(?<0). Увеличение параметра а'*" приводит к снижению эффективности возбуждения МСВ в ферритсьой пленке, т.к. при этом изменяется• величина сопрог тивления излучения МСВ (см. выше раздел. 1). Послэднее.'обстоятельство приводит к уменьшению постоянной затухания з лиши. что и обуславливает нелинейность динамической характе-

ристики. Списанная особенность нелинейной характеристики линии передачи с ферритозой пленкой при возбуждении МСВ названа в работе эффектом обратной динамической нелинейности. Результаты расчета нелинейной характеристики такой линии передачи на основе предложенной модели досточно хорошо совпадают с экспериментальными результатами.

В подразделе 2*4 показано, что аналогичная характеристика с обратной динамической нелинейностью на большие уровни мощности может быть реализована в активных линиях передачи с потоком электронов в скрещенных электрическом и магнитном полях, работающих в режиме.поглощения сигнала.* Теоретически и- экспериментально исследованы нелинейные эффекты поглощения сигнала, связанные как с рассинхронизмом между волной в линии передачи и потоком электронов, так и с предварительной модуляцией потока электронов. Отмечено, что наиболее просто резщм глубокого поглощения сигнала можно осуществить в схемах линии передачи с~ предварительной модуляцией потока электронов, в частности, в двухсекционной схеме ЛБВМ,. первая секция которой выполняет роль модулятора: Показано, что, изменяя глубину предварительной модуляции потока электронов в первой секции при постоянной длине второй секции, можно получить динамическую характеристику поглощения сигнала с различны!.! характером нелинейности, в частности, при малой величине предварительной модуляции динамическая характеристика двухсекционной ЛБВМ аналогична нелинейной характеристике 'линии передачи с ферритовой пленкой. Такоэ поведение динамической зависимости обусловлено особенностями механизма разгруппировки электронов в скрещенных полях в ре-

* Эффект обратной динамической нелинейности, связанный -с увеличением коэффициента усиления для уровня больших сигналов по. сравнению с коэффициентом усиления в линейном приближении. применительно к распределенным линиям передачи с потоком электронов в скрещенных полях хорошо известен ■ (применительно к ЛБВМ-усилителю этот эффект описан в Приложении 3).

жиме подавления сигнала, детальное обсуждение которого проведено в Приложении 4.

В подразделе 2.5 рассмотрена возможность создания линии передачи с различны) характером динамической нелинейности на основе моде пи -связанных линий передачи (СЛП) с потоком электронов з скрещенных полях.

Проанализированы основные особенности нелинейного взаимодействия потека электронов в скрещенных полях с ВЧ полями ■:ЛП. Показано, что з рассматриваемом случае образуются достаточно плотные сгустки электронов, причем процесс группирования электронов в начале пространства взаимодействия практически не приводит к. потере яотскЕиахьной -■нергни ' потока. Последнее обстоятельство указывает па возможность создания .-^"•екгиенсго группирователя электронов з скрещенных электрическом и магнитном полях. На основе результатов теоретического анализа получено, что в рассматриваемой модели СЛП возможно осуществить как рэ:ким усиления, гак и редким,поглощения сигнала. В частности при несимметричном расположении потека ол.;-.:тргноч (тгчг'.стр У0 < О) о.-мОме сигдаш Судут ослабляться пил';:"''. •■•'•>< г^::.: <■ : .им урс:н> м мощности

'Г " ■ '.'.'с.,. I,-;',шип надставлены теорстнчео-

:;.• •• и • >'.•!!• [ ¡¡г.."! ¡•■•пультчт!« по исследованию ппохожде-.'¡•м ри,улкр"',х и пум':, :;:< сигналов в нелинейных линиях лоре,::'"! о гиоотртпными средами. Теоретический анализ проводится : использованием приближенных моделей для описания динамических характеристик таких распределенных систем. Построена приближенная нелинейная модель ,)книи передачи с Ферритовсн пленкой (подраздел 3.1), которая рассматривается как длинная линия с распределенном сопротивлением, величина которого обратно пропорциональна квадрату модуля тока в линии. Дано физическое опосноЕанио такой модели и проведено сравнение ;".;.;тлтанных "и'плиту; них характеристик с экспериментальными данными.

I' -.зделах 3.2 л 3.3 проэещеч теоретический анализ :с ДЕухчзототных и узкопслесных суровых сигналов

? пней модели длинней линии л '-ылелсны олздуглке основные :сссонности•

1. С уменьшением частотной расстройки А ( А = г^ц^-о^уЦ) между Двумя монохроматическими сигналами, когда величина одного из сигналов а)4 выше порогового значения, а другого а)2 - ниже, величина подавления слабого сигнала уменьшается и стремится к величине подавления большого сигнала. С ростом величины А ослабление слабого сигнала увеличивается и при" значении А больше некоторого значения д* большой сигнал не влияет на величину подавления слабого сигнала. Таким образом, величина А* определяет частотную избирательность нелинейной линии передачи.

2. При анализе прохождения двухчастотного сигнала с близкими частотами через линию передачи с нелинейным распределенным сопротивлением рассчитаны комбинационные спектральные составляющие высших порядков выходного сигнала и показано. что рассчитанные величины амплитуд спектральных составляющих хорошо совпадают с результатами -экспериментальных исследований комбинационных составляющих в спектре выходного сигнала (подраздел 3.4) при приближении частоты слабого сигнала jz к'частоте большого сигнала^ (при А/< 3 - 5 МГц).

3. При исследовании прохождения узкополосного шумового сигнала через анализируемую линию передачи отмечено, что нелинейность для шумового сигнала проявляется при меньших значениях средней шумовой мощности, чем для монохроматического сигнала. Показано, что при малых- значениях входной мощности (при малых значениях дисперсии ь-ходлого, сигнала С02 ) величина подавления соответствует уровню подавления слабого сигнала и происходит расширение спектра выходного сигнала. С ростом величины СГ02 величина,подавления сигнала уменьшается, а также уменьшается расширение спектра выходного сигнал ла.

4. Проанализирован случай, когда на вход нелинейной линии передачи подается узкополосный шумовой сигнал и монохроматический сигнал Показано, что. при превышении величины входного монохроматического сигнала над . пороговым ио>1пор) подавление шума уменьшается и происходит сужение спектра выходного шумового сигнала по сравнению со случаем /0 = 0.

Указанные выше особенности по прохождению шумового сигнала в линии передачи с нелинейным распределенным сопротивлением подтверждены соответствующими экспериментальными результатами, полученными при исследовании прохождения двух-частотных и шумовых сигналов через нелинейную линию передачи с ферритовой пленкой (подраздел 3.4).

Кроме того, в результате экспериментальных исследований обнаружена еще одна особенность, связанная с прохождением сложных сигналов в такой линии: вблизи частоты сильного сигнала при определенной величине отстройки слабого сигнала Л/ >3-5 МГц появляется область "аномального" подавления слабых сигналов, т. е. величина подавления в линии увеличивается по сравнению со случаем отсутствия сильного сигнала. Эффект "аномального" подавления слабых сигналов можно связать с изменением параметра релаксации ЛНХ для поверхностной МСВ в пленке феррита в присутствии сильного сигнала на другой частоте [9].

В рамках приближенней нелинейной модели теоретически исследовано (подраздел 3.5) прохождение узкополосного шумового сигнала через распределенную линию передачи с потоком • электронен, движущемся в скрещенных электрическом к магнит- ■ . ном полях (модель ЛБЕМ-усилителя). Получено, что'максимум средней шумовой мощности на выходе ЛБЕМ-усилителя достигается при меньших значениях входной мощности по сравнению с. усилением монохроматического сигнала. В' режиме слабой нелинейности, т.е. при определенном уровне входной шумовой мощности, когда на амплитудной характеристика усилителя'появляется участок с обратной динамической нелинейностью, 'искажение и расплывание спектра выходного шумового сигнала з такой линии передали практически не происходит и при определенных параметрах системы возможно даже некоторое сужение спектра по сравнению со спектром входного сигнала. Аналогичный результат получен и при исследовании прохождения шумового сигнала большой мощности через линию передачи с ферритовой пленке;: \подразделы 3.3. и 3.4). В режиме сильной нелинейности (коэффициент усиления уменьшается с ростом величины входной мощности) .з ЛБВМ-усилктеле наблюдается заметное искажение л расширение спектра выходного шумового сигнала.

Четвертый раздел диссертации посвящен анализу ферромагнитных структур с импедансными нагрузками при возбуждении в них магнитсстатических волн. В подразделе 4.1 рассмотрены характеристики магнитсстатических волн в слоистых структурах, содержащих ферритовую пленку, нагруженную на слон с заданны!.! комплексным сопротивлением. Для нормально и касательно намагниченных ферритовых структур в общем виде получены дисперсионные соотношения для■магнитсстатических волн с учетом комплексного характера проводимости граничных слоев. Впервые показано, что при отрицательных значениях реактивной компоненты проводимости нагрузки в нормально намагниченных ферритовых структурах в области частот со < и Ы > [10я(а)я + wjw)]1^2 возможно существование поверхностных магнитсстатических волн. Причем в области О) < Сдл дисперсия поверхностной волны имеет аномальный характер. Показано таюке, что в касательно намагниченной ферритовой структуре в зависимости от величины реактивной компоненты проводимости поверхностного слоя В дисперсия поверхностной магнитостатическоп волны может быть как нормальной {\В\ >1), так и аномальной (¡¿?| < 1).

Разработанный подход позволяет так:;:з относительно просто описать характеристики PJB ь со...,.: :х ферритовых структурах, в частности, содержащих ело» м.'Т.;лла с конечной удельной проводимостью О* , ело,: нслун; : 'динка или периодические системы.

Получены конкретные касающиеся влияния

удельной проводимости металлически о охрана С на дисперсионные характеристики и затухание различных типов КСЕ, в частности, впервые проанализировано влияние О* на характеристики обратных объемных КСВ (ООКСБ). Показано, что для любых типов КСВ затухание в пределах полосы пропускания -кке-ет ярко выраженный максимум, причем максимум затухания для СОМОВ в отличии от поверхностной ПСЕ сдвигается в нижнюю часть полосы пропускания, т.е. в сторону более коротких длин еолн. Кроме того. В отличие от прямых объемных и поверхностных КСВ уровень потерь для ОО'.'.СВ практически не зависит от частотного, диапазона. Проведено экспериментальное исследование влияния проводимости поверхностного слоя на дисперсионные харак-

теристики объемных МСВ и получено хорошее качественное сов-падание теоретических и экспериментальных результатов. Исследовано также влияние проводимости полупроводникового слоя на дисперсионные характеристики поверхностных МСВ и показана возможность электрического управления дисперсией магнитсста-тической волны в -такой ферритовсй структуре. На основе предложенного подхода проанализировано распространение поверхностных КСВ в структуре периодическая система-феррит-диэлектрик вблизи границы полосы пропускания (подраздел' 4.2). Отмечено, что полоса пропускания рассматриваемой структуры для поверхностных КСВ в очень сильной степени определяется геометрическими размерами периодической системы и действительная часть постоянной распространения, в отличии от случая объемных ксз, б полосе пропускания не остается постоянной.

В подразделе 4.3 исследованы резонансные свойства структуры, представлявшей собой кикрополосковую линию, нагруженную на Ферритовую пленку, в которой возбуждается обратная o6i.«-'t:!.'"i "ГП. Рассмотри! механизм эффективного отражения ООУСЛ :: . г; :нч -:нги ■ ргм.тегоп пленке, связанный с уменьге-ни1 м : ну:; • . - ма; китч-то поля г близи края пленки в нап-раг''' !;::,: ; •.'.'¡пч.-.'тр'чн'.нил волны. Получена приближенная ферму;. : ;„•:.: с;укки дс;.ро'1Ности такого резонатора и показано, что p;t!:.r::iTSHHue значения добротности хорошо совпадают с экспериментальными данными.

Построена электродинамическая теория взаимодействия 24 тока з мхкрсполосковой линии с резонансными модами ОЭПСВ. На оснсзе построенной теории проведен расчст амплитудных и разовых характеристик рассматриваемой, резонансной структур;1 Показано, что сирина кривой поглощения Д/ на уровне 3 ;.3 от максимального знзче-ния в интервале частот от 1 до !0 ГГ:: практически не зависит от частоты и составляет Д/— ; !'.":;. причем эффективность поглощения увеличивается с ростом чаг-тоты. Отмечены особенности в поведении фазовых кривых, который имеют явно несимметричный вид и резкий перегиб тазог^й кривой наблюдается на низкочастотном склоне резонансной кривей поглощения. Предложен способ подавления побочных пике в поглощения, связанный с подбором геометрических размеров

структуры. Проведено сравнение амплитудных и фазовых характеристик резонансной-структуры на 00MCB с экспериментальным] данными.

В пятом разделе приведены результаты экспериментальное исследования и разработки управляемых СВЧ устройств на осно ве волноведущих систем, содержащих ферритйвые пленки или по ток электронов, а также рассмотрены некоторые вопросы и практического применения. В подразделе 5.1 описаны конструк тивныз особенности и результаты экспериментального исследо вания предложенных схем .нелинейных устройств на магнитоста тических волнах : шумоподавителей (линий передачи с обратно динамической нелинейностью ) и ограничителей мощности. В ди апазоне 2-3 ГГц при использовании пленок железо-иттриевог граната (47ГМ0 = 1750 Тс) параметры разработанных схем шу моподавителей на поверхностных МСВ превосходят в настояще время данные, известные из литературных источников [5.7] перепад коэффициента подавления при слабом и большим сигна лах больше 30 дБ. ослабление при больших сигналах поряди нескольких децибелл, уровень пороговой мощности меньше мВт.- Предложены различные конструктивные решения, позволяя щие улучшить параметры шумоподавителей: использование cbí занных линий передачи на ферритовых пленках приводит к рас ширенив рабочей полосы до 1 ГГц; применение многополосковь линий позволяет управлять динамической характеристикой и и: менять-пороговый уровень мощности. Использование связан® ферритоЕых лишай передачи в ограничителях мощности на обра-: ной объемной МСВ приводит к существеному увеличению эффе! тизности ограничения сигнала-по сравнению с известной схем< ограничителя с одной ферритозой пленкой, к уменьшению- пер« пада выходной мощности до 1 дБ при изменении входной мощно* ти в пределах 30-500 мВт, к снижению .уровня пороговой moi ности.

Впервые исследована возможность продвижения нелинейн! устройств на МСВ в коротковолновую часть СВЧ диапазона (f . 5 ГГц) с использованием пленок ферроиыинели с намагниче; костью насыщения'41ГМ0= 5000 Гс. Получено, что в устройств, типа Еумоподавителя на конкретных пленках шпинели (АН = - 25 Э) уровень пороговой мощности изменяется от 10 до 1

/.Вт з диапазоне 7 ГГц, рабочая полоса частот составляет 2 "Гц, перепад подавления в режимах слабого и большого сигналов достигает 15 дБ.

Исследована возможность (подраздел 5.2) использования линий передачи с обратной динамической нелинейностью в качестве амплитудного корректора СВЧ-усилителя для расширения динамического диапазона (постоянство коэффициента усиления при изменении уровня входной мощности). Экспериментально получено, что динамический диапазон ЛБВ-усилителя с использованием устройства на КСВ в диапазоне 2,5 - 3,6 ГГц может быть расширен до 25 дБ при перепаде коэффициента усиления не более 2 дБ.

В подразделе 5.3 предложена простая в технологическом отношении конструкция фильтра-резонатора на обратной объемной МСВ, в которой осуществляется эффективное отражение 00М-СВ от границ пленки. Экспериментально исследовались две схемы резонаторов: с разомкнутыми на концах отрезками микропо-лосковых линий для коротковолнового диапазона длин волн (8 -12 ГГц) и с заземленными на концах микрополосками для длинноволнового дпапчзопа (1 -4 ГГц). Для фильтра-резонатора в коротковолновом диапазоне получены следующие параметры: по-'лоса пропускания Д/ = 4 - 6 МГц, прямое затухание не более 15 дБ, копф:'ицпснт прямоугольности (по уровню 20 дБ) не более 3, добротность более 2ООО. эффективное затухание вне полосы более 20 дБ, причем эти параметры сохранялись при перестройки резонатора в диапазоне S - 12 ГГц. Близкие значения параметров получены и в низкочастотном диапазоне длин волн.

Получены результаты по экспериментальному исследованию . возбуждения поверхностных и объемных МСВ в нижней части СВЧ диапазона с использованием La- замещенных пленок КИГ с намагниченностью насыщения 4jiM0 = 350. 510 Гс. На основе проведенных исследований разработаны образцы перестраиваемых фильтров со следующими параметрами: на поверхностных МСВ -диапазон перестройки 300 - 1200 МГц, А/ = 10- 50 МГц в зависимости от частоты, потери передачи 5 - 10 дБ. уровни входной мощности не более 10 мкВт, на объемных МСВ - диапазон перестройки 37- 1200 МГц, А/ = 8-15 МГц, потери пере-

дачи 20 - 25 дБ, уровни входной мощности - до 10 мВт. На основе разработанных фильтров на МСВ реализована схема селектора телевизионных сигналов, в котором смешение частот осуществляется в гетеродине с последующим выделением промежуточной частота. Получена высокая линейность перестройки промежуточной частоты в диапазоне 20 - 70 МГц. -.

На основе многослойных ферритовых структур с учетом результатов исследований, изложенных в разделе 4, в подразделе 5.4 предложен ряд оригинальных устройств на МСВ со слоями в Еиде полупроводниковых или периодических структур, з которых возможно управление дисперсионными или амплитудными характеристиками.

В подразделе 5.5 описан эффективный группирователь по-, тока электронов для СВЧ приборов со скрещенными полями, позволяющий существенно улучшить их выходные характеристики.

Описание схемы устройства и результатов оксперименталь-ного исследования выходных характеристик электронного СЗЧ-аттенюатора . на основе линии передачи с обратной волной приведено в подразделе 5.6. Показано, что в такой схеме эо-' фс-ктивное 'подавление сигнала (меньше- - 40 дБ) осуществляется в узкой полосе частот, составляющей на уровне 3 дБ десятке доли процента, причем частота подавления сигнала перестраивается в окгавной полосе (1-2 ГГц; путем изменения напряжения на замедляющей системе.

Каждый раздел диссертации завершается выводами, отражающими основные результаты представленных в нем исследований.

3 заключении сформулированы основные результаты, полученные в работе.

СС:10С;Ш2 РЕЗУЛЬТАТЫ К ВЬОО»! ДЙСС5?ТАЦС1

На основе анализа дисперсионных соотношений установлена аналогия между электромагнитными.волновыми возмущениями у ограниченном ферромагнитном-слое, находящемся в постоянном магнитном поле, л в потоке электронов, движущихся в скрещенных электрическом и мэгнитном долях, которые рассматривается как ггрстропные среды, списываемые либо тензором ц , лпЬо тензорем £ •. соответственно. 5 частности,показано, что ана-

логом медленой электромагнитной волны в ферромагнитном слое является быстрая циклотронная волна в потоке электронов.

? Установлен критерий применимости магнитостатического приближения для медленных электромагнитных волн, распространяющихся в ферритовых пленках. Показано, что для толстых пленок магнитастатическое приближение будет выполняться только в узком интервале частот вблизи их верхней границы. Для тонких пленок ( в' частности, для пленок ЖИГ толщиной порядка 10 мкм) это приближение выполнимо практически во всем частотноминтервале существования медленных волн применительно ко всему СВЧ диапазону (1-50 ГГц). , —

3. Решена задача о возбуждении всех типов магнитостати-ческих еолн микрополосковой линией с учетом потерь на распространение волны в ферритовой пленке и рассчитаны величины сопротивления излучения МСВ при различных параметрах ферри-

'товой структуры и величины потерь в пленке. Показано, что с увеличением параметра потерь в ферритовой пленке происходит, в основном, значительный рост мнимой части сопротивления излучения МСВ. а активная составляющая этого сопротивления изменяется незначительно.

4. Построена теория нелийнейных потерь для поверхност-'ной магнитостатической волны (ПМСВ), основанная на анализе

системы нелинейных уравнений, описывающих в стационарном состоянии параметрическое взаимодействие трех связанных.волн в ферритовой пленке (поверхностной МСВ и двух спиновых волн). Проведено сравнение результатов расчета пороговых значений мощности и нелинейных потерь для МСВ с" экспериментальными данными.

' 5. Предложена нелинейная модель преобразования электромагнитной волны, распространяющейся по микрополосковой линии, в магнитостатическую в ферритовой пленке. Модель основана на том, что вводится эффективный параметр потерь в пленке, обсусловленный нелинейная! потерями МСВ при входной мощности в линии выше порогового значения, и эквивалентные параметры линии определяются с учетом этого параметра. Предложенная модель используется для описания нелинейной характе ристшш (с обратной динамической нелинейностью) линии передачи с ферритовой пленкой при возбуждении поверхностной МСВ.

Рассчитанные таким образом нелинейные динамические характеристики линии передачи с ферритовой пленкой удовлетворительно совпадают с экспериментальными зависимостями.

6. Показано, что в.линиях передачи с потоком электронов в скрещенных полях возможно получение нелинейных динамических характеристик усиления или поглощения сигнала, аналогичных' для линии передачи с ферритовой пленкой (с обратной динамической Нелинейностью) . Использование схем с предварительной модуляцией потока электроноз или связанных электродинамических структур позволяет эффективно формировать динамическую характеристику таких линий, передачи с заданным характером нелинейности.

7. На основе приближенных -нелинейных моделей "впервые теоретически рассмотрены основные особенности прохождения сложных, в том числе и шумовых, сигналов.через распределенные линии передачи, обладающие обратной динамической нелинейной характеристикой. В частности, при прохождении узкопо-лосього шумового сигнала эти особенности заключаются в следующем: с ростом уровня входной мощности происходит сужение спектра выходного" шумового сигнала по сравнению со спектром входного сигнала: динамическая нелинейность наступает при меньших уровнях средней кумовой мощности, чем для регулярного сигнала . Указанный результат получен .при исследование прохождения шумового сигнала как через нелинейную линию передачи с ферритовой плэккой (а режиме ослабления сигналов), так и через линию передачи с потоком электронов в скрещенные полях, (в рекиме усиления сигнала). , Указанные особекност; подтверждены результатами- проведенных экспериментальных исследований для линии передачи с ферритовой пленкой.

8. • Теоретически и экспериментально • исследован случа] прохождения двух сигналов с различными частотами, уровен: одного- из которых выше порогового (большой сигнал), а уро вень другого - ниаз .порогового значения (слабый сигнал), че рез нелинейную линию передачи на магнитостатических волнах Показано, что с уменьшением частотной расстройки между сиг налами величина подавления слабого сигнала уменьшается

стремится к, величине ослабления больного сигнала. Впервые показана полная аналогия в поведении слабых монохроматических и шумовых сигналов в присутствии большого сигнала.

• 9. При экспериментальном ' исследовании прохождения сложных сигналов через нелинейную линию передачи с феррито-вой пленкой впервые обнаружена область "аномального" подавления слабых, в том числе и шумовых,сигналов вблизи частоты большого сигнала (при величине отстройки 2-5 МГц), т.е. величина подавления слабых сигналов увеличивается по сравнению со случаем отсутствия сигнала с уровнем выше порогового. Наличие частотной области "аномального" подавления слабых сигналов приводит, в частности, к существенному сужению спектра выходного путового сигнала большой мощности.

10. Проанализированы многослойные ферритовые" структуры на магнитостатических волнах, представляющие собой феррито-вый слой, нагруженный на слои с произвольной комплексной проводимостью. Впервые показано, что при отрицательных значениях реактивной компоненты граничного слоя в нормально намагниченной ферритовой структуре в определенном частотно;.! интервале возможно существование поверхностной МСВ с аномальным характером дисперсии. На. основе предложенного подхода рассчитаны характеристики МСВ в ферритовых структурах.

нагруженных на ело;! с различной проводимостью (металл с коночной удельной проводимостью, слой полупроводника, периодическая система металлических полосок).

11. Теоретически и экспериментально исследованы свойства структуры, представляющей собой микрополосковую линию, нагруженную на ферритовун пленку, в которой возбуждаются резонансные моды обратной объемной МСВ. Показано, что такая система обладает высокими резонансны™ свойствами в широком интервале частот (1-10 ГГц), в частности, расчетное значение добротности на частоте 10 ГГц составляет-порядка кА

12. На основе проведенных теоретических и экспериментальных исследований предложен ряд конструктивных решений (использование связанных или многоканальных линий)- для улучшения характеристик нелинейных СВЧ устройств, на магнитостатических волнах: шумоподавителеЛ и ограничителей мощности. Показана возможность применения нелинейного устройства на

магнитостатических волнах в качестве корректора выходных характеристик СВЧ-усилителя (для расширения динамического диапазона). Предложен фильтр - резонатор на обратных объемных магнитостатических волнах с высокой добротностью (более 2000), перестраиваемый в широкой полосе частот (2-4 ГГц, 8

- 12 ГГц). ■ Экспериментально исследована возможность продвижения фильтроз на МС8 в длинноволновую часть СВЧ диапазона и на основе полученных результатов реализована схема селектора телевизионных сигналов в диапазоне 80 - '500 МГц с использованием устройств на магнитостатических волнах. На основе многослойных ферритовых структур предложен ряд устройств на МСВ с возможностью управления дисперсионными и амплитудными характеристиками.

Предложен на основе связанных электродинамических систем эффективный группирователь потока электронов для СВЧ приборов со скрещенными полями, а также разработан электронный СВЧ аттенюатор с предварительной модуляцией потока электронов, перестраиваемый в широкой полосе частот.

Основные результаты диссертации опубликованы я оледув-

1-. Электроника ламп с обратной волной. Под. ред. В.Н.Шев'шка и Д.И.Трубецкого.-Изд-во Сарат. ун-та, '1975,196 с.-разд. 1.1.1.4.

2. Банковский а.В., Стальмахоз В~С., Шараевский Ю.П. Магнитостатичзские волки в электронике сверхвысоких частот.

- Изд-во Сарат.ун-та, 1903.- 312 с.

3. Трубецков Л. И.. Шараевскип Ю. П., Шевчик. В.Н. Теория эффекта - подавления сигнала в ЛБВ'1-усилителе при наличии предварительной модуляций электронного, потока' // Лзв. ВУЗов СССР - Радиоэлектроника. - 1972,- т. 15, К 8.-с. 1007 -=. 1015.

4. Щараезский V. П. Нелинейная теория лучевого усилителя М-типа // Вопросы электроники сверхвысоких частот. - Изд-во СГ'. - :Э73. N 7. с. 77-'93.

5. Арефьев Ю.А., Неганов З.А., 'дараезский а. П. Ксссле-дсвание ■влияния предварительной'модуляции электронного потока на ксзффишент усиления и К.П.Д. ЛББМ // 'Лзв. ВУЗов СССР

- Радиоэлектроника.- 1975. - т. 18, N 10. - с. 105.

6. 'Левин ¡0.И., Трубецков Д.И., Шараевский Ю.П. Эффекты подавления сигнала в лучевых приборах М-тила и их возможное применение // XXXI Всесоюзная научная сессия, посвященная Дню радио /тез.'докл./. -Москва, -с. 18-19.

7. Кузнецов 'С. П., Левин Ю. И., Соколов Д. В.. Трубецков Д. И., Шараевский Ю. П. Паразитные сигналы в ЛБВМ-усилителе. 4.1. Механизмы неустойчивости и паразитные явления в ЛБВМ // Электронная техника.- Сер.1 "Электроника СВЧ".- 1976.N 7. -с. 3 - 15. :

8. Гаврилов М.В.. Левин Ю.И., Трубецков Д.И., Шараевский Ю. П. Паразитные сигналы в ЛВЕМ-усилптеле. 4.2. Конкуренция полезного и паразитного сигналов // Электронная техника.

- Сер. 1. "Электроника СВЧ". - 1976.- N 8 - с.3-14.

9. А. с. 52179Э /СССР/. 22.03.1976. Электронный СВЧ-атте-нюатор /Амиров Р.Ш., Зборовский A.B., Трубёцков Д. К.. Шараевский Ю. П.

10. A.c. 557301. 14. СЭ. 1977. Электронный СВЧ -прибор со скрещенными полями / Соколов Д.В., Шараевский Ю.П.

11. Аинров Р. ;х , Зборовский A.B., Шараевский Ю.П. Исследование процессов группирования электронов в ре.тиме полного подавления сигнала // ХХХШ Всесоюзная науч. сессия. -' посвящ. Дню радио /тез. докл/.-Москва.-1978. - С. 78.

12. Левин В.И., Трубецков Д.И.. Шараёвский D. П. Эффекты поглощения сигнала в лучевых СЗЧ приборах и их возможное использование в электронике СВЧ //'Лекции по электронике СВЧ / 4-я зимняя школа-семинар/. - Изд-во СГУ. - 1978, кн. У.

с. 171 - 235.

' 13. Осин А.Б., Шараевский Ю.П. Взаимодействие нормальных волн в системе "электронный поток в скрещении полях -связанные линии передачи" // Физические процессы в приборах М-типа. /тез.докл/. - Ленинград,- 1979. - с.ю-и.

14. Соколов Д.В.. Трубецков Д.К.. Шараевский Ю.П., LL'a-хин В.П. Особенности взаимодействия электронного потока с полями связанных линий передачи. Взаимодействие 0-типа- // Р.Э. - 1978. - т.23. N 8. - С.1578-1686.

15. Соколов Д. В., Трубецков Д. И. „Шараевский Ю.П.. Ш'ахин В. П. Взаимодействие электронного потока с ВЧ полями связан-

ных линий передачи. Взаимодействие типа М. // Р. Э. - 1978.-Т. 23, N 11. - с.2363-2370.

16. Безручко Б. П., Шараевский ю. П. Нелинейная модель усиления узкополосного шумового сигнала в ЛЕВ 0-типа // ХХХУ Всесоюзная науч. сессия, посвящ. Дню радио, /тез.докл/.-Москва. - 1980. - с. 25.

17. Трубецков Д.И.. Шараевский Ю.П., Приближенные методы в нелинейной теории лучевых приборов типа'M // Электронная техника. - Сер. 1 "Электроника СВЧ". - 1981. - N 1. - с. 3-11.

18. Левин Ю.И., Шараевский D.П. Усиление узкополосного шумового сигнала в ЛБВ 0 и М-типоз. // Лекции по электронике СВЧ и радиофизике /5-я зимняя школа-семинар/. - Изд-во СГУ. - 1980, кн.У,- с. 148-164.

19. Шараевский Ю.П. Оценка нелинейных эффектов при возбуждении МСВ в коротковолновой части.СВЧ диапазона /У Тез. докл. Ж Всесоюзной конференции по акустоэлектронике и квантовой акустике. - Саратов,- 1983. - т.2. - с. 101-102.

20. Лепесткин А.Н., Шараевский Ю.П. Расширение динамического диапазона при возбуждении МСВ в пленках ЖИГ // Сб: Проектирование и лрим. р/электр, устройств на диэлектрических волноводах и резонаторах. - Саратов,. 1984. - с. 266.

21. Алесковский А. М., Гурзо В. В., Шараевский D. П. К расчету'ссгласования'полосковой линии и ферритовой структуры на объемных МСВ // Сб. : Проектирование и прим. р/электр. устройств на диэлектрических волноводах'и резонаторах. - Саратов, 1984. - с. 287.

22. Прокушкин ' В.Н.. • Стальмахов B.C., Шараевский Ю.П. Магнитостатические волны в нормально - намагниченной ферритовой структуре с■импедансными границами // Изв. ВУЗов -.Радиоэлектроника. - 1985. т. 28, N 5. - с. 69-70.

23". Прокушкин В.Н.. ' Шараевский Ю.П. Поверхностные магнитостатические волны в ферритовой структуре с импедансными границами // Мен. вуз. науч. сб. : Взаим. э/м золн с п/ч и диэлектрическими структурами и проблемы создания интегральных НВЧ схем. - Изд-во СП7. - 1085. ч. 2.- с. 120.

21. '-Прокускин В.Н., Стальмахов В. С., Шараевский Ю.П. Маптитостатические волны в ферритсвых структурах с импеданс-

ня:и границами // Тез. докл. П Есесозной школы-семинара "Сшшволновая электроника СВЧ". - Ашхабад, 1985. - с. 23-24.

/,5. 'Гурзо В.В., Прокушкин В.К., Сараевский Ю.П. йумопо-давитель на поверхностных магнитостатических волнах //Тез.докл. п Всесознсй сколы - семинара "Спинволновая электроника СВЧ".. - Ашхабад. 1985. -с. 135-136.

26. Прокувкин В. К., Шараевский D. П. Вгиянпе импеданснсй нагрузки на дисперсионные характеристики магнитостатических волн // Тез.докл. П семинара по функциональной магнитоэлект-ренике. - Красноярск, 1S86. -с. 37-38.

27. Гурзо В.В., Прокустш В.Н.. Рейхель В. В., Шараевский К'. П. . Характеристики аттенюатора с динамической нелиней*-неотью на поверхностных магнитостатических волнах // Исз. •5У302. - Радиоэлектроника. - 1986. т. - 29, 31 9, ' с. 95-S3.

23. GursoV.V., Procushkin V. N., Stalmaxov V.S., Shara-evsky J.P. The peculiarities of the excitement of the surface "«gnotestatlc •■'avres above the threshold of parametric instability /'Tree. Jntern. Sun?. SWSS.-Novosibirsk (USSR), 1983; - v.11.-P.369-299.

£9. im7Г4. 15.04.1SS3. Регулируемая линия за-

7,2р~чи civna.-n Прокуцгин В.Н., Стальмахоз B.C., Якунин В. А. , ¡"зрасгспий И. П.

30. А. с. 1253395, 22.04.1986. Регулируемая ликня за-дс-ргки сигнала / Прэкуикин В.К.. Стальмахов B.C., Шараевский Ю.П.

31. Stalmahov V. S., Procushkin V. N., -Sharaevsky J. P. The excitement jf the magnetostafcic wawes d'.SYl) at the parametric resonar.se //Digest of the Internag conference. - Tokio' (Japan), 1987,- P. AG - 9.

32. A.c. 13223339, 8.03.1987. Фильтр на магнитостатических волнах / Букесов С.А..' Прокуккин В.Н.. Шараевский Ю.П.

33. Прокушкин В.Н., .Шараевский Ю.П. Поверхностные маг-нитостат!пеские волны в Ферритовой структуре с импедансными границами // Р.Э. - 1987..- Т. 32. N 8. -с. 1750-1752.

34. Пантелеев А. А., Прокушкин В.Н.. Шараевский Ю.П. Микрополосковая 'линия с ферритовой пленкой з качестве ампли-

тудного корректора СВЧ усилителя // Сб.: Интергральные, вол-новодные и' полосковые СВЧ элементы связи /тез. докл./ - Куйбышев, 1937. - с. 109-110.

'35. Прокушкин В.Н., Шараевский Ю.П. Магнитостатические волны в структурах с импедансными нагрузками // Тез.докл. хп Всесоюзной научной конференции по микроэлектронике. -Тбилиси. 1937. - с. 101-102.

36. A.c. 1338736, /СССР/, 15.05.1987. Фильтр на магнитостатических волнах /Бегинин Е.А., Никифорова С.Ю., Прокуш-' кин В.Н., Шараевский Ю.П.

37. A.c.. 1343470 /СССР/, 8.07.1987. Шумоподавитель на магнитостатических волнах /Гурзо б!в.. Прокушкин в.н., Стальмахов B.C., йараевский Ю.П.

38. Букессв С.А., Сараевский Ю.П. Позерхнсстные магнитостатические волны б структуре с периодическими границами // Тез.докл. Ш Всесоюзной школы-семинара "Спинволновая электроника СВЧ". - Краснодар. 1987. - с. 31-32.

39." Гурзо В. В., Прокушкин В. Н., Шараевский Ю.П. Исследование линий передачи на магнитостатических волнах с обратной динамической нелинейностью // Тез.докл. Ш Всесоюзной школы-семинара "Спинволновая электроника свч". - Краснодар, 1987. - с.150-151.

40. Афаласов А.А.. Гурзо В.В., Прокушкин В.Н., ИАраевс-ккй Ю.П. Линия передачи на МСВ с нелинейной динамической характеристикой // Тез.докл. ХУ Всесоюзного семинара "Гиромагнитная электроника и электродинамика". Куйбылев, ' 1987. -с. 35-36.

41. Прокуикин'В.Н., Кузнецов A.B.. Шараевский Ю.П. Сопротивление излучения аслосковой линии при возбуждении магнитостатических волн с учетом потерь в слое феррита // Труды П Всесоюзной школы-семинара "Взаимод. э/м с п/п и полупровод-никово-диэлектрическими структурами''. -Саратов, 1938. - с. 39-40. " . "

42."Владович Л.А.. Шараевский Ю.П. Параметрическая неустойчивость магнитостатических волн // Труды П Всесоюзной дкслы-семинара "Взаимод. э/м с п/п и полупроЕсдникозо-диэ-лектричесними структурами". - Саратов. 1988, - с. 42-43.

43. Продушин В.Н.. Стальмахов В. С.. Шараевский Ю. П.

Управление характеристиками МСВ с помощью импедансных нагрузок / /

Prog, of international conference on microwave ferrites "IGMF". Esztergoni (Hungarl), 1988. - P. 143-145.

44. Гурзо B.E., Шараевский Ю.П. Экспериментальное исследование эффекта ограничения сигнала в линии передачи с ферритовой пленкой // Тез.докл. 1У Всесоюзной школы-семинара "Спинволновая электроника СВЧ".- Львов, 1989. - с. 195.

45. Гурзо В.В., Прокушкин В.Н., Шараевский Ю.П. Шумопо-давитель с расширенной рабочей полосой частот // Тез. докл. Ш семинара по функциональной микроэлектронике. - Красноярск. 1988. - с. 176-177.

45. Сараевский Ю. Б. Прохождение многочастотного сигнала через микрополосковую линию, нагруженную ферритом // Тез.докл. семинара "Магнитоэлектронные устройства СВЧ". -Киев, 1991 - с. 22.

47. Гурзо В.В., Стальмахоз В.С., Шараевский Ю.П. Особенности ко"Суждения КСВ в нижней части СВЧ диапазона // Тез. докл. О1 мк::лр.1 'Магнитоэлектронные устройства СВЧ". -Киев. 19:4. - с. .76.

48. Прокушкин В.Н. Шараевский Ю.П. Влияние на пороговый' уровень нелинейных параметров микрополосковой линии, нагруженной ферритом // Труды Всесоюзной школы-семинара "Взаимодействие электромагнитных волн с твердым, телом". - Саратов. 1991. - с. 163-169.

49. Гручушкин К.В., Шараевский Ю.П.. Шубина Л.В., Наг-нитостатические волны в ферритовой структуре с импедансной нагрузкой // Труды Всесоюзной сколы-семинара "Взаимодействие электромагнитных волн с твердил телом". -Саратов, 1S91, - с. 168-169.

50. A.c. 1512460 /СССР/. 1.05.1989. Линия.задержи па магнитостатических волнах /Гурзо В.В., Прокушкин В.Н..-Шараевский Ю.П.

51. A.c. 1434515 /СССР/. 1.07.1988. Шуноподавитель /Бе-гинин E.H., Прокушкин В.Н.. Шараевский Ю.П.

52. Пантелеев Л.А., Прокушкин В.Н... Шараевский Ю.П. Амплитудный корректор на магнитостатических волнах для

СВЧ-усилителей // Электронная техника.' - Сер. "Электроника СВЧ". - 1991. N 2, - С. 55-58.

53. Шараевский Ю.П. Прохождение сложных сигналов через нелинейную линию передачи на магнитостатических волнах // Тез. докл. У Всесоюзной школы по спин-волновой электронике СВЧ. - Москва, - '1991. - с. 115-116. '

54. Горюноз М.В., Куликов М.В., Шараевский Ю.П. Фильтры - резонаторы на обратной объемной магнитостатической волне //■Тез.докл. У Всесоюзной школы по спин-волновой электронике СВЧ. - Москва.1991.- с. 117-118.

55. Шараевский Ю.П. Прохождение сигналов через нелинейную линию передачи на магнитостатических волнах // Лекции по СВЧ электронике и радиофизике /IX зимняя школа-семинар/.. -Саратов.'1993. - с. 218-228.

56. Гришин B.C... Гурзо В.В., Шараевский Ю.П. и др. Прохождение сигналов через нелинейную линию передачи на магнитостатических Еолнах // Тез.докл. У1 школы по спин-еолнозои электронике СВЧ. - Москва. 1993. - с. 10.0-101.

57. Solovey D., Sharaevsky J., Follov.'lnqof noise signal through the device on magnetostatic wawes // Тез. докл.- VI школы по спин - волновой электронике СВЧ,- Москва, 1993.-с.102-103.

58. Прскушнин В.Н., Шараевский Ю.П.. Яковлев C.B. Нелинейные' потери МСВ' в пленках Феррстнинели // Тез. докл. У1 школы.по спин-волновой электронике СВЧ. - Москва, 1993. - с. 104-105! •

59. Гречушкин, К В., Шараевский D. П. Взаимодействие электромагнитной волны е -линии передачи с резонансными модами магнитостатической волны // Тез.докл. У1 . школы _ по спин-болнозсй электронике СВЧ. - Москва,. 1993. - с. 60-61.

60.. Прокушкин.В.Н.Шараевский Ю.П. Влияние реактивной ишедапсной нагрузки на характеристики магнитостатических волн // Р. Э. - 1993.. '- т. 38. N 9. -~с. 1551-1553.

Si. A.c. 1767457. 8.06. 1992 /ЕЮЛ. N 37 от 07.10.9?. (46) / Устройство для измерения ширины линии ферромагнитного резонанса ферритсвых пленок на СВЧ / Гурзо В.В.. Прскушкин В.К.. Шараевский Э.П.

62, А. с, 1538283. 15. 09.1SS9 /Бюл. N 3 от 23. 01. ЭО/.

Способ управления характеристиками магнитостатических волн / Букесов С.А., Прокушкин В.Н., Шараевский Ю.П.

6?. A.c. 1698855, 15.08.1991 /Бюл. 46 от 15.12.91 /. Способ определения намагниченности насыщения Ферритов на СВЧ / Гурзо В. В., Прокушкин В. Н., Шараезский Ю.П.

64. Прокушкин В.Н., Шараезский Ю.П. Взаимодействие поверхностных МСВ с плазмой носителей заряда в ферритовых ге-терсструктурах // Гиромагнитная электроника и электродинамика. Тез. докл. У1 Всесоюзного семинара. - Куйбышев. - 1987." -с. 29-30.

65. Стальмахов В.С., Шараевский Ю. П. Магнитостатические волны в нелинейных средах // Лекции по электронике СВЧ и радиофизике /У1 зимняя школа - семинар/. - Саратов. - 1983, кн. 2. - с. 123-133.

65. Гречушкин К.В., Шараевский Ю. П. Взаимодействие высокочастотного тока в линии передачи с резонансными модами магнитостатической волны // Р.Э. - 1994. - Т. 39, К 6. -с. 1017-1021.

■ 67. Со""!"• и Л. У. . Шараевский Ю.П. Прохождение сложных сигналов •!• j 1К'^иш'-йнуг» линию пэредачи на магнптостатических волнах // ¡!:чч ВУЗов - Прикладная нелинейная динамика. -1995. - Т. 3. 1. - с. 11-19.

08. Шараезский Ю.П., Гришин B.C., Гурзо В.В.. Дерунов A.B.. Шахат A.A. Взаимодействие регулярных и шумовых сигналов б нелинейной линии передачи на магнитостатических волнах // Р.Э. - 1995. - т. 40, N 7.

69. Гречушкин К. В., Прокушкин В.Н., Шараевский Ю.П. "Резонатор на магнитостатических вонах" /' Заявка 93030916 с приор, от 10.06.93. . Полож. решение о выдачи патента от 7.02.95.

ЦИТИРУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА • '

1. Вайнштейн Л.А.. Солнцев В.А. Лекции по сверхвысокочастотной электронике. - И.: Сов.радио. - 1973. - 400 с.

2. Скотт Э. Волны в активных и нелинейных средах в' приложении к электронике. - М.: Мир. 1977. - 368 с.

3. Львов Б:С. Нелинейные спиновые волны. - И. г Наука. -

1987. - 270 С. •

4. Гуревич А.Г.,. Мелков Г.А. Магнитные колебания и волны. - М.: Наука. - 1994. - 462 с.

• 5. Adam J. D.. Daniel M.R., Emtage P.R. .Tllisa S.N. Mag-• netostatic wave //Thin Elims Adv. Elektron Devices.-Bos-ton, 1991.-Pi1-141.

6. Медиков A.M. Нелинейные эффекты при распространении поверхностных спиновых волн в-пленках ЖИГ // ФТТ. - 1981. -т. 23, N 1. - с. 242-245.

7. Adam J.D.. Stltzer S.N. A magnetostatic wave sig-nal-to-hoise ' •. enhances' //J. App. Phys. Lett. -1980. -v.36.КЗ.-p.485-487.

8. Stltzer S. Frequency selective microwave pcver limiting in thin YIG films //Oldest of the Jntermag cor.r,. USA.-1983-p. CD-9.

9. Чивилева O.A., Анпсимов A.K., ГуреЕич А. Г. и др Взаимодействие запорогового и слабого сигналов поп возбуждении поверхностной магкитостатической волны .'/ Письма в ЗТО.

- 1987. - т.13, К 24. - с.1497-1501.

10. Банковский А. В.. Зубков В. И.. ЛоккЭ.Г.. Никптоз С.А. Влияние СВЧ сигнала больлой мощности на распространение магнитостатических волн в Серрптовдх пленках // ФТТ. - 1938.

- т. 30, и 3. - с,827-832.

11. Зубкоз ' В:И.; Кильдилез В.Н. Влияние мощности ! СБЧ-сигнала на характеристики ш:'.п«17„лосковой линии, нагруженной фзрритовой пленкой // Р.З.- - 1088.' - т. 33. К 3'. - с. 1839-1845.

12. Анисимов А. Н., Чивилева .0. А., Гуревич А. Г. Влияние волны большой амплитуды на затухание слабой поверхностной ышштостаткчзскоП волны'// ФТТ. - 1990. - т.32. N 6. - с* 1622-1627.

13. ЧиЕНлева -O.A., Гуревич А. Г.. Анисимов А. К. Пороговые полл и намагниченности при параметрическом возбуждении спиновых волн. поверхностной магнитостэтической золкой // ФТТ. - 1987. - т. 29. N 6. - с. 1774-1781.

14. Бугальтер Г. А. Порог параметрической неустойчивости при возбуждении поверхностных магнитостатических болн б Фер-рИТОиа пленке -// ЯЗТФ. - 1930. - т. 97. N 6. - с. 1201-1911.