Волновые аналоги сред на основе систем фазовой синхронизации
Аннотация
Введение. В настоящее время системы фазовой синхронизации (СФС) находят широкое применение: от оптимального приема сигналов и синтеза частот до автоматического управления распределением фаз в фазированных антенных решетках. Одной из простейших структур является многокаскадная (цепочечная) СФС, которая может содержать специально подобранную многосвязную цепь управления. Такие каскадные СФС нашли широкое применение в ряде задач теории оптимальных оценок, многопозиционной фазовой телеграфии, при синхронизации многих подстраиваемых генераторов с сохранением заданных фазовых соотношений между их колебаниями и др. Активно СФС применяются в радиофизике как в аналоговом, так и в цифровом исполнении. Одним из перспективных направлений развития коллективных СФС является исследование ансамблей нейроморфных сетей, построенных на основе СФС.
Цель работы. Получение волновых аналогов, характеризующих коллективную СФС не как дискретный ансамбль, а как сплошную (распределенную) среду.
Материалы и методы. Представлена модель однонаправленной (без цепей взаимного управления) каскадной структуры СФС.
Результаты. Найдены волновые аналоги каскадно-связанных систем фазовой синхронизации, не содержащих цепей взаимного управления. Получено решение уравнений волновых аналогов, а также представлено доказательство справедливости полученного приближенного решения в сравнении с точным.
Заключение. Показано, что выбором фильтра в цепи управления каждой одноконтурной схемы с различными коэффициентами передачи можно получать разнообразные типы сплошных сред или волновых аналогов цепочечных структур на основе СФС.
Об авторах
Л. А. Цырульникова
Национальный исследовательский университет "МЭИ"
Россия
Россия
Цырульникова Людмила Александровна – дипломированный инженер по специальности "Радиотехника" (2020, НИУ "МЭИ"), инженер кафедры формирования и обработки радиосигналов указанного университета. Автор 2 научных публикаций. Сфера научных интересов - радиотехника, электроника, система фазовой синхронизации.
Красноказарменная ул., д. 14, Москва, 111250
Б. П. Судеев
Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС"
Россия
Россия
Судеев Борис Петрович – магистрант 2-го года обучения НИТУ "МИСиС". Автор 2 научных публикаций. Сфера научных интересов - радиотехника, электроника, система фазовой синхронизации.
Ленинский пр., д. 4, Москва, 119049
А. Р. Сафин
Национальный исследовательский университет "МЭИ"; Институт радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН
Россия
Россия
Сафин Ансар Ризаевич – кандидат технических наук по специальности "Радиотехника, в том числе системы и устройства телевидения" (2014), доцент, заведующий кафедрой формирования и обработки радиосигналов НИУ "МЭИ", старший научный сотрудник ИРЭ им. В. А. Котельникова РАН. Автор более 50 научных работ. Сфера научных интересов - радиофизика и электроника, физика магнитных явлений, спинтроника.
Красноказарменная ул., д. 14, Москва, 111250
Список литературы
1. Synchronization. From simple to complex / A. Balanov, N. Janson, D. Postnov, O. Sosnovtseva. Berlin Heidelberg: Springer-Verlag, 2009. 423 p.
2. Bianchi G. Phase-locked loop. Synthesizer simulation. New York: McGraw-Hill, 2005. 243 p.
3. Pikovsky A., Rosenblum M., Kurths J. Synchronization. A universal concept in Nonlinear sciences. Cambridge: Cambridge University Press, 2001. 433 p. doi: 10.1017/CBO9780511755743
4. Капранов М. В. Каскадные системы фазовой автоподстройки частоты // Динамика систем. 1976. Вып. 11. С. 76–85.
5. Капранов М. В. Системы коллективной фазовой автоподстройки частоты // Тр. МЭИ. 1978. Вып. 355. С. 3-9.
6. Капранов М. В. Коллективная синхронизация в каскадных взаимосвязанных системах ФАП // Тр. МЭИ. 1979. Вып. 418. С. 3-8.
7. Rohde U. L., Poddar A., Boeck G. The Design of Modern Microwave Oscillators for Wireless Applications: Theory and Optimization. Hoboken: John Wiley & Sons, 2005. 558 p. doi: 10.1002/0471727172
8. Kozyrev A. B., van der Weide D. W. Nonlinear Wave Propagation Phenomena in Left-Handed Transmission-Line Media // IEEE Trans. on Microwave Theory and Techniques. 2005. Vol. 53, № 1. P. 238-245. doi: 10.1109/TMTT.2004.839305
9. Nonlinear Magnetic Metamaterials / I. V. Shadrivov, A. B. Kozyrev, D. W. van der Weide, Y. S. Kivshar // Optics express. 2008. Vol. 16, № 25. P. 20266-20271. doi: 10.1364/OE.16.020266
10. Ferran M. Artificial Transmission Lines for RF and Microwave Applications. Hoboken: John Wiley & Sons, 2015. 537 p.
11. Csaba G., Porod W. Coupled Oscillators for Computing: a Review and Perspective // Appl. Phys. Rev. 2020. Vol. 7, № 1. Art. 011302. doi: 10.1063/1.5120412
12. Slavin A., Tiberkevich V. S. Nonlinear Auto-Oscillator Theory of Microwave Generation by Spin-Polarized Current // IEEE Trans. on Magnetics. 2009. Vol. 45, № 4. P. 1875–1918. doi: 10.1109/TMAG.2008.2009935
13. A GHz Spintronic-Based RF Oscillator / P. Villard, U. Ebels, D. Houssameddine, J. Katine, D. Mauri, B. Delaet, P. Vincent, M.-C. Cyrille, B. Viala, J.-P. Michel, J. Prouvee, F. Badets // IEEE J. of Solid-State Circuits. 2010. Vol. 45, № 1. P. 214–223. doi: 10.1109/JSSC.2009.2034432
14. Coupled-Oscillator Associative Memory Array Operation for Pattern Recognition / D. E. Nikonov, G. Csaba, W. Porod, T. Shibata, D. Voils, D. Hammerstrom, I. A. Young // IEEE J. on Exploratory Solid-State Computational Devices and Circuits. 2015. Vol. 1. P. 85–93. doi: 10.1109/JXCDC.2015.2504049
15. Theory of the spin-transfer nanooscillator-based phase locked loop / A. A. Mitrofanov, A. R. Safin, N. N. Udalov, M. V. Kapranov // J. of applied physics. 2017. Vol.122. Art. 123903. doi: 10.1063/1.5004117
16. Капранов М. В., Кулешов В. Н., Уткин Г. М. Теория колебаний в радиотехнике. М.: Наука, 1984. 320 с.
Рецензия
При поддержке: Работа выполнена при поддержке гранта РФФИ № 18−07−00485 и гранта Президента РФ для молодых кандидатов наук № МК−283.2019.8.
Для цитирования:
Цырульникова Л.А., Судеев Б.П., Сафин А.Р. Волновые аналоги сред на основе систем фазовой синхронизации. Известия высших учебных заведений России. Радиоэлектроника. 2020;23(3):32-40. https://doi.org/10.32603/1993-8985-2020-23-3-32-40
For citation:
Tsyrulnikova L.A., Sudeev B.P., Safin A.R. Wave Analogs of Media Based on Phase Locked Loops. Journal of the Russian Universities. Radioelectronics. 2020;23(3):32-40. (In Russ.) https://doi.org/10.32603/1993-8985-2020-23-3-32-40
Просмотров: 435
Послать статью по эл. почте 