ZASADA MODULACJI CZĘSTOTLIWOŚCIOWEJ NA BAZIE REZONATORA Z DZIELONYM PIERŚCIENIEM OBCIĄŻONEGO DIODĄ POJEMNOŚCIOWĄ
Dmytro Vovchuk
dimavovchuk@gmail.comYuriy Fedkovych Chernivtsi National University (Ukraina)
Serhii Haliuk
Yuriy Fedkovych Chernivtsi National University, Department of Radio Engineering and Information Security, Chernivtsi, Ukraine (Ukraina)
http://orcid.org/0000-0003-3836-2675
Pavlo Robulets
Yuriy Fedkovych Chernivtsi National University, Department of Radio Engineering and Information Security, Chernivtsi, Ukraine (Ukraina)
Leonid Politanskyi
Yuriy Fedkovych Chernivtsi National University, Department of Radio Engineering and Information Security, Chernivtsi, Ukraine (Ukraina)
http://orcid.org/0000-0001-6804-9837
Abstrakt
W pracy zaproponowano zasadę modulacji częstotliwości z wykorzystaniem rezonatora z dzielonym pierścieniem (SRR) obciążonego diodą pojemnościową. Proces modulacji zachodzi poprzez ciągłą zmianę pojemności diody pojemnościowej, która z kolei następuje poprzez zmianę napięcia polaryzacji. Sygnał modulujący służy jako napięcie polaryzacji. Źródłem sygnału nośnego jest dodatkowa antena magnetyczna, która oddziałuje poprzez bliskie pole magnetyczne z SRR. W pracy przeprowadzono badania w których jako sygnał modulujący zostały wykorzystane dwa rodzaje sygnałów: harmoniczny i deterministyczny chaotyczny. Wykazano, że przy zastosowaniu diody pojemnościowej SMV1231 i częstotliwości sygnału nośnego 1 GHz możliwe jest zapewnienie modulacji częstotliwości z odchyleniem Δfd = ±80 MHz w paśmie częstotliwości 0,95… 1,11 GHz. Zaletami proponowanej metody modulacji są bardzo prosta konstrukcja i możliwość łatwego ustawienia żądanej wartości odchylenia częstotliwości poprzez dostosowanie zakresu wartości napięcia przyłożonego do diody pojemnościowej. Przedstawione badania i uzyskane wyniki mogą być przydatne w produkcji tanich komponentów radiowych.
Słowa kluczowe:
modulacja częstotliwości, dioda pojemnościowa, rezonator z dzielonym pierścieniem, zakres częstotliwości, odchylenie częstotliwościBibliografia
Aydin K., Bulu I., Guven K., Kafesaki M., Soukoulis C. M., and Ozbay E.: Investigation of magnetic resonances for different split-ring resonator parameters and design. New Journal of Physics 7(168)/2005, 1–15.
DOI: https://doi.org/10.1088/1367-2630/7/1/168
Google Scholar
Baraclough M., Hooper I. R., Barnes W. L.: Investigation of the coupling between tunable split-ring resonators. Physical Review B 98/2018, 085146.
DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevB.98.085146
Google Scholar
Binns K.J., Lawrenson P.J.: Analysis and Computation of Electric and Magnetic Field Problems. Pergamon International Library of Science, Technology, Engineering and Social Studies, 2013.
Google Scholar
Ebrahimi A., Withayachumnankul W., Al-Sarawi S., and Abbott D.: High-sensitivity metamaterial-inspired sensor for microfluidic dielectric characterization. IEEE Sensors Journal 14(5)/2014, 1345–1351.
DOI: https://doi.org/10.1109/JSEN.2013.2295312
Google Scholar
Freire M. J., Marques R., Jelinek L.: Experimental demonstration of a µ = -1 metamaterial lens for magneticresonance imaging M. J. Freire. Applied Physics Letters 93/2008, 231108 (1–4).
DOI: https://doi.org/10.1063/1.3043725
Google Scholar
Gevorgian S. S. and Mironenko I. G.: Asymmetric coplanar-strip transmission lines for MMIC and integrated optic applications. Electron. Lett. 26(1916)/1990.
DOI: https://doi.org/10.1049/el:19901234
Google Scholar
Girich A.A.: Left-Handed Metamaterial based on the Complementary Split-Ring Resonators Tuned with Varactor Diodes. Ukrainian Journal of Physics 62(10)/2017, 903–907.
DOI: https://doi.org/10.15407/ujpe62.10.0903
Google Scholar
Imade Y., Ulbricht R., Tomoda M., Matsuda O., Seiutinas G., Juodkazis S., Wright O.B.: Gigahertz Optomechanical Modulation by Split-Ring-Resonator Nanophotonic Meta-Atom Array. Nano Letters 17/2017, 6684–6689.
DOI: https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.7b02663
Google Scholar
Kitayama D., Yaita M., Song H.-J., Nosaka H.: High-Speed and High-ON/OFF Ratio Split-Ring-Resonator-Based Active Metamaterial using Varactor Diodes. 41st International Conference on Infrared, Millimeter, and Terahertz waves (IRMMW-THz), 2162–2035, 2016.
DOI: https://doi.org/10.1109/IRMMW-THz.2016.7758984
Google Scholar
Liang Y., Boon Ch., Li Ch. et al.: Design and Analysis of D-Band Om-Chip Modulator and Signal Source Based on Split-Ring Resonator. IEEE Transactions on Very Large Scale Integration Systems 27(7)/2019, 1513–1526.
DOI: https://doi.org/10.1109/TVLSI.2019.2906680
Google Scholar
Liang Y., Yu H., Zhang W., Lin F.: CMOS Sub-THz On-Chip Modulator by Stacked Split Ring Resonator with High-extinction Ratio. IEEE International Symposium on Radio-Frequency Integration Technology 2015, 67–69.
DOI: https://doi.org/10.1109/RFIT.2015.7377889
Google Scholar
Liu P. et al.: Tunable meta-atom using liquid metal embedded in stretchable polymer. J. Appl. Phys. 118(1)/2015, 014504.
DOI: https://doi.org/10.1063/1.4926417
Google Scholar
Liu W., Sun H., Xu L.: A Microwave Method for Dielectric Characterization Measurement of Small Liquids Using a Metamaterial-Based Sensor. Sensors 18/2005, 1438(1–10).
DOI: https://doi.org/10.3390/s18051438
Google Scholar
Marques R., Medina F., Rafii-el-Idrissi R.: Role of bianisotropy in negative permeability and left-handed metamaterials. Phys. Rev. B 65/2002, 144440 (1–6).
DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevB.65.144440
Google Scholar
Marques R., Baena J. D., Martel J., Medina F., Sorolla M., Martin F.: Novel small resonant electromagnetic particles for metamaterial and filter design. International Conference on Electromagnetic in Advanced Applications (ICEAA’03), Torino, Italy 2015, 439–442, 2005.
Google Scholar
Marques R., Martin F.: Wire media: Metamaterial Handbook. Theory and Phenomena of Metamaterials 2009. Chapter 16-1, CRC Press, Boca Raton.
Google Scholar
Marques R., Mesa F., Martel J., Medina F.: Comparative analysis of edge- and broadside- coupled split ring resonators for metamaterial design - theory and experiments. IEEE Transactions on Antennas and Propagation, 51/2003, 2572–2581.
DOI: https://doi.org/10.1109/TAP.2003.817562
Google Scholar
Moser H.O., Casse B.D.F., Wilhelmi O., Saw B.T.: Terahertz Response of a Microfabricated Rod-Split_Ring Resonator Electromagnetic Metamaterial. Physical Review Letters 94/2005, 063901(1–4).
DOI: https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.94.063901
Google Scholar
Puentes M., Schubler M., Jakoby R.: 2D sensor array based on Split Ring Resonators for monitoring of organic tissue. Sensors 2011, 12491246.
DOI: https://doi.org/10.1109/ICSENS.2011.6126955
Google Scholar
Rosa E. B.: The self and mutual inductances of linear conductors. Bulletin of the Bureau of Standards 4, 80/1908, 301–344.
DOI: https://doi.org/10.6028/bulletin.088
Google Scholar
Salim A., Lim S.: Complementary Split-Ring Resonator-Loaded Microfluidic Ethanol Chemical Sensor. Sensors, 16/2016, 1802(1–13).
DOI: https://doi.org/10.3390/s16111802
Google Scholar
Schuster Ch.: Fast and Accurate Tuning of a Cross-Coupled Split-Ring Resonator Filter. GeMiC-2018, March 12–14, 2018, Freiburg, Germany, 134–137.
DOI: https://doi.org/10.23919/GEMIC.2018.8335047
Google Scholar
Silva S. R., Shields A. D., Zhou J.: Tunable Optical Bistability and Optical Switching by Nonlinear Metamaterials. Material Science 2017.
Google Scholar
Veselago V. G.: The Electrodynamics of Substances with Simultaneously negative Values of ε and μ. Soviet Physics Uspekhi 10(4)/1967, 509–514.
DOI: https://doi.org/10.1070/PU1968v010n04ABEH003699
Google Scholar
Vovchuk D., Khobzei M., Khavruniak M.: Sensing Properties of SRR: influence of finger touching. Int. Scientific-Practical Conference PIC S&T’2019, 8–11 October 2019, Kyiv, Ukraine, 799–802.
DOI: https://doi.org/10.1109/PICST47496.2019.9061371
Google Scholar
Wang Q., Mao D., Dong L.: Thermomechanically Tunable Infrared Metamaterials Using Asymmetric Split-Ring Resonators. Journal of Microelectromechanical Systems 26(6)/2017, 1–3.
DOI: https://doi.org/10.1109/JMEMS.2017.2764054
Google Scholar
Ye-xin S., Jiu-sheng L., Le Z.: Graphene-integrated split-ring resonator terahertz modulator. Opt. Quant. Electron., 350/2017, 1–9.
DOI: https://doi.org/10.1007/s11082-017-1198-x
Google Scholar
Zheludev N.I., Kivshar Yu.S.: From metamaterials to metadevices. Nature Materials 11/2012, 917–924.
DOI: https://doi.org/10.1038/nmat3431
Google Scholar
https://pdf1.alldatasheet.com/datasheet-pdf/view/155289/SKYWORKS/SMV1231.html
Google Scholar
Autorzy
Serhii HaliukYuriy Fedkovych Chernivtsi National University, Department of Radio Engineering and Information Security, Chernivtsi, Ukraine Ukraina
http://orcid.org/0000-0003-3836-2675
Autorzy
Pavlo RobuletsYuriy Fedkovych Chernivtsi National University, Department of Radio Engineering and Information Security, Chernivtsi, Ukraine Ukraina
Autorzy
Leonid PolitanskyiYuriy Fedkovych Chernivtsi National University, Department of Radio Engineering and Information Security, Chernivtsi, Ukraine Ukraina
http://orcid.org/0000-0001-6804-9837
Statystyki
Abstract views: 337PDF downloads: 220
Licencja
Utwór dostępny jest na licencji Creative Commons Uznanie autorstwa – Na tych samych warunkach 4.0 Miedzynarodowe.
Inne teksty tego samego autora
- Serhii Haliuk, Oleh Krulikovskyi, Vitalii Vlasenko, BADANIE WŁAŚCIWOŚCI PERMUTACJI PIKSELI W OPARCIU O ZDYSKRETYZOWANĄ MAPĘ STANDARDOWĄ , Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska: Tom 10 Nr 1 (2020)
- Mykola Khobzei, Dmytro Vovchuk, Magdalena Michalska, PRZEGLĄD ZASTOSOWAŃ KONSTRUKCJI Z PRZEWODÓW W URZĄDZENIACH RADIOWYCH , Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska: Tom 8 Nr 4 (2018)
- Dmytro Vovchuk, Serhii Haliuk, Leonid Politanskyy, TRANSMISJA SYGNAŁÓW BEZ ZNIEKSZTAŁCEŃ PRZEZ METASTRUKTURĘ PRZEWODOWĄ , Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska: Tom 8 Nr 1 (2018)
