Soliton waves en líneas de transmisión no lineales con pérdidas a frecuencias de microondas: estudios analíticos, numéricos y experimentales
Autores: Sekulic, Dalibor L.; Samardzic, Natasa M.; Mihajlovic, Zivorad; Sataric, Miljko V.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Soliton waves en líneas de transmisión no lineales con pérdidas a frecuencias de microondas: estudios analíticos, numéricos y experimentales
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Analítico
Numérico
Experimental
Ondas solitarias
NLTL
Pérdidas
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 24
Citaciones: Sin citaciones
En este trabajo, realizamos estudios analíticos, numéricos y experimentales sobre la generación de ondas solitarias en líneas de transmisión no lineales discretas (NLTL) con varactores, así como el análisis del impacto de las pérdidas en la propagación de estas ondas. Usando el método de perturbación reductiva, derivamos una ecuación de Schrödinger no lineal (NLS) con un término de pérdida y determinamos una expresión analítica que describe completamente el perfil del solitón brillante. Nuestro análisis teórico predice el umbral de frecuencia de la onda portadora por encima del cual se puede observar la formación de solitones brillantes. También realizamos simulaciones numéricas para confirmar nuestros resultados analíticos y analizamos la evolución espacio-temporal de las ondas solitarias. Se obtuvo una buena concordancia entre los hallazgos analíticos y numéricos. Se utilizó un prototipo experimental de NLTL con pérdidas, construido a nivel discreto, para validar nuestro modelo propuesto. La forma experimental de los solitones de envolvente se ajusta bien a las formas de onda teóricas, que tienen en cuenta el amortiguamiento de la amplitud debido a las pérdidas en varactores e inductores disponibles comercialmente utilizados en un prototipo. Los cambios observados experimentalmente en la amplitud del solitón y en el ancho a la mitad del máximo durante la propagación a lo largo de NLTL con pérdidas concuerdan bien con el modelo propuesto definido por la ecuación NLS con término de pérdida.
Descripción
En este trabajo, realizamos estudios analíticos, numéricos y experimentales sobre la generación de ondas solitarias en líneas de transmisión no lineales discretas (NLTL) con varactores, así como el análisis del impacto de las pérdidas en la propagación de estas ondas. Usando el método de perturbación reductiva, derivamos una ecuación de Schrödinger no lineal (NLS) con un término de pérdida y determinamos una expresión analítica que describe completamente el perfil del solitón brillante. Nuestro análisis teórico predice el umbral de frecuencia de la onda portadora por encima del cual se puede observar la formación de solitones brillantes. También realizamos simulaciones numéricas para confirmar nuestros resultados analíticos y analizamos la evolución espacio-temporal de las ondas solitarias. Se obtuvo una buena concordancia entre los hallazgos analíticos y numéricos. Se utilizó un prototipo experimental de NLTL con pérdidas, construido a nivel discreto, para validar nuestro modelo propuesto. La forma experimental de los solitones de envolvente se ajusta bien a las formas de onda teóricas, que tienen en cuenta el amortiguamiento de la amplitud debido a las pérdidas en varactores e inductores disponibles comercialmente utilizados en un prototipo. Los cambios observados experimentalmente en la amplitud del solitón y en el ancho a la mitad del máximo durante la propagación a lo largo de NLTL con pérdidas concuerdan bien con el modelo propuesto definido por la ecuación NLS con término de pérdida.