Н.С. Максимов1, А.В. Королев2, И.А. Сидоров3

1 Национальный исследовательский университет «МЭИ» (Москва, Россия)
2 МГТУ им. Н.Э. Баумана (Москва, Россия)
3 ООО «НПИ ФИРМА «ГИПЕРИОН» (Москва, Россия)
1 nik.maximovv@yandex.ru, 2 teleret@mail.ru, 3 igorasidorov@yandex.ru

Постановка проблемы. Исследование взаимодействия электромагнитной волны в микрополосковой линии передачи с магнитостатическими модами в пленках железо-иттриевого граната (ЖИГ) представляет собой важную прикладную задачу. При проектировании систем возбуждения автогенераторов необходимо учитывать такие параметры, как коэффициент отражения сигнала, уровень затухания в резонаторе и распределение магнитного поля вблизи поверхности пленки. Наиболее перспективным направлением в области разработки генераторов ЖИГ является изучение возможности повышения стабильности работы резонаторов и снижения уровня шума. Кроме того, необходимо провести численный расчет характеристик резонаторов ЖИГ для определения характеристик и построения цифровых двойников, которые, в свою очередь, определяют основные параметры генераторов СВЧ.

Цель. Провести численное моделирование резонатора на пленке ЖИГ, определить зависимости частотной характеристики от положения пленки ЖИГ относительно антенн возбуждения и приема спиновых волн на потери резонансной кривой и выявить конфигурацию с минимальными потерями для использования в кольцевых автогенераторах на основе резонаторов ЖИГ.

Результаты. Представлена конструкция резонатора на магнитостатических волнах, которая может быть использована для построения генераторов СВЧ.

Практическая значимость. Представленные в работе выводы и рекомендации могут быть полезны для инженеров и исследователей в области техники СВЧ, а также будут способствовать разработке новых моделей генераторов ЖИГ с улучшенными характеристиками, что повысит эффективность их применения в различных устройствах.

Максимов Н.С., Королев А.В., Сидоров И.А. Передаточные характеристики спин-волнового резонатора на основе пленки железоиттриевого граната для малошумящих синтезаторов частот // Успехи современной радиоэлектроники. 2026. T. 80. № 4. С. 15–20. DOI: https://doi.org/10.18127/ j20700784-202604-02

1. Chenakin A. Microwave frequency synthesizers: A tutorial // IEEE microwave Magazine. 2023. V. 24. № 7. С. 29–40.
2. Устинов А.Б., Кондрашов А.В., Никитин А.А., Лебедев В.В., Петров А.Н., Шамрай А.В., Калиникос Б.А. Low phase noise tunable optoelectronic microwave generator based on spin-wave filter // Материалы IX Междунар. конф. по фотонике и информационной оптике. 2020. С. 205–206.
3. Liu H. et al. Ultralow-phase-noise and broadband frequency-hopping coupled optoelectronic oscillator under quiet point operation // Photonics Research. 2024. V. 12. № 8. С. 1785–1793.
4. Лучинин А.С., Малыгин И.В. Коэффициент шума: оценка шумовых характеристик радиофотонного тракта на основе результатов измерения коэффициента шума // Ural Radio Engineering Journal. 2024. V. 8. № 2. С. 223–259.
5. Chembo Y.K. et al. Determination of phase noise spectra in optoelectronic microwave oscillators: a Langevin approach // IEEE journal of quantum electronics. 2009. V. 45. № 2. Р. 178–186.
6. Lutsev L.V. et al. Spin-wave filters based on thin Y3Fe5O12 films on Gd3Ga5O12 and Si substrates for microwave applications // Journal of Applied Physics. 2020. V. 127. № 18.
7. Vansteenkiste A., Leliaert J., Dvornic M., Helsen M., Garcia-Sanchez F., B. van Waeyenberge. The desing and verification of MuMax3. AIP Advances. 2014. V. 4. P. 107133.
8. Kruglyak V.V., Demokritov S.O., Grundler D. Magnonics. Journal of Physics D: Applied Physics. 2010. V. 43. № 26. P. 264001.
9. Калиникос Б.А., Устинов А.Б., Баруздин С.А. Спин-волновые устройства и эхо-процессоры. Монография / Под ред. В.Н. Уша­кова. М.: Радиотехника. 2013.
10. Mahmoud J.A., Ciubotaru F., Vanderveken F., Chumak A.V., Hamdioui S., Adelmann C., Cotofana S. Introduction to Spin Wave Computing // Journal of Applied Physics. 2020. V. 128. Р. 161101.
11. Козин А.Э., Устинов А.Б., Фирсенков А.И. Экспериментальное исследование нелинейного затухания интенсивных спиновых волн в экранированных ферритовых пленках // Сб. матер. Всерос. научно-техн. конф. «Электроника и микроэлектроника СВЧ». СПб. 2018. С. 603–606.