[发明专利]基于PT对称原理的频率可调非互易传输系统及其检测方法

说明书

本发明公开一种基于PT对称原理的频率可调非互易传输系统及其检测方法，该电路系统包括：电感‑电容‑正电阻并联谐振的损耗谐振模块，可调耦合模块,以及电感‑电容‑负电阻并联的增益谐振模块；其中损耗谐振模块与增益谐振模块通过可调电容耦合模块连接构成PT对称系统；信号从损耗谐振模块往增益谐振模块传输为正向传输，反之为反向传输。通过改变可调电容耦合模块改变损耗模块与增益模块之间的耦合系数，从而改变系统的传输频率。调节传输信号幅值，利用增益谐振模块中负电阻的饱和性质实现正向传输系数与反向传输系数的差异，实现非互易传输。该系统具有高非互易比，低插入损耗等优点。

技术领域

本发明属于二端口传输系统领域，尤其涉及一种基于PT对称原理的频率可调非互易传输系统及其检测方法。

背景技术

二端口传输电路分为互易传输电路和非互易传输电路两种。互易传输电路的定义是信号在两个端口间的传输是相同的，因此互易传输电路不具有方向性，通常使用全无源原件构建。与互易传输电路相反，非互易传输电路的定义是信号在两个端口间的传输是不同的，改变输入信号的端口可以在另一个端口看到不同的输出信号幅度，具有方向性，通常使用磁性原件或者非线性有源原件搭建。利用非互易传输电路可以构造声波信号的非互易传输以及电学信号的非互易传输，常用于构造环形器和隔离器。当前的非互易传输系统只能实现单一频率信号的非互易传输，如果信号频率发生改变，需要从新制作一个非互易传输系统，这在以及应用中大大增加了成本以及不便，不适用于频率可变的应用环境。因此发明一种频率可调的非互易传输系统是很有必要的。

发明内容

本发明目的在于提供一种基于PT对称原理的频率可调非互易传输系统及其检测方法,使用电容可调构造PT对称系统的耦合模块，实现了PT对称系统在破缺区的传输信号频率调节，利用跨阻放大器的非线性，实现信号在二端口间的非互易传输，以解决当前的非互易传输系统只能实现单一频率信号的非互易传输，如果信号频率发生改变，需要从新制作一个非互易传输系统，这在以及应用中大大增加了成本以及不便，不适用于频率可变的应用环境的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明的具体技术方案如下：

一种基于PT对称原理的频率可调非互易传输系统，其由损耗谐振电路、增益谐振电路以及可调耦合模块三部分组成，增益谐振电路由第二电感、正电阻和负电阻并联组成，其中负电阻由跨阻放大器构成；当跨阻放大器工作在线性区时，负电阻呈不随输入电压变化的定值负电阻；当跨阻放大器工作在负饱和区时，负电阻阻值为受输入电压控制的负电阻；损耗谐振电路和增益谐振电路通过可调耦合模块耦合在一起，通过改变可调耦合模块的耦合电容来改变损耗谐振电路与增益谐振电路之间的耦合系数，从而改变系统的传输频率。

进一步的，损耗谐振电路由第一电感、第一电容和正电阻并联组成。

进一步的，跨阻放大器包括第一电阻、运算放大器、第二电阻、第三电阻；第一电阻连接在运算放大器同向输入端和输出端之间，第二负电阻连接在运算放大器的反向输入端和输出端之间，第三电阻一端接地一端接第二电阻。

进一步的，可调耦合模块由可调电容构成。

进一步的，损耗谐振电路中的第一电感、正电阻分别与增益谐振电路中的第二电感、负电阻相等。

进一步的，损耗谐振电路中的正电阻的阻值与增益谐振电路中负电阻工作在线性区时的电阻值的绝对值相等。

一种基于PT对称原理的频率可调非互易传输系统的检测方法，包括以下步骤：

步骤1，调节跨阻放大器电阻值，使跨阻放大器线性区等效负阻值的绝对值等于损耗谐振电路的正电阻的绝对值，使系统处于PT对称状态；

步骤2，调节可调耦合模块的电容值，使其值在