Detección de bifurcaciones en circuitos de microondas con resonadores no lineales

Abstract

Esta tesis detalla los diferentes estudios analíticos en sistemas con resonadores no lineales acoplados, para aumentar el ancho de banda de operación en sistemas de recolección de energía y para reducir la sensibilidad a la posición y distancia en sistemas de transferencia inalámbrica de potencia. La resonancia no lineal al depender de la amplitud de excitación da lugar a un doblamiento de la curva de respuesta frente a la frecuencia. Dicho doblamiento viene asociado a la aparición de puntos de pendiente infinita, o de retorno, que delimitan los intervalos de operación en el modo deseado. Por lo anterior, en esta tesis se desarrollaron diferentes técnicas que permiten el posterior trazado de curvas multivaluadas en circuitos resonadores no lineales realistas, con modelos detallados de sus componentes tanto lineales como no lineales. Así mismo, el trazado directo de los puntos de retorno. También, se proponen diferentes técnicas para reducir el cambio abrupto en la frecuencia libre de circuitos oscilantes ante un fuerte factor de acoplamiento, se analiza el efecto del resonador externo hacia el núcleo principal del circuito obteniendo información puntual para su correcto diseño y posterior implementación en un entorno real.

This thesis details the different analytical studies in systems with coupled nonlinear resonators, to increase operating bandwidth in power collection systems and to reduce position and distance sensitivity in wireless power transfer systems. Nonlinear resonance, depending on the amplitude of excitation, results in a bending of the response curve against frequency. This doubling is associated with the appearance of points of infinite slope, or return, that delimit the operating intervals in the desired mode. Therefore, in this thesis different techniques were developed that allow the subsequent tracing of multi-valued curves in realistic nonlinear resonator circuits, with detailed models of their components both linear and nonlinear. Also, the direct tracing of the return points. In addition, different techniques are proposed to reduce the abrupt change in the free frequency of oscillating circuits before a strong coupling factor, analyzes the effect of the external resonator towards the main core of the circuit, obtaining timely information for its correct design and subsequent implementation in a real environment.