Тhe effect of nonreciprocity on the dynamics of coupled oscillators and coupled waves

Abstract

The dynamics of nonreciprocally coupled oscillators and coupled waves is studied. Such coupling can lead to converting the energy of low-frequency (LF) oscillations to the energy of high-frequency (HF) oscillations. The influence of the resonant properties of the coupling elements on the conditions of the energy conversion is carried out. It is shown that this conversion can be realized when either the amplitude or the phase of the coupling coefficient is modulated at a low-frequency. By the example of waves in a rare magnetoactive plasma, it is shown for the first time that the discussed energy conversion takes also place in a system of interacting waves. Results of analytical and numerical studies illustrating the conditions for the excitation of high-frequency oscillations due to the energy conversion are presented.

Досліджено динаміку зв'язаних осциляторів і хвиль при наявності невзаємного зв'язку між ними, який призводить до можливості перетворення енергії низькочастотних коливань в енергію високочастотних коливань. Проведено аналіз впливу резонансних властивостей елементів зв'язку на умови перетворення енергії. Показано, що перетворення енергії можна реалізувати як при низькочастотній амплітудній, так і при низькочастотній фазовій модуляції коефіцієнта зв'язку. На прикладі аналізу поширення хвиль у рідкій магнітоактивній плазмі вперше показана можливість перетворення енергії і при взаємодії хвиль. Наведено результати аналітичного і чисельного дослідження, що ілюструють умови збудження високочастотних коливань і їх властивості.

Исследована динамика связанных осцилляторов и волн при наличии невзаимной связи между ними, которая приводит к возможности преобразования энергии низкочастотных колебаний в энергию высокочастотных колебаний. Проведен анализ влияния резонансных свойств элементов связи на условия преобразования энергии. Показано, что преобразование энергии можно реализовать как при низкочастотной амплитудной, так и при низкочастотной фазовой модуляции коэффициента связи. На примере анализа распространения волн в редкой магнитоактивной плазме впервые показана возможность преобразования энергии и при взаимодействии волн. Приведены результаты аналитического и численного исследований, иллюстрирующие условия возбуждения высокочастотных колебаний и их свойства.