Dimensionierung gekoppelter Schwingkreise mit ausgeglichenem Gewinn und Verlust

Abstract

Das Ziel dieser Arbeit ist ein System aus zwei gekoppelten elektromagnetischen Schwingkreisen mit ausgeglichenem Gewinn und Verlust zu realisieren. Dazu kann eine fundamentale Symmetrie der Physik, die PT-Symmetrie, betrachtet werden. Für die Realisierung von Systemen mit ausgeglichenem Gewinn und Verlust werden in dieser Arbeit experimentell realisierbare Schwingkreise mit intrinsischen Verlusten und einer äußeren Anregung betrachtet. Dafür wird der zur Beschreibung dieser gekoppelten Schwingkreise verwendete Moden-Formalismus von Grund auf hergeleitet. Dadurch können die effektiven Größen, durch welche die gekoppelten Schwingkreise und deren Symmetrie untersucht werden, auf die in den Schwingkreisen verwendeten Bauteile zurückgeführt werden. Neben der PT-Symmetrie wird zusätzlich noch die anti-PT-Symmetrie untersucht, bei der Gewinn und Verlust zwar auch symmetrisch, aber nicht ausgeglichen sind. Für die Dimensionierung verschiedener PT- und anti-PT-symmetrischer Systeme werden insgesamt drei verschiedene Kopplungsvarianten betrachtet und verglichen. Dabei werden jeweils möglichst einfache Schwingkreise betrachtet, damit die in dieser Arbeit theoretisch betrachteten Systeme auch einfach experimentell realisiert werden können.