微帶傳輸線脈沖信號傳輸特性研究.pdf

1、超寬帶技術(shù)、毫米波亞毫米波技術(shù)的發(fā)展要求短脈沖信號應(yīng)用在越來越多的場合，而短脈沖信號在傳輸線上的傳輸特性至今沒有完整的研究。脈沖信號與其傳輸結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，脈沖種類不同、傳輸結(jié)構(gòu)不同，分析結(jié)果也會大不相同。本文主要研究了高斯脈沖在微帶線結(jié)構(gòu)上的傳輸特性。 微帶線的理論已經(jīng)相當(dāng)豐富，公式化的頻域色散模型從比較等效介電常數(shù)出發(fā)，已在高達(dá)數(shù)十吉赫茲(GHz)范圍內(nèi)達(dá)到相當(dāng)精度，雖然沒有使用全波方法，但已經(jīng)可以較為精確地描述大多數(shù)信號的瞬

2、態(tài)特性。然而，近年來的研究已經(jīng)涉及到了帶寬更寬的信號，皮秒脈沖的帶寬已經(jīng)達(dá)到數(shù)百GHz，還有信號的帶寬需要按照倍頻程計算。頻率越高可能存在的模式就越多。沒有證據(jù)表明已有的頻域色散模型在這樣的情況下依然適用，盡管有文獻(xiàn)試圖將以上色散模型應(yīng)用到200GHz并給出了彼此之間的比較，卻并沒有給出與實際結(jié)果的比較。另一方面，若僅僅用通常意義上的等效介電常數(shù)就無法反映出波形變化和能量的傳輸。這些等效介電常數(shù)基于相速或特征阻抗的等效，但在高頻多模的情

3、況下，它們均已失去了原有的TEM條件下的意義了。最后，短脈沖的頻譜極寬，色散嚴(yán)重，如果從頻域色散模型出發(fā)進(jìn)行研究，各頻率的相速不同，對于整個信號如何計算“傳輸速率”也難以有統(tǒng)一的結(jié)論。 因為頻域模型存在的以上困難，本文從時域出發(fā)，在速率、波形和能量傳輸三個方面研究了脈沖信號在微帶線中的傳輸特性。首先采用脈沖峰值的傳輸速率(峰速)表征脈沖速率，并由此分析了脈沖信號的傳播過程，提出了脈沖等效介電常數(shù)的概念；其次針對波形特點，提出采用