平面传输线中皮秒宽度脉冲传输特性的时域分析

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本文研究了皮秒宽度脉冲在微带线、共面波导、共面带线的传输特性,使用FDTD仿真,得到了计算结果。本研究主要内容及结果如下:   ⑴回顾了时域有限差分Yee算法,包括时域有限差分的差分方程、稳定性条件、数值色散特性、吸收边界条件,激励源的设置等。介绍了Thz波和平面传输线的基本知识。   ⑵应用时域有限差分法(Finite-Different Time-Domain Method)分析了不同皮秒宽度脉冲激励在平面传输线的波形失真,得到了不同条件下平面传输线的色散和衰减特性。这对于皮秒宽度脉冲应用在亚毫米波电路、太赫兹电子系统中有着重要的意义。本文对模型的建立,激励源的设置方法进行了细致的研究。   ⑶研究了皮秒宽度脉冲微带传输线的特性和皮秒脉冲共面波导和共面带线传输特性。在高斯脉冲激励的仿真中,本文模拟了微带线传输的不同位置、不同时间步、不同脉冲宽度、不同微带线模型的时域场图。从图形中可以看出,脉冲越窄,高斯脉冲在传输线中传输波形形状改变越大,曲线越不平滑,色散特性越明显。传输距离越远,得到的时域场图幅值越小,微带的衰减越明显。微带线的结构尺寸越小,高斯脉冲传输失真越小,衰减越小。这对深入研究皮秒脉冲传输特性有一定的理论意义。
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