非均勻傳輸線特性重構及噪聲影響分析.pdf

1、本文研究了Zakharov-Shabat 逆散射問題及其數(shù)值反演算法。逆散射問題就是由散射參數(shù)來重構散射體的某些特性參數(shù)。這種不直接接觸物體而推斷出物體的信息的功能具有廣泛的應用價值。在本文中為了驗證該數(shù)值算法的正確性，首先采用一個較為通用的且具有明確解析解的函數(shù)作為例子，數(shù)值結果表明該算法是有效的。進而采用兩端匹配阻抗的比值分別為2，3，4三種不同情況下的非均勻指數(shù)型傳輸線的特性阻抗重構，為了減小計算阻抗中由積分帶來的誤差積累，采用從

2、兩個端口分別進行計算后求平均值，實驗結果表明該方法減小了誤差。 在現(xiàn)代通信系統(tǒng)中，特別是衛(wèi)星通信、移動通信中，通信設備的小型化和高性能是無線通信技術中的最重要的課題之一。為了盡量減小微帶電路的面積，已經通過了很多標準運行在雙頻帶，隨之也相應出現(xiàn)雙頻器件，例如雙頻天線。濾波器作為無線通信中最基本、最重要的組成部分之一，也一直是微波工程中的研究熱點之一。目前雙頻帶濾波器主要是由兩個帶通濾波器并聯(lián)組成或由一個帶通和一個帶阻濾波器串聯(lián)組

3、成。本文利用單根非均勻傳輸線來實現(xiàn)雙頻帶濾波器。根據(jù)所需要的雙頻帶帶通濾波器的頻率特性要求，可以求解出符合該頻率特性的非均勻傳輸線的特性阻抗分布，并在給定其相對介電常數(shù)、介質的厚度、傳輸線的厚度的條件下，可以恢復出該非均勻傳輸線的幾何形狀。 通過對非均勻傳輸線的瞬態(tài)分析可知，當在傳輸線的一端輸入一階躍信號時，其反射信號經過一暫態(tài)過程后進入穩(wěn)態(tài)區(qū)，當處于穩(wěn)態(tài)時，反射波由源端阻抗和負載端阻抗值決定。所以當傳輸線的頻率特性是未知時，可

4、以采用時域反射技術（Time Domain Reflectometry, 簡稱TDR），TDR相對于網(wǎng)絡分析儀的優(yōu)點在于它可以測出被測器件（Device Under Test，簡稱DUT）的瞬態(tài)響應。由測量得到的時域反射信號可以重構出非均勻傳輸線的一些特性參數(shù)。當反射信號中混有噪聲時對非均勻傳輸線的特性參數(shù)的重構會產生影響。在本文中采用Zakharov-Shabat 類型逆散射問題的數(shù)值反演算法，以指數(shù)型非均勻傳輸線為例，對時域反射信號