[发明专利]利用非线性传输线的脉冲生成器

说明书

相关申请的交叉引用

本发明基于并主张2007年2月26日递交的在先日本专利申请NO.2007-045925的优先权，该日本专利申请的全部内容通过引用结合于此。

技术领域

在此描述的技术涉及生成极窄脉冲的脉冲生成器，并且更具体地涉及利用连接二极管的非线性传输线的脉冲生成器。

背景技术

从脉冲生成器中输出的脉冲包括在从直流到高频的较广范围内的频率分量，因此，脉冲生成器被广泛用于宽带无线电通信系统或者生成示波器的采样脉冲的测量系统。

图1是示出在宽带无线电通信系统中的脉冲生成器的示例的示图。如图1所示，由脉冲生成器12生成的脉冲对基带信号生成器11生成的基带(震荡)信号进行调制，并且之后由带通滤波器13对其进行滤波，在传输放大器14中对其进行放大并且经由发射/接收切换开关15将其从天线16发射。另一方面，由发射天线16接收的无线电波经由发射/接收切换开关15被传输到接收放大器并且在那里被放大，然后，由带通滤波器18对其进行滤波，在检测器19中进行检测，并且在基带信号再生器20中进行再生。

如图示意性示出的，在从天线16发射的信号中，具有脉冲的部分对应于数据值“1”并且不具有脉冲的部分对应于数据值“0”。为了增大可以传输的信息量，需要使得用于数据的时间(数据宽度)变短从而使脉冲变窄。

在脉冲生成器之中，由于通过传输线的非线性来缩减脉宽的影响，使得利用非线性传输线的脉冲生成器能够生成极窄脉冲，该极窄脉冲的半值宽度(half value width)为几个皮秒。可以将脉冲生成器应用于下一代宽带无线电通信系统或者测量系统。

例如在如下的文献中描述了使用非线性传输线的脉冲生成器，“Generation of 3.5-ps fall-time shock waves on a monolithic GaAs nonlineartransmission line”，Madden，C.J.；Rodwell，M.J.W.；Marslanad，R.A.；Bloom，D.M.；Pao，Y.C.，IEEE Electron Device Letters vol.9，no.6 Pages：303-305 1988。

图2A和2B是示出在上述文献中描述的使用非线性传输线的脉冲生成器的示图：图2A示出其配置；并且图2B示出该脉冲生成器的特性(输入信号和输出信号)。如图2A所示，使用传统非线性传输线的脉冲生成器具有生成脉冲信号的脉冲生成源21、非线性传输线22、终端电阻器23和输入电阻器24，在所述非线性传输线22中，诸如具有单位线单元(unitline unit)P1和二极管D1的传输线单元、具有P2和D2的传输线单元、具有P3和D3的传输线单元等之类的多个传输线单元被串联连接。如图2B所示，当来自脉冲生成源21的脉冲被输入到线的传输端时，在通过线传播脉冲信号的过程中，由于二极管的非线性效应使得信号的下降逐渐变陡。

发明内容

根据本发明的一个方面，提供一种脉冲生成器，包括：非线性传输线，其中多个具有单位线单元和二极管的传输线单元被串联连接；连接到非线性传输线的传输端的脉冲生成器；以及连接到非线性传输线的接收端的偏压相关(bias-dependent)元件，其中传输线单元中的二极管的阳极连接到传输线而阴极接地，并且其中偏压相关元件的一端连接到传输线的接收端而另一端被偏置到负电势。

附图说明

通过结合附图的以下描述，将更清楚地理解所述特征和优点，其中：

图1是对在脉冲生成器中生成的脉冲的使用示例进行说明的示图。

图2A和2B是示出利用传统非线性传输线的脉冲生成器的配置和电路特性的示图。

图3A和图3B是解释在传统示例中尾部变缓的原因的示图。

图4A到图4C是对实施例中的脉冲生成器的原理进行说明的示图。

图5是示出实施例中的脉冲生成器的配置的示图。

图6是示出在实施例的脉冲生成器中所使用的放大器的配置的示图。

图7是示出实施例中的脉冲生成器的输出信号特性(电路特性)的示图。

图8是示出实施例中的脉冲生成器的修改示例的配置的示图。

图9是示出实施例中的脉冲生成器的输出信号特性(电路特性)的示图。

具体实施方式