本文介绍了一种新颖的可调负群延迟(NGD)电路,该电路基于带有四分之一波长(λ/4)枝节的传输线谐振器,并在其上安装了集中电阻和两个变容二极管。通过适当偏置两个变容二极管,能够显著调整感纳斜率参数和未载Q因子,而谐振频率和输入导纳几乎保持不变。在1.0 GHz设计的原型调谐器的测量结果中,当NGD从0.2纳秒调谐到1.9纳秒时,稳定的插入损耗仅从3.4 dB变化到2.5 dB。文章的标题和描述表明,本研究的重点是在调谐NGD时保持插入损耗的稳定性,这在以前的设计中是一个挑战。
标题中提到的“负群延迟调谐器”是本篇研究论文的核心内容。群延迟是信号通过系统时,不同频率分量经历的时间延迟,是评估信号完整性的一个重要参数。负群延迟意指信号在特定频段内能够获得比正常传播更快速的传输。这一现象可以通过引入适当的信号衰减来在微波电路中实现,并已被应用于各种微波系统,例如前馈放大器和天线阵列的馈电网络,用以补偿不同路径之间的延迟不平衡。
“稳定插入损耗”指的是在调谐NGD时,调谐器对信号传输损耗的影响应当尽可能小,并保持稳定,这是本研究的关键创新点之一。插入损耗是指信号通过设备时的功率损耗,通常以分贝(dB)为单位表示。插入损耗的变化幅度小,表明调谐器在调节群延迟时,对信号的功率衰减影响较小,从而保证了通信系统的性能。
“传输线谐振器”在本电路中作为核心组件,利用其谐振特性来实现群延迟的调节。由于传输线谐振器具有固定的谐振频率和输入阻抗,因此在调谐NGD时能够维持这些参数的稳定不变。
“四分之一波长(λ/4)枝节”在传输线谐振器中起到关键作用,它能够在特定频率下创造所需的阻抗条件,以配合变容二极管对电路进行精确调谐。
“集中电阻”用于与变容二极管配合调节电路的Q因子,从而实现对NGD的有效调制。Q因子是一个衡量能量储存和能量损耗关系的参数,高Q值的谐振器具有更窄的带宽和更陡峭的相位响应,有助于实现精确的群延迟调制。
“变容二极管”是实现调谐功能的关键元件,通过改变其电容值可以实现对电路电抗特性的调节。在本电路中,通过适当偏置两个变容二极管,能够实现对NGD的精确调节,同时保持谐振频率和输入导纳的稳定性。
“感纳斜率参数”和“未载Q因子”的调节是实现稳定插入损耗的关键。感纳斜率参数影响电路的阻抗匹配程度,而未载Q因子则关联到谐振器的性能,它们的调节必须在调谐NGD时保持适宜,以减少插入损耗的变化。
本研究的介绍部分提到了NGD在微波电路中的实现及其在通信和雷达系统中的应用,也指出了早期NGD电路在插入损耗和调谐时插入损耗波动方面存在的问题,这些问题限制了NGD电路的应用范围。为了解决这些问题,本研究提出了一种新方法,并在1.0 GHz频率下通过实验验证了其有效性,展示了在调谐NGD时插入损耗的稳定性。
本论文提出了一种新的可调NGD电路设计方法,重点在于解决现有技术中的稳定性和插入损耗波动问题,通过引入适当的电路结构和调谐元件,实现了稳定的插入损耗和精确的群延迟调谐,这对于提高通信和雷达系统的性能具有重要意义。