Non-Linear Transmission Lines for Pulse Generation, Compression, Shaping, and Transmission for Ultrafast Electronics

RÉSUMÉ L'électronique ultrarapide se distingue dans les sciences et technologies émergentes axées sur les phénomènes ultrarapides, notamment à l'échelle de temps de la picoseconde et en dessous. Elle a un large éventail d'implications et d'applications dans de nombreux domaines tels que les sciences fondamentales, la détection et l'imagerie térahertz (THz), les mesures à haute fréquence, les communications à haute capacité, ainsi que la biologie et la médecine. Cela a attiré l'attention sur la question la plus critique, à savoir la génération, la compression, la mise en forme et la transmission d'impulsions électriques ultracourtes. En outre, dans les systèmes à bande ultralarge, y compris le système UWB, nous avons besoin d'un signal ultrarapide pour les applications de détection et d'imagerie, ainsi que pour les traitements médicaux avancés, notamment la détection du cancer du sein et des tumeurs, les mesures quantiques et les explorations géophysiques. Dans toutes ces applications, le défi et les limites sont la génération, la compression et la mise en forme des transitoires à grande vitesse, puis leur transmission correspondante. La ligne de transmission non linéaire (NLTL) est généralement un réseau en échelle LC qui comprend des composants non linéaires chargés périodiquement, soit des inductances, soit des condensateurs. Elle peut être, par exemple, chargée périodiquement par des diodes varactor et Schottky polarisées en inverse. Le NLTL a déjà trouvé une large gamme d'applications dans les dispositifs et les systèmes, notamment le générateur de peignes, la réflectométrie dans le domaine temporel (TDR), le synthétiseur de fréquence, l'oscilloscope à échantillonnage à grande vitesse et le générateur de stimulus ou d'impulsions. NLTL a la capacité de générer des impulsions gaussiennes grâce au concept de soliton. Les solitons sont générés dans le NLTL lorsque la non-linéarité et la dispersion s'opposent exactement l'une à l'autre. Ce phénomène crée donc une opportunité pour les ingénieurs en micro-ondes d'aborder la non-linéarité de manière utile. Ce travail présente des générateurs d'impulsions picosecondes propres pour l'électronique ultra-rapide, l'électromagnétique biologique, la détection THz, l'exploration géophysique, le radar à pénétration de sol (GPR), le plasma à décharge, la détection des tumeurs du sein et les futurs oscilloscopes basés sur différentes classes de NLTL. De nouvelles classes de NLTL sont établies et la transformation des NLTL en un domaine magnétique est étudiée.