Huelsewede, Ralf

Erzeugung ultrakurzer elektrischer Impulse auf nichtlinearen Leitungsstrukturen

Abstract

In this work the generation of shock-waves and short electrical pulses on nonlinear transmission lines (NLTL) showing transients down to 3.6 ps and amplitudes of 1V - are presented. Special emphasis is layed upon the development of monolithic integration of planar schottky-diodes and coplanar waveguide structures based on InP-semiconductor material. The methods of simulating nonliear propagation effects on NLTL, designing and technology of NLTL and at last the experimental investigations in order to measure the generatred transients both in the time domain and frequency domain are shown in detail.

Gegenstand dieser Dissertation ist die Entwicklung von nichtlinearen Hochfrequenz-Übertragungsleitungen, sogenannten NLTL, die durch monolithische Integration von planaren Schottkydioden in eine koplanare Leitungsmetallisierung auf halbleitendem Substrat nichtlineare Übertragungseigenschaften aufweisen. Diese zeichnen sich durch die Aufsteilung von Schockwellen und Kompression von Impulsen aus, die mit Transienten von wenigen Picosekunden und Amplituden im Voltbereich von besonderem Interesse für Anwendungen in der Meßtechnik sind. Dargestellt werden insbesondere die Simulation der nichtlinearen Signalausbreitung auf Basis der Korteweg - de Vries - Gleichung, Entwurf und Herstellung von NLTL im InP - basierenden Materialsystem sowie die meßtechnische Charakterisierung der auf den Leitungen erzeugten Signalformen sowohl im Frequenz- als auch im Zeitbereich.