1、 PDF外文：http:/ 中文 2389 字 出处： Antennas & Propagation Conference, 2009. LAPC 2009. Loughborough. IEEE, 2009: 697-700 衡量由 衰减常数和非线性相位常数 引起的 失真及其变化 S Shoaib, WA Shah, M Naeem 摘要 ： 本文 提出了一种测量在电磁波传输过程中失真。这种失真是由与频率相关的衰
2、减系数以及非线性的相位常数引起。这两种情形用来比较相关性的参考信号和失真信号。采用傅里叶一系列特定的 脉冲串，然后以傅里叶展开的前几项总和，而这几项所含的信号能量总和 ,包含输入参考信号的 90%的总能量。根据微波传输线的振幅特性和相位特性造成的失真，通过对比失真信号和原始信号来体现。幅度变化是以比例在参考信号能量的变化来表达，而非线性相位系数是通过频率 (按弧度 /秒 )的大小变化而变化 。仿真结果表明 ,由于非线性相位而引起的信号失真 (低相关性系数 )与因频率变化而引起的衰减系数 (更高频率依赖相关系数 )的变化所导致的失真的结果相比 ,前者更为严重和明显。仿真验证了所测量的
3、结果。另外一个 GUI已被开发出来应用于 MATLAB能描绘期望的测量方法（即以上作为相关系数为预期振幅失真 (在能量的比例 )非线性相位常数两种方法）所引起的信号畸变。 关键词 ： 无失真传输线路条件、衰减常数、非线性相位常数。 引言 无失真传输电线路被定义为一个有一个衰减常数 。 与频率无关 ( 没有损失幅度和持续损失所有组件 )。无失真传输线的相位常数 与频率呈线性关系。 ， 的表达式分别为： = RG
4、; . .(1) = LC . (2) 传输线的特性阻抗 Zo 表达式为： Zo=Ro
5、+jXo . (3) 以下列表达式，衰减传输在有耗线的电磁信号的微波传输线能像无失真传输线那样，保 存输入信号的形状信息。这个表达式为： Ro= GR/ = CL/ and Xo=0 &n
6、bsp;.(4) 任何时域信号可以表现为保持传输形态的正弦谐波和信号所需的所有在信道中的频率成分 。这种技术方法完成以上两个条件。相速度 u表达式是 / ,且与 2 无关 ，如果 与频率呈线性关系 。 然而对非线性随着频率的变化， 所有频率的速度不相同组件将导致更少组件到达比其他晚，因此使原始信号失真。同样，一个频率有关的
7、衰减常数将降低特定频率成分又不保持形状的原始信号。为了量化 原始的失真程度， 相关系数被获得通过发送和接收之间的信号。振幅失真是被描绘成在总能量信号中增减百分比。相位失真用多项式中的非线性 的大小表达。该量化可以用来判断微波传输线的失真。 构思 假设一个矩形脉冲在传输边缘 。 它的傅立叶级数包含了 无穷成分并且只有少数初级成分。（这里用级数展开的前四项）而这四项携带了至少 90%的信号总能量。这四项的加总的结果，在时域系统中便作为参考信号与接收信号进行对比，来检测失真的信号形状。 振幅为 A，频率为 的方波信号的傅里叶展开式可以
8、表达成： f(t)=1 /4n nA sin(nt) Where n=1,3,5., .(5) 简便起见，我们令 A=1， f=1Hz,即 =2* 。此时这个前四项分量的傅里叶级数可以表达为： f(t)=4/ sin2 t+1/3sin6 t+1/5sin10 t+1/7sin14 t .(6) 每 一 分 量 所 带 的 能 量 大 小 可 以 用 下 面 公 式 计 算 ：
9、 dttxE t 20 )( .(7) 用源代码计算得到，每一分量所携带的信号能量如下表所示 ： 表 1 各级能量分布 傅 里 叶 级数
10、; 各部分所带 能量 能量占总信号的百分比 第一级 E1 = 0.796 79.6% 第二级 E2 = 0.088 8.8% 第三级 E3 = 0.027 2.7% 3 第四级 &n
11、bsp; E4=0.0138 1.38% 设计 振幅特性和相位特性用 MATLAB研究。以下两个条件进行检查。第一，参考信号的福傅里叶各级的振幅当与同一个常量相乘，不会产生失真（满 足的条件是 与频率无关）。但是当有一项或其中几项，与一个比例因子相乘（即 与频率大小有关）将会产生失真（ ， 的表达式分别为 1,2式）。第二，因为是失真在非线性条件下发生的，所以给各傅里叶级数均加一个线性相位 ，就不会产生失真。用MATLAB仿真的振幅和相位特性，用源代码以及下面的软件仿真截图展现。 图形用户界面 (GUI)设计的视觉表现的这些特点 图 1.图形用户界面来模拟振幅和 相位特征的输电线路变形少 仿真 传输线的振幅特性依然用 MATLAB来仿真，结果分析图为下面软件截图 2。 当傅里叶展开式各项的系数，都与一个常量相乘，则不会发生失真而只是振幅被缩放。当仅仅只有第一项与一个常数相乘，就会发生失真。当第三项与一个常数
