通过互连波导实现时间导数运算

基于电磁波的模拟计算已成为一种引人关注的计算范式，展现出高吞吐、低功耗与并行操作的潜力。在本工作中，我们提出一种利用传输线技术计算时间信号导数的方法。我们考虑多个互连波导(其中部分为闭端短截线)形成结。随后通过控制结处短截线的长度与数量来定制所提结构的传输系数，从而将微分运算直接作用于时域正弦调制的入射信号包络。我们详细解释了该结构背后的物理机制并给出了该运算的完整理论描述，展示了此技术如何用于计算高阶甚至分数阶时间导数。我们设想这些结果可通过利用波导结推动进一步时域波基模拟处理器的发展，为波基单一算子与系统开辟新机遇。