非线性传输线(NLTL)是一种周期结构,其中引入了可调的非线性因子(变容二极管)来控制信号的传输特性。本论文介绍了非线性传输线的历史概况和今后的发展趋势,系统分析了其基本特性,并对其具体应用进行了分析与设计。NLTL中波的传播速度依赖于偏压,这种特性可被用来对脉冲的上升沿进行压缩。因此NLTL可作为超短脉冲生成器来产生亚皮秒级脉冲。本文利用NLTL产生了对称窄脉冲,并将其应用到了采样电路中。NLTL的相速依赖于偏压的特性使得它也可以用来做宽带延迟线。本文设计了非线性延迟线,并采用动态匹配技术改善了其输入端口的回波损耗。NLTL中包含非线性元件因此它可以用来做频率变换。本文利用非线性传输线实现了二倍频器,并采用一种改进结构提高了其倍频效率。NLTL上包含非线性与色散两种效应,支持孤子的产生与传输。孤子作为非线性科学的重要分支具有重要的理论与应用意义。本文对孤波方程进行了推导并对孤子的特性进行了研究。目前国内对非线性传输线的研究还很少见,本文对非线性传输线进行了探索分析,对今后的研究和设计工作提供了一定的参考价值。