亞毫米波準(zhǔn)光單脈沖天饋的理論技術(shù)研究.pdf

1、亞毫米波介于微波毫米波與紅外之間，兼有二者的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)又能克服它們的缺點(diǎn)，使其在通信、目標(biāo)探測(cè)、制導(dǎo)、空間遙感等方面具有重大的科學(xué)價(jià)值和廣闊的應(yīng)用前景。單脈沖技術(shù)是一種精密角度測(cè)量技術(shù)，已被廣泛應(yīng)用于各種衛(wèi)星通信及精確制導(dǎo)雷達(dá)系統(tǒng)中。近年來(lái)，微波毫米波頻段的單脈沖天線(xiàn)已經(jīng)得到了廣泛而深入的研究，但工作于亞毫米波頻段單脈沖天饋的研究尚未見(jiàn)到相關(guān)報(bào)道。鑒于此，本文對(duì)亞毫米波單脈沖天線(xiàn)進(jìn)行了一些相關(guān)的研究，這對(duì)于亞毫米波單脈沖天線(xiàn)的發(fā)展具有重

2、大意義。
　　論文主要工作和貢獻(xiàn)如下:
　　1)研究了準(zhǔn)光和差比較器的基本原理并采用基于時(shí)域有限差分法(FDTD)的精確數(shù)值分析方法仿真、優(yōu)化準(zhǔn)光和差比較器的性能，在此基礎(chǔ)上基于準(zhǔn)光技術(shù)設(shè)計(jì)了一種工作于亞毫米波頻段的單脈沖天饋系統(tǒng)，提出了采用介質(zhì)棱鏡校正口徑面場(chǎng)分布的方法來(lái)改善和差輻射特性，有效地抑制了和波束的副瓣電平，并完成了實(shí)物的加工制作及實(shí)驗(yàn)測(cè)試，測(cè)試結(jié)果與仿真結(jié)果吻合良好。
　　2)介質(zhì)透鏡和衍射光學(xué)元件在亞毫

3、米波準(zhǔn)光單脈沖天線(xiàn)方向圖改善方面的研究。首先通過(guò)對(duì)基本遺傳算法中選擇、交叉、變異算子的改進(jìn)，提出了一種具有較強(qiáng)全局尋優(yōu)能力和收斂速度的改進(jìn)型遺傳算法，進(jìn)而結(jié)合時(shí)域有限差分方法(FDTD)和衍射積分公式（Stratton-Chu）優(yōu)化設(shè)計(jì)修正雙曲型介質(zhì)透鏡和衍射光學(xué)元件，使得準(zhǔn)光單脈沖天線(xiàn)的和差輻射特性得到了較好的改善。
　　3)基于準(zhǔn)光技術(shù)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種工作于亞毫米波頻段的單脈沖天線(xiàn)，該單脈沖天線(xiàn)主要由準(zhǔn)光和差比較器、波束波導(dǎo)饋

4、電系統(tǒng)、卡塞格倫雙反射面構(gòu)成。四個(gè)橢球面反射鏡構(gòu)成的波束波導(dǎo)傳輸系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)電磁波束的低損耗、高效傳輸及波束束腰變換，卡塞格倫雙反射面實(shí)現(xiàn)了高增益、低副瓣的方向圖輻射特性。最后，完成了所設(shè)計(jì)準(zhǔn)光單脈沖天線(xiàn)的實(shí)物加工和實(shí)驗(yàn)測(cè)試，實(shí)測(cè)結(jié)果與仿真結(jié)果吻合良好，驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的有效性。
　　4)在亞毫米波頻段研究并設(shè)計(jì)了能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)方位面、俯仰面和差輻射特性的二維準(zhǔn)光單脈沖天線(xiàn)。首先，基于矩陣論和傅里葉變換技術(shù)分析了準(zhǔn)光型法拉第旋轉(zhuǎn)器的特性，