衍-折射元件在毫米波單脈沖天饋與焦面陣成像中的應(yīng)用研究.pdf

1、相對于光波、紅外線和微波,毫米波具有一些十分優(yōu)良的特性。目前,在雷達技術(shù)、毫米波成像以及衛(wèi)星通信等領(lǐng)域,毫米波技術(shù)正日益成為研究熱點,對毫米波應(yīng)用系統(tǒng)的需求也越來越迫切。鑒于此,本文對兩個毫米波系統(tǒng):毫米波單脈沖天饋和毫米波焦面陣成像系統(tǒng)及其元部件,進行了一些相關(guān)的研究。在研究工作中,將一種興起于上世紀80年代并在光學(xué)領(lǐng)域的得到廣泛應(yīng)用的新型器件-衍射元件應(yīng)用到毫米波器件的設(shè)計中,設(shè)計了用于單脈沖天饋系統(tǒng)的衍/折射透鏡天線以及用于毫米波

2、焦面陣成像的矩形波束變換器,分析了衍射透鏡的焦區(qū)場分布,進行了探測隱蔽武器的成像實驗,并達到了較好的效果。論文主要包括以下內(nèi)容:
　　 在毫米波單脈沖天饋方面:
　　 1、用有限元法分析了多種二維衍/折射透鏡天線,并計算了WFMPC透鏡天線和SL透鏡天線的和差波束、頻率特性和方向性。
　　 2、提出了一種小焦徑比、厚度薄的衍/折射透鏡天線的設(shè)計方法,設(shè)計了低副瓣石英衍/折射透鏡天線；研究了表面分區(qū)透鏡天線的設(shè)計方

3、法,并設(shè)計了厚度較薄的 Teflon低副瓣表面分區(qū)透鏡天線。
　　 3、研究了針對旋轉(zhuǎn)對稱體的BOR-FDTD方法,并對幾種衍/折射透鏡天線進行了全波分析,結(jié)果表明,輻射性能較好的幾個天線的副瓣電平低于-30dB。
　　 4、采用模式匹配法與模擬退火算法相結(jié)合的方法設(shè)計了平面結(jié)構(gòu)的魔T并由此構(gòu)造了結(jié)構(gòu)緊湊的平面型和差器。
　　 5、采用邊界元法分析了二維波導(dǎo)不連續(xù)性問題,采用矢量有限元法分析了三維波導(dǎo)不連續(xù)性問題

4、,并從力學(xué)領(lǐng)域引入了一種加快矢量有限元線性方稗組求解速度的方法,較大地提高了線性方程組的求解效率。
　　 在毫米波焦面陣成像方面:
　　 1、用有限元法結(jié)合模擬退火算法設(shè)計了空間饋電傳輸方法的關(guān)鍵部件一矩形波束變換器。
　　 2、用體積分矩量法分析了陣列透鏡分束器,用有限元法分析了周期陣列透鏡結(jié)構(gòu)的單元透鏡的焦面場分布；基于陣列透鏡分束器,提出了毫米波亞毫米波準光多工器結(jié)構(gòu)。
　　 3、分析了電大尺寸的衍