毫米波與亞毫米波焦面陣成像研究.pdf

1、毫米波亞毫米波焦面陣成像是近年來毫米波亞毫波領域的一個研究熱點。由于毫米波亞毫米波的一些特殊性質使得毫米波亞毫米波在成像技術方面有著先天的優(yōu)勢。鑒于此,本文對毫米波亞毫米焦面陣成像的聚焦物鏡天線和焦面陣天線進行了一些相關的研究。研究內容包括系統(tǒng)成像性能的提高(擴大視場、減小插損及提高分辨率等)、快速準確的數(shù)值分析方法以及加工難度的降低等。
　　 論文主要包括以下內容:
　　 1、研究了倒置顯微鏡成像系統(tǒng)的視場擴大與像差減

2、小,在此基礎上設計一種結構緊湊的THz波段29元線陣掃描成像系統(tǒng)。研究了不同角度入射波在焦面上的衍射斑分布及其與對應位置雙縫天線的耦合效率。
　　 2、運用射線追跡、Stratton-Chu矢量衍射積分及FDTD相結合的混合數(shù)值分析方法,研究了硅和石英微透鏡陣列與物鏡焦區(qū)衍射場的耦合特性及微透鏡陣元之間的互耦。與普通基片集成透鏡即擴展半球透鏡相比,微透鏡陣列可以減小互耦、提高分辨率及降低介質損耗等。除傳統(tǒng)的折射微透鏡陣列外,還提

3、出了一種便于加工的衍射微透鏡陣列,并加工制作了衍射微透鏡陣列樣品。
　　 3、在W波段提出并設計了僅有1到2個臺階的便于加工的Teflon衍射微透鏡陣列,微透鏡陣列的饋源天線為矩形貼片天線。仿真和測試結果表明,Teflon衍射微透鏡陣列具有良好的輻射性能。
　　 4、采用二元衍射物鏡米代替?zhèn)鹘y(tǒng)倒置顯微鏡的折射物鏡,大幅度地減少了光學成像系統(tǒng)的體積、重量及介質損耗。
　　 5、將本課題組所提出的快速分析二元衍射透鏡

4、焦區(qū)標量場的標量射線衍射傳播法發(fā)展為矢量衍射傳播追跡法,此方法能快速有效地分析同時含有衍射和折射透鏡光學系統(tǒng)的焦區(qū)矢量衍射場,獲得相應的成像性能。
　　 6、提出并設計了一種由二元衍射物鏡和微透鏡陣列組成的光學成像系統(tǒng)。所設計的光學成像系統(tǒng)同時具有二元衍射透鏡及微透鏡陣列的優(yōu)點,仿真結果表明其具有良好的成像性能。
　　 7、研究設計了幾種不同的反射鏡和透鏡組合的光學成像系統(tǒng)。在0.1THz設計了兩種結構緊湊的3×3陣列掃