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(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。由于毫米波亞毫米波的一些特殊性質(zhì)使得毫米波亞毫米波在成像技術(shù)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(jìn)行了一些相關(guān)的研究。研究內(nèi)容包括系統(tǒng)成像性能的提高(擴(kuò)大視場、減小插損及提高分辨率等)、快速準(zhǔn)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(nèi)容:
　　 1、研究了倒置顯微鏡成像系統(tǒng)的視場擴(kuò)大與像差減

2、小,在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)一種結(jié)構(gòu)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(yīng)位置雙縫天線的耦合效率。
　　 2、運(yùn)用射線追跡、Stratton-Chu矢量衍射積分及FDTD相結(jié)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(kuò)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(zhì)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(shè)計(jì)了僅有1到2個(gè)臺(tái)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(jié)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(xué)成像系統(tǒng)的體積、重量及介質(zhì)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(biāo)量場的標(biāo)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(shí)含有衍射和折射透鏡光學(xué)系統(tǒng)的焦區(qū)矢量衍射場,獲得相應(yīng)的成像性能。
　　 6、提出并設(shè)計(jì)了一種由二元衍射物鏡和微透鏡陣列組成的光學(xué)成像系統(tǒng)。所設(shè)計(jì)的光學(xué)成像系統(tǒng)同時(shí)具有二元衍射透鏡及微透鏡陣列的優(yōu)點(diǎn),仿真結(jié)果表明其具有良好的成像性能。
　　 7、研究設(shè)計(jì)了幾種不同的反射鏡和透鏡組合的光學(xué)成像系統(tǒng)。在0.1THz設(shè)計(jì)了兩種結(jié)構(gòu)緊湊的3×3陣列掃