亚毫米波准光扫描天馈仿真分析

摘要

本文旨在研究亚毫米波准光扫描天馈，它主要应用于小尺寸轻质量的扫描雷达系统中。本文首先研究该天馈中一个部分在毫米波频段的频率比例模型，即毫米波逆卡塞格伦天线，预估该天线的性能，然后按照频率缩比关系，仿真分析亚毫米波准光扫描天馈，给出仿真结果。 本文将天线分成平面极化扭转板、抛物面线栅两部分，分别独立设计完成。本文采用周期性的时域有限差分(FDTD)法，依据评价栅条极化扭转性能的公式，通过编程计算，给出了毫米波段和亚毫米波段的最佳栅条尺寸组合。在毫米波段，将周期性FDTD法的计算结果与等效传输线法的计算结果相比较，结果吻合较好。同样根据周期性的FDTD法，依据评价抛物面反射透射栅条性能的公式，通过编程计算，给出了毫米波段和亚毫米波段的最佳栅条尺寸设计。 在分析天线整体结构时，采用FDTD法分析并编程计算，根据分析抛物面天线的口径场法，结合考虑抛物面线栅介质层的影响，对口径场的计算公式进行修正(极化扭转板的交叉极化影响忽略不计)，预估了整个天线的性能。 本文采用准光技术，应用高斯束模和高斯束传播的理论，分析波束的传播，采用透镜和反射镜约束波束不要发散，使其在空间聚束传播。透镜和反射镜间隔放置，因而大大降低了损耗。高斯束经过介质劈后相对于轴向产生一定的角偏移，介质劈绕轴向的转动使得高斯束完成以轴向为中心的圆锥扫描。

目录

文摘

英文文摘

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第一章 绪论

1.1课题背景

1.2本论文的主要工作

1.3论文的章节安排

第二章 亚毫米波准光扫描天线方案

2.1国内外随动天线的概况

2.2本论文设计的结构和方法

2.2.1亚毫米波准光扫描天线的结构

2.2.2亚毫米波准光扫描天线的分析方法

2.2.3毫米波段频率比例模型的结构

2.2.4毫米波段频率比例模型的分析方法

第三章 高斯束理论

3.1高斯束模

3.2圆波纹喇叭辐射高斯束源

3.3高斯束的变换

3.3.1模式匹配

3.3.2高斯束与抛物型反射面的匹配

第四章 毫米波段频率比例模型研究

4.1周期性的FDTD法

4.1.1双平面波(Dual Plane wave)法

4.1.2时谐场相移法

4.1.3扩展区域法

4.2极化扭转板和抛物面的周期性FDTD法分析

4.2.1极化扭转板的分析

4.2.2抛物面的分析

4.3天线整体结构的FDTD法分析

第五章 亚毫米波准光扫描天线分析

5.1极化扭转板和抛物面的周期性FDTD法分析

5.1.1极化扭转板的分析

5.1.2抛物面的分析

5.2天线整体结构的FDTD法分析

结束语

参考文献

在校期间发表的论文

致谢