准光网络系统中关键器件的设计方法研究

发布时间：2021-03-06 19:36

　　在毫米波（MMW）和亚毫米波（Sub-MMW）频段,受益于“大气吸收”和“大气窗口”的两个重要传输频谱特性,准光网络系统（QONS）作为天线系统收发器前端的重要设备,通过改变高斯波束（GB）的传播方向和波束半径来分离或者合成不同通道的信号从而实现光路转换。因此,准光系统被广泛应用在遥感成像、射电天文、雷达探测、导弹制导、生物医学、机场安检等众多领域。国外的准光学技术经过长期的发展,已经积累了很多理论及实践方面的成果。相比之下,受限于超精密机械加工条件和测试环境的限制,国内在MMW和Sub-MMW准光技术领域仍有待进一步地提高,尤其是针对QONS中关键器件的设计和测试方面需要进行细致地研究。在此需求背景下,博士期间有幸参与了实验室的部分航天项目,开展了一系列关于QONS理论分析、三种关键器件设计和近远场测试技术的研究工作,论文涉及的五个研究内容和共同成果分别是:首先,完成了一种针对双反射镜面的快速电磁分析和计算方法。基于物理光学方法（PO）和几何光学方法（GO）,提出和验证了基于“GB分析方法”实现连续寻迹双反射镜系统的电磁分析技术,包括利用“Gabor展开方法”和“点匹配方法（PMM）... 

【文章来源】：北京邮电大学北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：188 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１－１高斯波束在東腰附近的传播场强度（ＸＯＺ平面）??、

而氧气（〇２）吸收线的中心频率包括４９．７０ＧＨｚ、１１８．７５０３ＧＨｚ、３６８．４９ＧＨｚ、??４２４．７６ＧＨｚ、４８７．２４ＧＨｚ、７１５．３９ＧＨｚ、７７３．８３ＧＨｚ、８３４．１４５３ＧＨｚ?等等，详细的??地球大气吸收特性谱线如图１－３所示Ｍ。利用这些不同气体分子特有的谐振吸收??频谱特性，许多在遥感卫星和气象卫星上搭载的成像辐射计和干涉式大气垂直探??测仪，就可以通过测定地面辐射线来感知大气层的分子成分，从而实现气象、农??林、地质、海洋等大气遥感和环境监测的工作，为国民经济和可持续发展提供动??力保证。比如，欧洲的奥丁（Ｏｄｉｎ）观测卫星、第三代气象卫星ＭＴＧ－丨和ＭＴＧ－Ｓ??（将于２０２２年发射），美国国家航空航天局（ＮＡＳＡ）的临边探测ＡＵＲＡ卫星、??新一代静止气象卫星ＧＯＥＳ－Ｒ卫星（２０１６年１１月１９日发射），日本的??ＪＥＭ／ＳＭＩＬＥＳ卫星、向日葵９号静止轨道气象卫星（２０１６年１１月９日发射），??以及中国的风云系列气象卫星（ＦＹ－３

?北京邮电大学博士学位论文??等［１（）］。毫米波和亚毫米波ＱＯＮＳ，与低频辐射相比，具有更短波长、强量子效应??与高分辨率的特性；与高频辐射相比，具有低光子能量、高透射性、高相干性的??特性，尤其是它具备穿透星际尘埃遮挡的能力、实现观测更遥远天体及天体内部??的能力，是观测宇宙微波背景辐射（ＣＭＢ）的独特波段，对于理解宇宙状态和??演化具有非常重要的意义。国际上重大天文发现如类星体、脉冲星、星际分子和??ＣＭＢ都是通过射电天文观测手段获得的，迄今与天文研宄相关的１２项诺贝尔物??理学奖中有６项属射电天文研宄如下图１－５所示为银河系在不同频段下的观??测对比图形，显示了在ＭＭＷ和ｓｕｂ－ＭＭＷ观测中蕴含着巨大的优势和独特性。??１０Ｄ?Ｊ２麗?Ｕ．ｕＪＬ２ｓｉ８Ｓ．．．??

【参考文献】：
期刊论文
[1]FY-3卫星应用和发展[J]. 杨忠东,张鹏,谷松岩,朱爱军,胡秀清,杨军.  上海航天. 2017(04)
[2]毫米波段多层介质型频率选择表面设计与仿真[J]. 韦黔,陈迪,刘米丰,袁涛,崔大祥.  上海航天. 2017(04)
[3]移动通信卫星整星近场测试方法[J]. 张晓平,樊勇,肖淼,单金柱.  太赫兹科学与电子信息学报. 2017(03)
[4]毫米波与太赫兹技术[J]. 洪伟,余超,陈继新,郝张成.  中国科学:信息科学. 2016(08)
[5]亚毫米波冰云成像仪通道选择[J]. 何杰颖,张升伟.  太赫兹科学与电子信息学报. 2016(02)
[6]太赫兹波段频率选择表面的设计与测试[J]. 刘小明,俞俊生,陈晓东.  太赫兹科学与电子信息学报. 2015(06)
[7]星载太赫兹辐射计天线系统设计与分析[J]. 刘佳,张新刚,周卫来,张明涛,梁云.  电波科学学报. 2016(02)
[8]一种大口径微波/毫米波极化线栅研制的新方法[J]. 李彬,王振占,张升伟,王新彪,董帅,谢莹.  电波科学学报. 2015(03)
[9]高性能馈源喇叭综述[J]. 谢苏隆,叶长利,于飞.  空间电子技术. 2014(04)
[10]亚毫米波临边探测发展现状[J]. 李小英,陈良富,苏林,张莹,陶金花.  遥感学报. 2013(06)

博士论文
[1]三维准光网络系统的仿真和实验验证[D]. 陆泽健.北京邮电大学 2015

硕士论文
[1]微波暗室设计评估与验证方法的研究[D]. 史印良.北京交通大学 2017
[2]频率选择表面的仿真、加工与测试研究[D]. 林彬彬.上海交通大学 2015
[3]毫米波带通频率选择表面的研究[D]. 李方舟.西安电子科技大学 2014
[4]毫米波天馈系统的准光学分析和近场测量方法研究[D]. 程岳云.中国科学院研究生院（空间科学与应用研究中心） 2010
[5]亚毫米波段频率选择表面滤波器的研究[D]. 陈德亚.电子科技大学 2010



本文编号：3067685