毫米波/红外波束合成器实验研究
发布时间：2021-09-03 01:38
毫米波/红外（MMW/IR）波束合成器是毫米波/红外双模制导半实物仿真系统中的关键器件。介绍了一种波束合成器和对其进行性能研究的实验装置。研究结果表明:工作频段为3436GHz的毫米波分别从30°、40°和50°方向入射到波束合成器,在垂直和水平两种极化态下,透过率均大于50%,由器件引起的相位移均在3πrad以内;在红外辐射入射角为20°60°的范围内,当波段为35μm时,波束合成器的红外反射率能达到90%以上,当波段为812μm时,反射率大于80%,水平和竖直方向的分辨率均在41″以内。该器件已成功地应用到半实物仿真系统中。
【文章来源】：光学技术. 2015,41(06)北大核心CSCD
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
图４分辨率实验装置示意图向分水平和竖直两个方向；采用可见光摄像机接收
研究这种拼接结构对红外辐射反射能力的影响，实验对反射面不同区域的红外反射率进行了测试，如图７所示。以四块反射镜拼接为例来说明，编号１、３、７、９为单块的区域，编号２、４、６、８为每两块拼接的区域，编号５为四块反射镜拼接的最中间区域，每块区域在测试时保持所测面积大小相同。图７红外反射率测试区域示意图红外测试波段为３～５μｍ和８～１２μｍ。图８为红外辐射入射角度为５０°时，不同测试区域的反射率。图８红外辐射入射角为５０°时不同区域的反射率从图８可以看出：在３～５μｍ和８～１２μｍ两红外波段，波束合成器红外反射率在各区域有所差别，在每两块反射镜的拼接处由于存在一定的缝隙而导致反射率比单块镜低０．５％，在四块镜最中间处由于连接机构的遮挡，红外反射率比起单块镜降低了１％；此外，３～５μｍ红外波段的反射率比８～１２μｍ红外波段高１０％，这与红外反射膜的设计有关。改变红外辐射的入射角度，分别测得不同区域的红外反射率。图９反映了各区域的平均反射率随入射角度的变化。由图９可以看出：红外反射率随入射角度增加而缓慢增加，红外辐射入射角在４０°～５０°之间反射率达到最大，这与红外反射膜的设计结果一致。当红外辐射入射角在２０°～６０°范围内变化时，波束合成器在３～５μｍ波段内反射率最大值为９１．７％，最小值为８８．９％，平均值为９０．６％；在８～１２μｍ波段最大值为８１．２％，最小值为８０．１％，平均值为８０．图９反射率随入射角度的变化７％。波束合成器在两波段内的
射角度增加而缓慢增加，红外辐射入射角在４０°～５０°之间反射率达到最大，这与红外反射膜的设计结果一致。当红外辐射入射角在２０°～６０°范围内变化时，波束合成器在３～５μｍ波段内反射率最大值为９１．７％，最小值为８８．９％，平均值为９０．６％；在８～１２μｍ波段最大值为８１．２％，最小值为８０．１％，平均值为８０．图９反射率随入射角度的变化７％。波束合成器在两波段内的反射率均高于８０％。２．４反射镜拼接对成像分辨率的影响如图１０所示，选一反射镜为基准，若其相邻反射镜与该反射镜有一个微小的倾角Δθ，则当同一束平行光入射到两反射镜上时，根据反射原理，其反射光线之间会有２×（Δθ）的角度差。当这两反射光线通过光学系统在其焦平面上成像时，将产生一个位置偏差，使像点变大，这就导致系统的成像分辨率降低。图１０反射面成像示意图采用如图４所示的实验装置分别测量了单块反射镜区域以及拼接区域的分辨率。在单块反射镜区域，当分辨率板上水平方向的线条宽度为１．３ｍｍ时，达到分辨极限，根据式（４）计算可得水平分辨率为３６″，当竖直方向的线条宽度为１．２ｍｍ时，达到分辨极限，则竖直分辨率为３３″，这说明单块反射镜本身有一定的形变；在拼接区域，当分辨率板上水平和竖直方向的线条宽度均为１．５ｍｍ时，达到分辨极限，则水平和竖直分辨率均为４１″。可见，不同反射镜之间的拼接角度误差对分辨率有较大的影响。３结论在镀红外反射膜的介质基板技术的基础上，提出了一种拼接式波束合成装置，本文介绍了其组成和工作原理，采用不同的实验装置分别对这
本文编号：3380143
【文章来源】：光学技术. 2015,41(06)北大核心CSCD
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
图４分辨率实验装置示意图向分水平和竖直两个方向；采用可见光摄像机接收
研究这种拼接结构对红外辐射反射能力的影响，实验对反射面不同区域的红外反射率进行了测试，如图７所示。以四块反射镜拼接为例来说明，编号１、３、７、９为单块的区域，编号２、４、６、８为每两块拼接的区域，编号５为四块反射镜拼接的最中间区域，每块区域在测试时保持所测面积大小相同。图７红外反射率测试区域示意图红外测试波段为３～５μｍ和８～１２μｍ。图８为红外辐射入射角度为５０°时，不同测试区域的反射率。图８红外辐射入射角为５０°时不同区域的反射率从图８可以看出：在３～５μｍ和８～１２μｍ两红外波段，波束合成器红外反射率在各区域有所差别，在每两块反射镜的拼接处由于存在一定的缝隙而导致反射率比单块镜低０．５％，在四块镜最中间处由于连接机构的遮挡，红外反射率比起单块镜降低了１％；此外，３～５μｍ红外波段的反射率比８～１２μｍ红外波段高１０％，这与红外反射膜的设计有关。改变红外辐射的入射角度，分别测得不同区域的红外反射率。图９反映了各区域的平均反射率随入射角度的变化。由图９可以看出：红外反射率随入射角度增加而缓慢增加，红外辐射入射角在４０°～５０°之间反射率达到最大，这与红外反射膜的设计结果一致。当红外辐射入射角在２０°～６０°范围内变化时，波束合成器在３～５μｍ波段内反射率最大值为９１．７％，最小值为８８．９％，平均值为９０．６％；在８～１２μｍ波段最大值为８１．２％，最小值为８０．１％，平均值为８０．图９反射率随入射角度的变化７％。波束合成器在两波段内的
射角度增加而缓慢增加，红外辐射入射角在４０°～５０°之间反射率达到最大，这与红外反射膜的设计结果一致。当红外辐射入射角在２０°～６０°范围内变化时，波束合成器在３～５μｍ波段内反射率最大值为９１．７％，最小值为８８．９％，平均值为９０．６％；在８～１２μｍ波段最大值为８１．２％，最小值为８０．１％，平均值为８０．图９反射率随入射角度的变化７％。波束合成器在两波段内的反射率均高于８０％。２．４反射镜拼接对成像分辨率的影响如图１０所示，选一反射镜为基准，若其相邻反射镜与该反射镜有一个微小的倾角Δθ，则当同一束平行光入射到两反射镜上时，根据反射原理，其反射光线之间会有２×（Δθ）的角度差。当这两反射光线通过光学系统在其焦平面上成像时，将产生一个位置偏差，使像点变大，这就导致系统的成像分辨率降低。图１０反射面成像示意图采用如图４所示的实验装置分别测量了单块反射镜区域以及拼接区域的分辨率。在单块反射镜区域，当分辨率板上水平方向的线条宽度为１．３ｍｍ时，达到分辨极限，根据式（４）计算可得水平分辨率为３６″，当竖直方向的线条宽度为１．２ｍｍ时，达到分辨极限，则竖直分辨率为３３″，这说明单块反射镜本身有一定的形变；在拼接区域，当分辨率板上水平和竖直方向的线条宽度均为１．５ｍｍ时，达到分辨极限，则水平和竖直分辨率均为４１″。可见，不同反射镜之间的拼接角度误差对分辨率有较大的影响。３结论在镀红外反射膜的介质基板技术的基础上，提出了一种拼接式波束合成装置，本文介绍了其组成和工作原理，采用不同的实验装置分别对这
本文编号：3380143
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/yiqiyibiao/3380143.html
