太赫兹天线.docx

太赫兹天线技术研究进展内容： 1.研究背景太赫兹领域介绍太赫兹天蝎爱你技术简介2.研究内容太赫兹卡塞格伦反射面天线太赫兹馈源分置反射面天线3.工作展望4.总结太赫兹频段及THz Gap 1.太赫兹频段：0.1~10THz内的电磁波 2.两侧的微波和红外段得到广泛研究和应用 3.太赫兹空白（THz Gap）：信号源、探测器以及传输太赫兹频段的特点优点：1.宽带特性及高分辨率：通信、雷达及成像等2.光谱分辨特性：指纹谱性、射电天文及化学分子识别等3.穿透性与低能安全性：烟雾和浮尘成像，医学成像及无损检测等缺点：1.极性分子吸收严重：水蒸气及大气吸收、无法穿透金属等2.技术尚不成熟：物理机理、器件设计方法及加工手段等太赫兹领域研究现状世界各国都对太赫兹领域投入巨大的资金支持开展研究1.美国：DARPA、NASA、DOE等开展太赫兹辐射源、材料、检测、器件等，DARPA开展多个引用国防的太赫兹电子器件的研究计划2.欧洲：在射电天文及星载领域投入大量资金资助太赫兹技术发展3.日本：实施科技强国计划，太赫兹技术列首位重大关键技术4.中国：2005年“香山会议”倡导发展太赫兹科学与技术。科技部973项目，863项目以及以及各类基金等支持开展多个相关课题研究。太赫兹频段的应用1.特征频率：化学分子识别；射电天文；无损检测。2.宽带特性：高速无线通信；雷达；穿透云雾成像。3.穿透特性：无损检测；安检；穿透云雾成像。太赫兹技术介绍太赫兹天线：（1）太赫兹天线（阵列），ALMA射电天文望远镜阵列。（2）Aura MLS星载天线。（3）高速数据链天线。（4）Haystack雷达太赫兹高增益天线需求和特点太赫兹天线特点：（1）高频段（2）高增益（3）低副瓣（4）低交叉极化（5）高隔离度（6）波束等化太赫兹高增益天线两个方案： 1.太赫兹卡塞格伦反射面天线2.太赫兹馈源分置反射面天线太赫兹卡塞格伦反射面天线概述（1）双反射面系统（2）混合模馈源喇叭（3）WR2标准接口电性能（1）中心频率：0.33THz（2）增益：50dB（3）波束宽度：~0.5°（4）口径大小：150波长天线设计方法（1）馈源：模式变换结合数值仿真（2）双反射面：折叠准光方法（3）误差分析与理论相结合天线设计步骤天线馈源（1）波束等化（2）低交叉极化（3）结构参数优化误差分析多种天线性能产生影响的误差，以表面误差和馈源轴向误差为例。主要影响：增益下降，副瓣抬升。加工实物方向图测量太赫兹近场扫描测试系统（1）测试频段：500GHz（2）扫描架轴向平整度：0.005mm（3）平面精度：0.05mm（4）重复精度：0.05mm（5）30dB副瓣测试误差：0.53dB测试结果（1）等化波束（2）方向性系数51.6dB（3）波束宽度0.43°/0.51°（4）副瓣-16dB/-19dB方向图测试结果综述驻波及隔离度测量链路损耗预算（总链路损耗为0.3dB）损耗主要来自两个方面：大气损耗和馈线损耗1.大气损耗（海平面标准大气压）（1）晴天链路损耗2~4.3dB/Km（2）浓雾链路损耗10~15dB/Km（3）暴雨链路损耗20dB/Km大气传输长度约0.5m，总损耗0.01dB2.馈线损耗：0.015dB/L馈线长度约20个波长，总损耗0.3dB增益预算太赫兹馈源分置反射面天线分光片：金属线栅（1）电场垂直于线栅排布（2）3dB耦合器（一般透射，一半反射）天线方向图工作展望从太赫兹天线技术自身角度出发（1）宽带可扫描/多波位太赫兹天线（2）大口径展开式太赫兹频段天线（3）太赫兹稀疏阵综合孔径天线从太赫兹需求和应用系统出发（1）研制成本与技术需求的折衷（2）平台与环境的适应性（3）可靠性与长寿命总结（1）太赫兹领域：一个全新的电磁频段（2）天线技术：对于太赫兹应用具有重要意义（3）太赫兹高增益天线：在高速率通信及雷达探测等方面大有可为