论文部分内容阅读
随着太赫兹技术的不断发展,太赫兹技术已经应用于空间、天文、大气探测、通信和成像等多种领域,其中太赫兹成像是当前太赫兹应用中非常热门的研究方向。高灵敏度的太赫兹准光探测器是太赫兹成像系统的一个重要的部分,太赫兹准光探测器前端包括太赫兹肖特基二极管、太赫兹介质透镜集成天线和中频匹配网络。本文主要研究关于介质透镜天线。基于单像素的介质透镜天线,分析设计了工作在340GHz的对数周期天线。对扩展半球透镜进行了原理分析,给出透镜集成天线的仿真模型和结果,设计出硅材料的介质透镜天线,并进行加工测试,实测出透镜天线的远场方向图,并对结果进行分析。对新型的快速成型(3D打印)技术应用于介质透镜设计的优势进行了分析。利用太赫兹光谱分析系统,分析了几种快速成型材料的材料特性,通过分析结果选择了尼龙作为设计透镜天线的材料。对尼龙材料的介质透镜天线进行了仿真分析,给出透镜天线的仿真模型和结果。进行加工测试,实测出透镜天线的远场方向图,并进行分析。根据仿真和测试结果,对硅和尼龙透镜的性能进行了分析。基于单像素的透镜天线,分析扩展半球透镜天线阵列的可行性,通过分析透镜天线阵列的阵元间耦合和阵元偏轴的辐射特性,给出仿真和计算结果,得出对于30mm石英透镜可以容纳4×4天线阵列的结论。并且基于倒装焊的工艺要求,设计了4×4天线阵列的中频匹配网络,给出了设计结果。最后根据探测器的特性,研究出一种新型的装配设计。该装配可以将探测器前段片上天线和透镜进行对准装配,并可以将整个前段关键器件组装成一个屏蔽良好的盒体。设计的六维可调承载夹具,可以用来满足空间光路中束腰位置精确定位以及多角度微调的需求。便于进行探测器前段性能的测试和成像的实验。