《太赫茲準光波束功率合成理論與技術研究》是依託東南大學，由竇文斌擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：太赫茲準光波束功率合成理論與技術研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：竇文斌
- 依託單位：東南大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
開展基於透鏡/透鏡陣列、反射鏡/反射鏡陣列和反射鏡/透鏡陣列的準光波束功率合成網路的理論研究和仿真分析, 進行陣列饋源與準光波束功率合成網路的低損耗耦合和波束功率合成特性的仿真分析與結構設計及硬體製作, 進行實驗研究驗證理論分析，為提高太赫茲信號源的輸出功率提供一條新的技術途徑。
結題摘要
太赫茲頻譜是電磁頻譜中尚未得到開發利用的頻譜資源，近10多年來國內外開展了太赫茲頻譜的開發利用工作，工作取得了很多成績，但在太赫茲源功率提升方面始終難有進展，無論從光學方面還是從電子學方面都很難提高太赫茲源的平均輸出功率，成為利用太赫茲頻譜的瓶頸或障礙。本項目研究功率合成技術，以提高太赫茲源的輸出功率。鑒於在微波毫米波頻段常用功率合成技術，如電路合成，波導空間功率合成等技術在太赫茲頻段都會因為波長很短波導等傳輸線尺寸小等帶來的傳輸損耗大、加工難度大、承受功率小等問題，提出採用準光波束功率合成技術將多個準光波束合成一個波束達到實現功率合成的目的。 準光技術具有傳輸損耗小、加工難度降低、可多極化工作等優點。除研究了申請書提出的反射鏡/反射鏡準光波束功率合成網路與波束變換外，還研究了反射鏡/反射鏡陣列準光波束合成，高斯束輻射器，基於準光和差網路的太赫茲波束功率合成等。 反射鏡/反射鏡準光波束功率合成網路可把4個波束的95%的功率、8個波束的90%的功率匯聚到1個接收喇叭波導中，將接收到的功率低損耗地過渡到標準波導的工作還在進行之中，目前得到的效率是50%，後面還可以提高。 反射鏡/反射鏡陣列功率合成網路由高斯束輻射喇叭-橢球反射鏡-拋物面反射鏡陣列組成，通過調整網路及元件參數可將4個高斯波束合成1個高斯波束，用反射鏡導引傳播，合成效率0.6578。也可選擇參數，使4個輸入波束的功率的94%匯聚在合成截面上，再用平面移相反射鏡將其變換成匯聚高斯束，用高斯束輻射喇叭接收；平面移相反射鏡的波束變換效率0.75，故此法可得70%的合成效率。 提出一種新的高斯束輻射器，結構比波紋喇叭簡單，加工難度和費用顯著下降，在寬頻帶內與高斯主模的耦合效率大於0.966，成為波紋喇叭的良好替代品。 研究了準光和差網路，發現這個和差網路可把1個波束分成2個波束，有可能用於波束功率合成，首先進行這個和差網路用於準光單脈衝天線的研究，仿真和實驗都證明準光和差網路可成功實現單脈衝天線。把準光單脈衝天線中1個波束分成2個波束的過程反過來，可以實現2個波束合成1個波束，採用三個準光和差網路，即可把四個4個波束合成1個波束。後續將繼續這個研究。 這項功率合成技術研究的成功實現，可用於提高太赫茲源的輸出功率，以滿足各種太赫茲系統對信號源功率的需求。
