太赫兹目标散射特性与标准雷达目标散射截面研究

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1、太赫兹目标散射特性与标准雷达目标散射截面的研究ResearchonTerahertzTargetScatteringCharacteristicsandRadarStandardTargetCrossSection一级学科:电子科学与技术学科专业:物理电子学研究生:杨洋指导老师:姚建铨院士天津大学精仪学院二○一三年五月独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做

2、的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：签字日期：年月日签字日期：2013年5月15日2摘要太赫兹目标散射特性与标准目标雷达散射截面的研究包括两个方面的内容，一是研究已知目标对太赫兹的散射特性，二是研究标准

3、目标的太赫兹雷达散射截面。论文工作概括如下：1、开展了有关太赫兹波的理论研究，用量子光学等理论对太赫兹波参量发生器与非线性光学差频方法不同点及太赫兹波参量发生器中所表现出来的各种现象给予理论解释；对在太赫兹目标散射特性研究中的采用的返波振荡器和热释电探测器的结构特点和工作原理做了深入的分析和论述；针对金属介电常数对雷达目标散射截面的影响的有关内容论述了金属的相对介电常数随频率的变化规律，解释了频率不同对金属目标的雷达散射截面的影响。2、开展了太赫兹波的目标散射特性的基础理论研究。为了深入探究赫兹波的目标散射特性，首先对分布在太赫兹两边的微波散射特性和红外光学的散射规律和研

4、究手段进行系统的研究。并围绕散射理论，先后针对金属球体的散射高频解析解、金属平板的散射高频近似解、粗糙金属球体散射的基尔霍夫解、红外朗伯球体及平面的散射等有关内容做了深入分析。3、首次提出开展了太赫兹目标散射特性的实验研究方案。采用系统集成技术搭建了太赫兹波目标散射特性测试系统，开展了收发分置与收发同置的低频太赫兹波在粗糙金属表面的散射实验的测试工作，得到了一系列有价值的测试结果。为了考察散射特性与频率的不同,第二次使用了频率为3.11THz的CO2抽运的太赫兹波辐射激光器，再次开展了收发同置的散射特性的实验研究.得到了很有价值的测试结果，并形成部分散射理论模式。4、首次

5、提出太赫兹雷达目标定标体的概念，进行了雷达散射截面的基础理论研究。先后论述了粗糙表面对雷达目标散射截面的影响、金属介电常数对金属目标的雷达散射截面的影响、球型目标在不同波段的雷达散射截面、相干散射与非相干散射对雷达散射截面的影响等方面的理论研究。并在充分利用微波雷达和激光雷达标准目标相关理论的基础上，提出太赫兹雷达目标的标准体的要求条件为理想导体、粗糙表面、球体。5、首次将太赫兹雷达目标标准体用于太赫兹雷达标准散射截面的实际测试中。提出开展太赫兹雷达散射截面标准体的研究工作，并利用实验获得了适合作为太赫兹雷达散射截面标准体的材料，在此基础上开展了有关太赫兹雷达标准目标散射

6、截面的研究工作，并对研究结果进行了分析。关键词：太赫兹目标散射太赫兹雷达散射截面太赫兹实验系统散射截面定标体粗糙金属目标体4ABSTRACTTheresearchonterahertztargetscatteringcharacteristicsandradarstandardtargetcrosssectionincludingtwoaspects:1.Researchonterahertzscatteringcharacteristicsofknowntarget.2.Researchonradarcrosssectionofstandardtarget.Theart

7、icleissummarizedasfollows:1.ThewriterlaunchtheoreticalresearchonterahertzwaveandusethetheoryofQuantumOpticstomakeatheoreticalexplanationaboutthedifferencebetweenterahertzwaveparametricgeneratorandnonlinearopticaldifferencefrequencymethod,alsoexplainseveralphenomenat