太赫兹反射阵天线研究

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1、密级：公开硕士学位论文太赫兹反射阵天线研究ResearchonTHzReflectarrayAntenna研究生姓名：姚家玮学科专业：仪器科学与技术导师姓名：刘昊完成日期：2018.5.30中国航天科技集团公司第一研究院TheFirstAcademyofChinaAerospaceScienceandTechnologyCorporation独创性声明作者郑重声明：本硕士学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得中国航天科技集团公司第一研究院或者其他单

2、位的学位或证书所使用过的材料一。与我同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。金途４作者签名：。＇导师签名：篆日期：中国航天科技集团公司第一研究院硕士学位论文摘要Pillbox天线结构紧凑、易于加工、成本低廉，并且能够实现快速波束扫描，其独特的扇形扫描波束可用于太赫兹成像领域。现有的pillbox天线通常采用机械旋转副反射面的方式实现一维波束扫描，扫描速度受到副反射面转速的限制。为了提高pillbox天线的波束扫描速度，本文提出了一种新型的基于pillbox结构的反射阵天线，采用可重构反射阵列替代传统pillbox天线的抛物柱面反射

3、面，实现了pillbox天线的波束电扫描，对于提高太赫兹成像的图像刷新率具有重要意义。本文工作内容包括：1)设计并优化了pillbox天线的主体结构，并进行了加工和测试，该pillbox主体结构将作为新型反射阵天线的馈源。2)结合对微带电路移相特性的理论分析，选取合适的PCB板材设计了缝隙耦合微带反射阵单元。该反射阵单元损耗小、移相范围大，且易于与微带移相电路进行集成。3)采用该反射阵单元设计了0.1THz波段基于pillbox结构的新型固定波束反射阵天线，仿真实现了59.6%的口径效率，相对带宽9.3%。4)在电路理论分析的基础上改进了基于PIN二极管的微带移相电路，采用改进的移相电

4、路设计了微带移相单元，在0.1THz波段实现了1位电控移相。5)采用该电控移相单元设计了0.1THz波段基于pillbox的新型电扫描反射阵天线，对阵面相位补偿进行了优化，并进行了全模型仿真验证，实现了30°一维波束扫描。关键词：微带反射阵；Pillbox天线；PIN二极管；W波段；电扫描-I-太赫兹反射阵天线研究ResearchonTHzReflectarrayAntennaAbstractPillboxantenna,whichcanbeusedforfastterahertzsyntheticapertureimaging,hasmanyadvantages,includings

5、mallsize,simplemanufactureprocess,lowcostandfastbeamscanningcapability.Atpresent,pillboxantennausuallyusesamechanicalrotatingsub-reflectortoachieveone-dimensionalbeamscanning,andthescanningspeedislimitedbytherotatingspeedofthesub-reflector.Inordertoimprovethebeamscanningspeedofthepillboxantenna,

6、anovelreflectarrayantennabasedonpillboxstructureisproposedinthispaper.Theparabolicreflectorofthetraditionalpillboxantennaisreplacedbyareconfigurablemicrostripreflectarray.Andelectronicallybeamscanningofpillboxantennaisachieved,whichisofgreatsignificancetoimprovetherefreshrateofterahertzimaging.S

7、pecificworksareasfollows:1)Themainstructureofthepillboxantennaisdesigned,optimized,manufacturedandtested,whichwillbeusedasthefeedstructureofthenovelreflectarrayantenna.2)Basedontheoreticalanalysisofthemicrostripcircuit’sphas