本科毕业设计开题报告--太赫兹频段平板散射特性研究

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1、**大学本科生毕业设计开题报告课题名称太赫兹频段平板散射特性研究学院名称***专业名称***学生姓名***指导教师***（内容包括：课题的来源及意义，国内外发展状况，本课题的研究目标、研究内容、研究方法、研究手段和进度安排，实验方案的可行性分析和已具备的实验条件以及主要参考文献等。）一、课题的来源及意义太赫兹技术是目前信息科学技术研究的前沿与热点领域之一，受到世界各国研究机构的高度关注，并且开展了许多基础研究与应用研究方面的工作，这一新型技术的科学价值预示着它具有蓬勃的生命力和美好的发展前景。太赫兹（THz）波是频率在0.1-10THz内

2、的电磁波，是光子学和电子学、宏观理论向微观理论过度的区域。近十几年来，THz科学技术取得了长足的进步，在光谱、成像、通信、雷达等多个领域均体现出重要应用价值，是目前光电子学领域最活跃的研究内容之一。太赫兹技术应用于雷达中将为现代军事探测技术提供独特的优势。首先，太赫兹波相比于微波更短，对目标散射特性刻画能力更强；太赫兹雷达的载频频率高，更容易发射大带宽信号，从而具有极高的分辨率特性，可以实现更小目标的探测、更高分辨率的雷达成像、更精准的目标运动与物理参数繁衍。其次，太赫兹频段易于实现极窄的天线波束。在相同天线尺寸下太赫兹波的波束要比毫米波

3、、微波的波束窄得多；太赫兹频段提供的极窄天线波束，可以获得更高的天线增益和角跟踪精度，同时极高的角分辨率也大大提高了多目标识别和粪便能力。第三，相对于激光，太赫兹波穿透能力更强，且对空间告诉运动目标的气动效应与热环境效应不敏感，因此太赫兹雷达课应用于复杂环境作战与空间高速运动目标探测；相比于微波雷达，基于固态电子学器件的太赫兹雷达收发系统容易小型化，适用于星载与弹载平台。作为THz波的一个重要应用方向，THz雷达相对于传统的微波雷达，具有波长短、分辨率高、大带宽利于高清晰成像、抗干扰特性强等诸多技术优势；相对于激光雷达，THz雷达的发射波

4、束宽度大，具有更好的搜索能力，并且在雨雾等条件下的衰减更小。作为战略预警、防空反导和战场侦察等领域的未来新型探测装备，THz雷达已经显现出十分迫切的军事需求。太赫兹雷达系统与传统雷达的组成与实现类似，目前报道的太赫兹雷达系统主要基于太赫兹电真空器件源、太赫兹固态电子学器件以及太赫兹量子级联激光器源等方式，并采用外差式接受方式，其中太赫兹真空器件以其高功率输出优势在太赫兹雷达系统中具有重要意义，全固态电子学器件以其相对先进的工艺技术成为目前太赫兹雷达系统实验系统收发设备的主要构成。太赫兹频段目标散射特性研究是太赫兹技术应用于雷达的技术基础，

5、是太赫兹主动雷达系统军事用途想定、战技指标确定以及信号体制与检测识别等关键技术研究的依据。由于太赫兹波波长极短，对于物理尺寸在厘米或者米量级的军事目标，它在太赫兹频段具有极大的电尺寸，但与近红外及激光频段相比尺寸又很小，因而必然会呈现出与微波频段和激光频段明显不同的散射特性。太赫兹频段目标散射特性技术也引起了国内外研究者的广泛重视，对于太赫兹频段目标散射特性研究主要采用数值计算与实验测量两种方法，目前国外的研究以实验测量方法为主，包括对典型军事目标的缩比模型、粗糙表面的介质目标等进行测量，并实测数据与数值计算或解析方法的结果进行比较。国内

6、则由于太赫兹技术发展晚于国外，因此实验测量系统的建设也相对滞后，以理论计算与仿真为主，同时包括首都师范大学、天津大学、东南大学、哈尔滨工业大学、中国电子科技集团公司第41研究所、国防科技技术大会与上海航天局第802所等多家单位正在逐步搭建太赫兹目标特性测量系统。基于太赫兹实验测量系统进行太赫兹散射特性研究的主要方式包括利用抛物面型或全息图型紧缩场进行缩距测量，利用时域系统测试目标的瞬态响应，以及利用极窄脉冲高分辨系统和逆合孔径技术进行目标闪烁点识别的二维和三维成像测量等。太赫兹频段目标散射特性研究在军事、工业、生活中具有诸多实用意义，诸如

7、军事雷达系统、工业测量系统、生活用品的测量系统以及诸多成像系统等，相对于国外比较领先的太赫兹频段目标散射特性研究技术，国内应加速测量系统等方面的建设，以跟上国际形势，所以太赫兹频段目标体散射特性研究课题迫在眉睫。二、国内外发展状况在国外，在俄罗斯THz频段的大功率回旋管以及四倍频回旋管研制成功的前提下，THz源的产生已不再是困难。2004年美国认定太赫兹技术为世界十大技术之一，2005年日本将太赫兹技术视为十项重大支柱技术之首，提出了“举全国之力研发，2015年前完成太赫兹通信系统”。到此时，太赫兹技术已经进入稳步发展的阶段。国外最早关于

8、太赫兹雷达的报道实在1988年马萨诸塞大学的McIntosh等基于当时真空器扩展相互作用振荡器（EIO）的发展在215GHz的大气窗口附近实现了一部高功率非相干实验脉冲雷达。随后在1991年佐