论文部分内容阅读
太赫兹波是指频率在0.1-10THz(波长为3000-30 μm)范围内的电磁波,在信息通信、生物医学、天文学、安全检查等各个领域都有巨大的应用前景。太赫兹测量技术是太赫兹波应用的基础,其中太赫兹天线的性能测量在太赫兹测量技术中具有十分重要的地位。因此,太赫兹天线的设计以及太赫兹天线性能测量是目前太赫兹领域研究热点之一。实现天线测量的方式有很多种,主要有近场测量,远场测量和紧缩场测量。在太赫兹波段,紧缩场天线测量系统(The compact antenna test range,CATR)是最有效的手段。在紧缩场系统有限空间内,把从馈源发射处的远场球面波,压缩为近似平面波,然后进行天线测量。在紧缩场的搭建中,需要对待测天线的区域(静区)进行校准,测量静区的电场的相位和振幅分布。在太赫兹波段,由于扫描架移动定位误差与波长接近,导致相位的测量结果已经完全失去参考意义,但探针测得的幅值信息在探针抖动的范围内和真实值差别不大。本论文通过测量紧缩场静区两个面的振幅信息,利用一系列新颖算法,恢复其中一个面的相位,从而恢复静区完整的电场信息。在比较了传统方法的基础上,应用角谱迭代方法、强度传输方程法(TIE)以及首次使用的遗传算法来恢复太赫兹波段的紧缩场的场的相位信息。利用北京邮电大学的三反射紧缩场系统的仿真数据,通过利用以上新颖算法,分别对太赫兹紧缩场系统进行相位恢复校准,并对这几个算法进行了对比。角谱迭代法有简单方便,持续下降等优点从而提高了相位恢复的速度和精度。TIE—改进后的角谱迭代算法和进一步遗传算法在细节方面更优于其他算法,TIE—改进后的角谱迭代算法和进一步遗传算法相比较,进一步遗传算法恢复的相位更加接近标准相位。上述研究为北京邮电大学十三五民用航天重点项目,三反射镜太赫兹紧缩场的静区校准提供了切实可行的测量方法,同时也为紧缩场测量技术应用于太赫兹更高频段面临的挑战提供了一个很好的解决方案。