毫米波準(zhǔn)光波束功率合成技術(shù)的研究.pdf

1、隨著亞毫米波、太赫茲技術(shù)的發(fā)展，要求提高信號源輸出功率以滿足系統(tǒng)需求。目前為止，無論是電真空技術(shù)、光技術(shù)或固態(tài)電子技術(shù)，在太赫茲波段都很難產(chǎn)生滿足系統(tǒng)要求的輸出功率。在單個發(fā)射機輸出功率難以滿足需求的情況下，在微波毫米波頻段廣泛采用的功率合成技術(shù)是提高輸出功率的一條有效的技術(shù)途徑。
　　傳統(tǒng)電路級的固態(tài)功率合成技術(shù)通過傳輸線進(jìn)行功率傳輸，隨著合成器件數(shù)目的增加，電路長度、電路節(jié)點以及損耗都在增加，最終會抵消功率合成優(yōu)勢。波導(dǎo)空間功

2、率合成技術(shù)雖然物理結(jié)構(gòu)相比電路簡單，但是隨著工作頻率的升高，波導(dǎo)的尺寸越來越小，在太赫茲頻段實現(xiàn)這個技術(shù)難度太大。因此，波導(dǎo)空間功率合成技術(shù)在太赫茲波段難以應(yīng)用。
　　準(zhǔn)光波束功率合成技術(shù)把多個波束在自由空間中疊加，再合成一個大波束來實現(xiàn)功率合成。各功率單元之間采用并行工作方式，避免了電路以及波導(dǎo)功率合成在高頻領(lǐng)域合成數(shù)量受限以及損耗大等缺陷。該技術(shù)適合毫米波高頻段和太赫茲頻段的功率合成，且不論要合成的電磁波是由電真空技術(shù)、光技術(shù)

3、還是固態(tài)電子技術(shù)產(chǎn)生，只要它們是相干的即可。
　　本文在前人的基礎(chǔ)之上，設(shè)計研究了一種由雙曲鏡面和橢球鏡面組成的Ⅳ路對稱結(jié)構(gòu)的準(zhǔn)光波束功率合成網(wǎng)絡(luò)。利用橢球反射鏡和雙曲反射鏡對高斯束的變換特性，實現(xiàn)Ⅳ路相干高斯波束到單路波束的傳輸轉(zhuǎn)換。同時，設(shè)計波紋結(jié)構(gòu)和賦形曲線結(jié)構(gòu)的兩種模式轉(zhuǎn)換模塊，通過模式轉(zhuǎn)換模塊，將合成波束中的高斯高次分量轉(zhuǎn)換為高斯主模，其中經(jīng)賦形結(jié)構(gòu)變換后的波束合成效率可以達(dá)到74.75％，高斯耦合效率高達(dá)96.58％。