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浅析四象限光电探测系统中信号处理的技巧 被引量：26
1
作者 冯龙龄 《光学技术》 EI CAS CSCD 1995年第3期12-17,共6页
通过对四象限光电探测系统中各种信号计算方法及束斑强度分布影响的深入了解可以在系统硬件确定的条件下，利用计算技巧来获得比较理想的系统特性。本文分析、对比了各种计算、处理方法下，束斑在四象限光敏区位移产生的误差曲线。对光... 通过对四象限光电探测系统中各种信号计算方法及束斑强度分布影响的深入了解可以在系统硬件确定的条件下，利用计算技巧来获得比较理想的系统特性。本文分析、对比了各种计算、处理方法下，束斑在四象限光敏区位移产生的误差曲线。对光强分布均匀的束斑采用了分区平面积分的方法，对光强呈高斯型分布的束斑借助了计算机逐点二维数值积分、曲线拟合等计算手段求解。所得结果均以曲线图形方式表达。 展开更多
关键词 光电探测 四象限探测器 信号处理
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空间激光通信组网单光束跟踪子系统 被引量：23
2
作者 于笑楠 佟首峰 +3 位作者 董岩 宋延嵩 陆静 杨涵 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第12期3348-3353,共6页
介绍了用于一对多激光通信组网控制系统的光斑跟踪闭环系统。在伺服转台位置闭环的基础上,讨论以CCD相机为敏感器,以二维伺服转台为执行器的光闭环系统。介绍了跟踪系统的数学原理,研究了光闭环各环节的静态动态误差及开环闭环响应。在... 介绍了用于一对多激光通信组网控制系统的光斑跟踪闭环系统。在伺服转台位置闭环的基础上,讨论以CCD相机为敏感器,以二维伺服转台为执行器的光闭环系统。介绍了跟踪系统的数学原理,研究了光闭环各环节的静态动态误差及开环闭环响应。在理论计算和数学仿真后,编写了闭环跟踪程序。采用经典PID控制与前馈相结合的控制算法,进一步提高了伺服带宽,保证了系统的稳定性。对星间激光通信的光斑位置进行了跟踪试验,结果显示跟踪误差为3σ≈136μrad,基本符合空间激光通信组网系统激光束的指向要求。得到的结果验证了控制策略的可行性,为多光束伺服打下了基础。 展开更多
关键词 激光通信组网 光束控制 光闭环 光斑跟踪
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基于微透镜阵列的半导体激光器堆栈匀化系统 被引量：11
3
作者 雷呈强 汪岳峰 +2 位作者 殷智勇 尹韶云 孙秀辉 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期50-57,共8页
半导体激光器由于自身波导结构的不对称性导致光强分布不均匀而限制了其应用,为了对半导体激光光束进行整形以获得均匀光斑,设计了一种基于微透镜阵列的半导体激光器堆栈匀化系统。分析了微透镜阵列对半导体激光的匀化原理和光束匀化过... 半导体激光器由于自身波导结构的不对称性导致光强分布不均匀而限制了其应用,为了对半导体激光光束进行整形以获得均匀光斑,设计了一种基于微透镜阵列的半导体激光器堆栈匀化系统。分析了微透镜阵列对半导体激光的匀化原理和光束匀化过程,通过分析微透镜边缘衍射对匀化光斑影响确定了微透镜孔径范围,采用近轴矩阵光学推导了目标光斑发散角。结合实例对微透镜阵列光束匀化系统进行了仿真和实验验证,实现了均匀性为91.89%的均匀光斑。 展开更多
关键词 激光光学 半导体激光器堆栈 微透镜阵列 光束匀化 光斑均匀性
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激光加工用半导体激光器的光束变换 被引量：9
4
作者 刘友强 曹银花 +4 位作者 潘飞 高静 秦文斌 刘世光 王智勇 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第3期455-461,共7页
考虑不同的激光加工方式对激光功率密度和激光光斑尺寸的要求不同,研究了如何通过调整光路设计实现各种尺寸的聚焦光斑输出,使半导体激光器满足不同激光加工方式的需求。利用ZEMAX光学设计软件模拟半导体激光光路,包括光束整形、准直、... 考虑不同的激光加工方式对激光功率密度和激光光斑尺寸的要求不同,研究了如何通过调整光路设计实现各种尺寸的聚焦光斑输出,使半导体激光器满足不同激光加工方式的需求。利用ZEMAX光学设计软件模拟半导体激光光路,包括光束整形、准直、聚焦等光束变换方式,实现了多种尺寸的光斑输出。实验中采用16个bar叠加而成的980nm半导体激光叠阵,阈值电流为6.4A,最大工作电流为84.8A,最大输出功率为1 280W,总的电-光转换效率为58.9%。准直后快轴的发散角小于4mrad,慢轴的发散角小于20mrad。通过实验对该激光叠阵进行光束整形和扩束准直、聚焦,最终实现了功率为1 031W的激光输出,聚焦镜焦距为300mm时的聚焦光斑尺寸达1.2mm×1.5mm,功率密度达3.8×104 W/cm2,可以用于金属的表面重熔、合金化、熔覆和热导型焊接。 展开更多
关键词 激光加工 半导体激光器 光束整形 光束质量 矩形光斑
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连续位相板均方根梯度对焦斑匀滑特性的影响 被引量：9
5
作者 冯友君 林中校 张蓉竹 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2011年第10期272-279,共8页
为满足惯性约束聚变(ICF)系统中,对焦斑均匀辐照的条件,研究了连续位相板(CPP)面形特征对远场光斑质量的影响.从波动光学和几何光学两个不同的角度建立分析模型,并利用均方根梯度这一参数将其统一起来.利用所建立的分析模型,通过数值计... 为满足惯性约束聚变(ICF)系统中,对焦斑均匀辐照的条件,研究了连续位相板(CPP)面形特征对远场光斑质量的影响.从波动光学和几何光学两个不同的角度建立分析模型,并利用均方根梯度这一参数将其统一起来.利用所建立的分析模型,通过数值计算研究了CPP面形均方根梯度对低频畸变光束的匀滑效果.结果表明:随着CPP均方根梯度增大,匀滑后的远场焦斑半径增大;光束顶部不均匀性先很快减小,再缓慢降低,最后趋于不变,可见CPP对光束的匀滑效果明显;束匀滑过程对能量利用率的影响先几乎不变,然后逐渐减小.当CPP的相关长度不变,均方根梯度在0.2—0.8wave/mm范围内时,光斑尺寸、光束顶部不均匀性及能量利用率都在较好的范围. 展开更多
关键词 连续位相板 均方根梯度 光束匀滑 聚焦光斑
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基于双曲面基底微透镜阵列的半导体激光器整形系统设计 被引量：8
6
作者 殷智勇 汪岳峰 +4 位作者 尹韶云 强继平 雷呈强 孙秀辉 杨凯 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第6期120-125,共6页
为了进一步提高半导体激光器整形系统的能量传输效率,提出了基于双曲面基底微透镜阵列的半导体激光器堆栈光束整形系统。双曲面基底微透镜阵列可以同时实现光束的准直与分束双重功能,减少了系统中光学表面的使用量。运用远心光路设计了... 为了进一步提高半导体激光器整形系统的能量传输效率,提出了基于双曲面基底微透镜阵列的半导体激光器堆栈光束整形系统。双曲面基底微透镜阵列可以同时实现光束的准直与分束双重功能,减少了系统中光学表面的使用量。运用远心光路设计了半导体激光器光束慢轴准直透镜以满足微透镜小视场的要求。通过ZEMAX软件进行仿真,验证了双曲面基底微透镜阵列半导体激光器整形系统的可行性,并获得了30mm×15mm的、不均匀性小于7%的光斑,系统能量传输效率达到96%。 展开更多
关键词 光学设计 微透镜阵列 高斯光束 光斑均匀性 功率密度
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平流层艇载CDMA系统的嵌入式多波束天线方案 被引量：5
7
作者 程月波 金荣洪 +1 位作者 刘波 耿军平 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第8期1395-1399,共5页
该文改进了原先提出的微/宏波束天线覆盖方案,采用更为复杂但更贴近实际的模型,尤其是改进了艇载天线波束方向图和信道干扰的计算方法。该方案应用于平流层通信CDMA系统,通过在宏波束覆盖范围中嵌入微波束,解决平流层通信系统中由于用... 该文改进了原先提出的微/宏波束天线覆盖方案,采用更为复杂但更贴近实际的模型,尤其是改进了艇载天线波束方向图和信道干扰的计算方法。该方案应用于平流层通信CDMA系统,通过在宏波束覆盖范围中嵌入微波束,解决平流层通信系统中由于用户分布失衡而引起的热点问题。针对不同的用户分布和热点位置,文中给出了调整微波束实现系统容量最大化的优化方法。仿真结果表明在用户分布失衡、热点位置变化等情况下使用本文的嵌入式波束覆盖方案仍然可以保持高而稳定的系统容量。 展开更多
关键词 CDMA系统 平流层通信 多波束天线 嵌入式波束 热点
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具有特定光强分布的激光表面硬化技术 被引量：7
8
作者 虞钢 王恒海 何秀丽 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第2期480-486,共7页
利用光束变换技术得到不同光斑形状和不同强度分布的光束,可满足表面硬化所需要的硬化层均匀性等要求。激光硬化在材料表面产生的实际效果与光强分布密切相关。利用特定光强分布的光束进行激光硬化可以得到所需要的温度场及组织分布,直... 利用光束变换技术得到不同光斑形状和不同强度分布的光束,可满足表面硬化所需要的硬化层均匀性等要求。激光硬化在材料表面产生的实际效果与光强分布密切相关。利用特定光强分布的光束进行激光硬化可以得到所需要的温度场及组织分布,直接影响材料表面硬化的效果。对高斯光束圆光束、平顶矩形光束、曲边矩形光束、点阵光斑等不同强度分布的激光表面硬化(LSH)技术进行了介绍。硬化层特定的硬度分布及组织结构等硬化效果是特定光强分布激光束与材料相互作用的结果,要获得所需硬化效果,则需要利用反求方法设计与硬化效果相对应的特定光强分布的光斑。给出了特定光强分布的激光表面硬化技术的发展趋势。 展开更多
关键词 激光技术 激光表面硬化 光束变换 光强分布 点阵光斑
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基于数学形态学的小孔径高斯光束光斑半径测量方法
9
作者 柳洁冰 李艳 《激光杂志》 CAS 北大核心 2023年第8期211-215,共5页
为减小现有的激光光束光斑半径测量方法的测量误差,设计基于数学形态学的小孔径高斯光束光斑半径测量方法。对小孔径光斑几何特征进行划分,计算探测误差,获取光斑能量在探测器光敏面上的均匀分布函数,得到质心点到光斑轮廓点的距离。建... 为减小现有的激光光束光斑半径测量方法的测量误差,设计基于数学形态学的小孔径高斯光束光斑半径测量方法。对小孔径光斑几何特征进行划分,计算探测误差,获取光斑能量在探测器光敏面上的均匀分布函数,得到质心点到光斑轮廓点的距离。建立高斯光束光斑轮廓模型,获取位置轮廓的灵敏度,并计算其在某光斑点位的能量值,通过质心点的误差函数,得到光斑点的轮廓函数。基于数学形态学设计光斑半径测量方法,计算不同方向与尺度元素在对角线上的梯度幅值,得到激光光束光斑的半径长度。分析光照强度与发射角对测量精度的影响,实验结果显示:在该激光光束下,光照强度为80且发射角度为1.8时,测量误差最小。对比4种测量方法的测量误差,由数据可知,数学形态学的测量方法误差最小,可见该方法优于其他测量方法。 展开更多
关键词 数学形态学 小孔径激光 高斯光束 光斑半径 光斑半径测量 光斑轮廓
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高功率固体激光装置的B积分判据探究 被引量：5
10
作者 黄晚晴 张颖 +3 位作者 孙喜博 耿远超 王文义 刘兰琴 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2019年第12期148-153,共6页
B积分判据自从建立后,一直是大型激光驱动器控制非线性效应的基本设计判据。综述了针对国家点火装置建立两个B积分判据的实验过程和模拟过程,解释了B积分判据的原理和产生条件,指出了B积分判据的适用性以及存在的问题,得出了两个B积分... B积分判据自从建立后,一直是大型激光驱动器控制非线性效应的基本设计判据。综述了针对国家点火装置建立两个B积分判据的实验过程和模拟过程,解释了B积分判据的原理和产生条件,指出了B积分判据的适用性以及存在的问题,得出了两个B积分判据并不完善的结论。要准确地确定适用于当前大型高功率固体激光装置的B积分判据,应当综合考虑当前激光装置的实际条件,开展相应的实验和模拟。 展开更多
关键词 激光光学 非线性效应 B积分判据 光束质量 焦斑
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管径渐缩式静电透镜束流动力学研究
11
作者 尹毅 张红强 +8 位作者 彭雄刚 况鹏 张鹏 刘福雁 田丽霞 李润东 杨鑫 曹兴忠 王宝义 《核技术》 CAS CSCD 北大核心 2023年第10期1-7,共7页
电透镜是横向压缩带电粒子束的常用技术手段,在获得高空间分辨、高亮度等高品质聚焦电子束/离子束/正电子束方面发挥着重要作用。针对低能、大束斑带电粒子束的聚焦过程,本文设计了基于管径渐缩式简单电极结构的电透镜聚焦方法,采用SIM... 电透镜是横向压缩带电粒子束的常用技术手段,在获得高空间分辨、高亮度等高品质聚焦电子束/离子束/正电子束方面发挥着重要作用。针对低能、大束斑带电粒子束的聚焦过程,本文设计了基于管径渐缩式简单电极结构的电透镜聚焦方法,采用SIMION模拟结合电子束实验的方式对该电透镜中涉及的关键技术进行了研究,研究了透镜聚焦效率及聚焦束斑等核心性能的影响因素及分布规律。结果显示:通过合理布局透镜结构和优化电压配置,能够实现对初始大口径电子束的有效压缩,同时确保聚焦效率达到80%以上。本文提出的这种简单电极结构电透镜聚焦方法,具有显著的横向压缩优势,在反应堆正电子源等多束流聚焦场景中具有广泛的应用前景。 展开更多
关键词 静电透镜 横向聚焦 SIMION仿真 电子束实验 束斑
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粒子放疗束流性能多功能快速验证软件系统
12
作者 谢泽欣 康宇杰 +3 位作者 刘新国 陈卫强 李强 戴中颖 《原子核物理评论》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期466-471,共6页
粒子治疗是先进的放射治疗手段,而放射治疗质量保证(Quality Assurance,QA)则是保障粒子治疗安全和效率的重要技术环节。粒子放疗束流性能QA横向剖面上主要关注点在于辐照场均匀性、束斑位置、束斑大小等参数,纵向上主要关注能量射程关... 粒子治疗是先进的放射治疗手段,而放射治疗质量保证(Quality Assurance,QA)则是保障粒子治疗安全和效率的重要技术环节。粒子放疗束流性能QA横向剖面上主要关注点在于辐照场均匀性、束斑位置、束斑大小等参数,纵向上主要关注能量射程关系和剂量分布等参数。目前常用的测量方法只能适用单个项目测量或只能离线测量分析,在效率和实时性上都存在局限性。针对粒子放射治疗中束流性能验证技术,面向平面荧光探测方法,基于C++编程语言,采用Qt5界面开发框架和计算机视觉库OpenCV开发了一套兼顾横向束流参数和纵向射程(能量)验证的粒子束多功能质量验证分析软件系统,并利用武威重离子医院碳离子治疗系统束流性能原始数据完成了软件算法测试和功能验证。本系统用于集成化的荧光探测系统,可实现束流性能的模块化分析,拓展了平面荧光测量技术的使用范畴,有助于提高粒子放射治疗中束流性能的验证效率。 展开更多
关键词 粒子放射治疗 束流性能 照射野 射程 束斑 质量保证
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e型电子束蒸发源的原理及维修 被引量：4
13
作者 王秀海 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 2012年第5期386-389,共4页
电子束蒸发由于其显著的优点应用日趋广泛,成为工业镀膜工艺中最主要的技术之一。基于真空镀膜技术,首先对电子束蒸发的定义进行了阐述,介绍了电子束蒸发源的特点及优势,详细说明了e型电子束蒸发源的结构及工作原理。重点分析了电子枪... 电子束蒸发由于其显著的优点应用日趋广泛,成为工业镀膜工艺中最主要的技术之一。基于真空镀膜技术,首先对电子束蒸发的定义进行了阐述,介绍了电子束蒸发源的特点及优势,详细说明了e型电子束蒸发源的结构及工作原理。重点分析了电子枪灯丝与聚束极的相对位置对束斑及束流大小的影响。结合维修经验对e型电子束蒸发源的日常维护进行了总结,对更换电子枪灯丝步骤及注意事项进行了细致说明,着重提出了腔室及蒸发源的洁净度对工艺质量的影响。最后对于蒸发过程中常见故障现象及解决方法进行说明。 展开更多
关键词 电子束 电子枪 束斑 故障现象 维修
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方形光阑限制高斯光束的传输变换 被引量：2
14
作者 王友文 谭吉春 《大学物理》 北大核心 2004年第7期32-34,共3页
对基模高斯光束经方形光阑限制光学系统的光斑传输变换规律进行了论述.对于任一共轴光学系统,在不考虑有效光阑前面元件的衍射和变换时,考察入射光经有效光阑和其后面的元件发生衍射,根据柯林斯公式,对于非成像光学系统,采用稳相法得到... 对基模高斯光束经方形光阑限制光学系统的光斑传输变换规律进行了论述.对于任一共轴光学系统,在不考虑有效光阑前面元件的衍射和变换时,考察入射光经有效光阑和其后面的元件发生衍射,根据柯林斯公式,对于非成像光学系统,采用稳相法得到出射光场的振幅分布;对于成像光学系统,根据像传递原理得到出射光场的振幅分布,最后得出出射光斑大小由有效光阑边长与光阑处高斯光束腰斑大小比较决定的结论. 展开更多
关键词 高斯光束 光阑 光斑 传输 稳相法
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双透镜聚焦系统对高斯激光束的聚焦 被引量：4
15
作者 熊小华 《江西师范大学学报（自然科学版）》 CAS 2000年第4期358-361,共4页
该文利用高斯光束ｑ（ｚ）参量推导出了反远距双透镜聚焦系统对高斯光束聚焦光斑的精确计算公式．用反远距双透镜聚焦系统能获得μｍ级甚至更小的聚焦光斑，同时系统可以获得比别的其它聚焦系统较长的工作距离．
关键词 聚焦系统 透镜 激光束 参量 高斯光束 光斑 推导 精确计算公式
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厚针孔成像动态监测高能加速器束斑系统 被引量：4
16
作者 吴刚 李泉凤 +3 位作者 程诚 杜泰斌 黑东炜 罗剑辉 《高能物理与核物理》 CSCD 北大核心 2005年第1期86-90,共5页
为了方便地测量封有内靶的高能电子加速器束斑 ,采用了一种基于厚针孔成像技术的动态监测系统 .本文给出了采用该系统在 15MeV电子直线加速器束流打靶后的束斑测试结果 ,并简要介绍了成像原理和处理办法 .通常的“三明治”方法需要冲洗... 为了方便地测量封有内靶的高能电子加速器束斑 ,采用了一种基于厚针孔成像技术的动态监测系统 .本文给出了采用该系统在 15MeV电子直线加速器束流打靶后的束斑测试结果 ,并简要介绍了成像原理和处理办法 .通常的“三明治”方法需要冲洗X光胶片 ,整机调试时更要多次冲洗 ,效率较低 .与之相比厚针孔成像方法可以实时成像 ,配合调机及时观察束斑的变化情况 ,使加速器参数调整有的放矢 ,提高了调机效率 . 展开更多
关键词 X光胶片 调机 观察 冲洗 配合 加速器 成像原理 针孔成像 高能 束流
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套孔法测量激光光束光斑半径方法探讨 被引量：3
17
作者 王泽斌 黄佐华 《物理实验》 2012年第12期33-35,38,共4页
对套孔法中的光阑法与光点法测量激光光斑半径实验中光阑半径的选取进行了分析,实验表明:光阑法所用的光阑半径等于待测光斑半径时,实验结果误差最小;同样用光点法测量高斯光束的光斑半径存在最小针孔直径.
关键词 激光 高斯光束 光斑半径 光阑法 光点法 测量
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电子束曝光机束斑的自动测控系统 被引量：3
18
作者 陈振生 杨立才 张玉林 《微细加工技术》 EI 1996年第4期16-22,共7页
根据亚微米电子束曝光机束斑直径、束流大小与各磁透镜电流之间的关系以及刀口法测试束斑的原理，设计了一套总线式的束斑自动测控系统。该系统以ＩＢＭ—ＰＣ／ＡＴ作为主控机，系统包括用于总线扩展的总线驱动板、电子束扫描控制板和... 根据亚微米电子束曝光机束斑直径、束流大小与各磁透镜电流之间的关系以及刀口法测试束斑的原理，设计了一套总线式的束斑自动测控系统。该系统以ＩＢＭ—ＰＣ／ＡＴ作为主控机，系统包括用于总线扩展的总线驱动板、电子束扫描控制板和束流信号数据采集板。 展开更多
关键词 电子束曝光机 束斑 自动测控系统
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能散度对束输运和聚焦的影响 被引量：3
19
作者 王文斗 冯莉 +3 位作者 王强 李献文 李平 邓建军 《信息与电子工程》 2004年第3期219-221,231,共4页
为了分析不同能散度的入射束流在直线感应加速器加速段和聚焦段的行为,利用束包络计算模型进行了计算考察,给出束流不同能散度对聚焦焦斑造成模糊范围的大小。计算结果表明,降低入射束流的能散度可显著降低焦斑的模糊范围。同时通过近... 为了分析不同能散度的入射束流在直线感应加速器加速段和聚焦段的行为,利用束包络计算模型进行了计算考察,给出束流不同能散度对聚焦焦斑造成模糊范围的大小。计算结果表明,降低入射束流的能散度可显著降低焦斑的模糊范围。同时通过近似计算给出了由于加速间隙电压波动引起束聚焦焦斑模糊范围增大的上限值。 展开更多
关键词 高能物理学 能散度 束包络 束输运 焦斑 直线感应加速器
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双馈源双偏置结构星载通信多波束天线 被引量：3
20
作者 李建军 尹鹏飞 +2 位作者 赵现斌 张燕倪 王珂 《微波学报》 CSCD 北大核心 2018年第4期10-15,共6页
为了使星载通信天线产生赋形波束的同时,又能辐射具有扫描特性的点波束满足特殊情形下的通信要求,提出了一种以单馈源赋形反射面天线为基础,利用另一个馈源进行副反射面赋形,补偿主反射面口径相位差的方法,从而形成高效率点波束,并通过... 为了使星载通信天线产生赋形波束的同时,又能辐射具有扫描特性的点波束满足特殊情形下的通信要求,提出了一种以单馈源赋形反射面天线为基础,利用另一个馈源进行副反射面赋形,补偿主反射面口径相位差的方法,从而形成高效率点波束,并通过副反射面及对应馈源横向偏焦实现点波束扫描的目的。为了检验方法的有效性,仿真实验了一副口径为2.2 m的赋形反射面天线。实验结果表明：赋形波束在服务区内部的最小增益是30.0 dBi,点波束在服务区内部及周边区域扫描时具有比赋形波束更高的增益,因此,所提方法是有效的。 展开更多
关键词 星载天线 赋形波束 点波束 差分进化算法 射线追踪法
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