《表1 1.2 m天线的结构参数》

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《斜轴式太赫兹天线的卡焦近场全息测量研究》

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在卡焦光学系统中，由于馈源、副面和主镜之间的距离都相对较近，且副面对卡焦点的张角与主面对主焦点的张角都较大，因而不能够采用夫琅禾费（Fraunhofer）或是菲涅尔（Fresnel）近似来计算衍射效应.计算副面衍射对口面场分布的影响，需要对由馈源照明在副面上产生的感应电流作积分来实现，本文采用基于基尔霍夫衍射（Kirchhoff diffraction）的扩展物理光学算法（EPOR）[13]仿真计算了1.2 m天线卡焦全息中的副面衍射效应，天线光学系统布局如图4所示，图中F1和F2分别为主焦点和卡焦点，系统结构参数如表1所示.在衍射仿真中，天线主副面均为理想面形，不存在面形误差，也不存在偏移误差，仅考虑副面衍射对口面场分布的影响.在92 GHz频率，考虑副面衍射（with diff）的口面场的幅度和相位分布结果如图5所示，图中口面照明的边缘锥削为-8.1 d B，分辨率为3 mm.理想情况下，不考虑副面衍射（no diff）的天线口面场的幅度为高斯分布，相位为常数，如图5中左下和右下中的粉色虚线所示.当副面和馈源与主面轴线完全准直时，口面场2维分布是旋转对称的，从图中可以清晰地看到，在W频段副面衍射效应对抛物面口面场的幅度和相位分布有较大影响，从口面中心到边缘，副面衍射造成的相位起伏幅度逐渐增大，变化的频率逐渐降低.实际全息测量得到的口面分辨率不会这么高，也不需要这么高，如图6所示，当分辨率从3 mm降为30 mm时，衍射效应导致的口面场的幅度和相位分布从图中的蓝色曲线变为红色曲线.此时，仅能在口面边缘位置看到明显的衍射环，口面中心部分高低起伏的波纹被平均了，因而中间部分看不到明显的衍射波纹.在图6的相位分布图中右纵轴显示了与相位变化相对应的天线面形误差，0.1 rad （92 GHz）的相位变化对应约30μm的面形误差.值得注意的是，低分辨率时的衍射图像，并非是高分辨率衍射图象对应点的采样，而是其在对应点临近范围内（低分辨率网格尺度内）的平均值.