基于光子混频原理的连续太赫兹波系统及信号采集分析

由于连续太赫兹波辐射具有非常窄的频宽,在需要精细光谱分辨力的测量中具有重要应用。文中基于光子混频原理,采用两个独立的半导体激光器作为蝶形光电导天线的辐照光源,搭建了一个室温工作且可调谐的连续太赫兹波系统。重点讨论了太赫兹信号采集软件的设计;并对诊断模式、抽样模式以及连续模式下获得的信号进行了简要分析。     

基于金属阵列等离子体共振增强的太赫兹光电导天线设计

针对传统太赫兹光电导天线输出功率较低的问题,设计了一种基于金属阵列等离子体共振增强的太赫兹光电导天线,以提高太赫兹光电导天线的输出功率。通过对电磁波和半导体的物理场进行了理论分析,并建立了太赫兹光电导天线模型,利用COMSOL多物理场有限元软件进行了仿真实验研究。仿真计算了金属阵列等离子体共振增强结构不同周期宽度与高度下半导体基底对800 nm激光的光吸收量,得到了一种优化的金属阵列等离子体共振增强结构,然后计算该结构的太赫兹光电导天线的光电流,同时仿真计算了传统太赫兹光电导天线的光电流。研究结果表明:设计得到的金属阵列等离子体共振增强太赫兹光电导天线比传统太赫兹光电导天线光电流增强了约20倍,为等离子体共振增强的太赫兹光电导天线提供了依据。     

一种探地雷达蝶形天线及其巴伦的设计

提出了一种用于400MHz探地雷达系统新型蝶形天线及微带巴伦的设计。蝶形天线采用FR4单面印刷电路板制作,尺寸为300mm×150mm×2mm,其辐射臂由两级三角形贴片和一个半圆贴片组合而成。微带巴伦采用双面印刷电路板制作,通过在正反两面腐蚀出宽度线性渐变的金属带,构成双线-微带结构。实验表明:所设计的蝶形天线在310-460MHz频率范围内,回波损耗小于-10dB,其相对带宽分别是传统蝶形天线和相关文献报道的1.86和1.65倍,并具有较好的辐射特性。对于400MHz探地雷达系统,该天线及微带巴伦在性能上已达了要求,是有效可行的设计方案。     

太赫兹技术在安全领域中的应用

太赫兹波（THz）是频率介于毫米波与红外光之间的辐射,近年来,自由电子激光器与超快技术的发展,为THz提供了稳定的发射源,人们对THz波的研究越来越深入,对其在各领域尤其在公共安全方面的应用广泛关注.本文概要介绍了THz波的主要性质和产生原理,并从安全检测,毒品与爆炸物鉴别三方面介绍了THz波在安全方面的应用前景.     

一种改进的UWB平面单极子天线设计

为了改善平面超宽带(Ultra Wideband,UWB)单板子天线的性能,提出了在天线的接地板上引入圆弧形切口和将方形接地板的直角改成圆角的设计方法,经过此方法改进后的天线其表面电流分布发生了改变,天线的阻抗特性得到改善,工作带宽进一步扩展,完全覆盖了美国联邦通信委员会(FCC)规定的超宽带工作频段(3.1～10.6)GHz.采用电磁场仿真软件Ansoft HFSS对天线的性能进行仿真,并绘制天线的方向图,仿真结果表明改进后的天线在较低频率几乎实现了全向辐射的方向性,同时也为验证了此改进方法的可行性及有效性.     

压力对空间光学透镜光学性能的影响

对于采用双层玻璃的光学透镜,在压力的作用下,会引起面形的变化和双折射现象,产生波前畸变,降低成像质量.通过试验和计算机仿真,分析了光学透镜玻璃所受压力和波前差(WFM)之间的关系.对不同厚度下压力引起的波像差进行分析,提出了在保证安全性和可靠性的前提下减小光学元件的厚度以减轻重量的建议.     

双色激光场下太赫兹辐射能量的调控研究

提升太赫兹(THz)脉冲产生能量一直是近些年超快光学的研究热点之一。基于双色激光在空气中拉丝产生THz波的数值模型,在隧穿电离范围内,详细分析了双色激光场产生THz波的最佳参数组合以及其产生变化的物理机理,用于得到最强的THz波辐射能量。双色激光场组合的电场具有不对称性,其引起的快速振荡有利于电子的加速过程,进而产生更大电子数密度以及在沿拉丝距离形成了更强的累积净电流。当电子密度和净电流增加时,使得单点THz辐射更强,拉丝各点辐射的THz波相干叠加,于是在远场得到了更强的THz波能量。这些研究结果为不同激光产生条件下增强THz波辐射能量提供了详尽的参数分析及理论依据,重点研究了不同寻常波长组合及不同相对相位对激光拉丝产生太赫兹波的影响,对后续大幅增强THz辐射效率具有重要意义。     

光电集团华东光电公司太赫兹探测器项目通过国家科技部立项评审

正近日,由中国兵器工业集团北方光电集团有限公司浙江华东光电仪器有限公司牵头申报的国家科技部"十三五"重点研发计划重大科学仪器设备开发专项项目"高灵敏度太赫兹探测器及阵列组件"获得立项通过。太赫兹波泛指频率在100 GHz~10THz波谱频段内的波,具有信     

频率选择表面在天线抗强电磁脉冲中的应用研究

根据天线抗强电磁脉冲毁伤的防护需求,分析了典型强电磁脉冲辐射特性,设计了一种安装于天线前端用于衰减强电磁脉冲的频率选择表面,提高了天线抑制工作频带外强电磁脉冲毁伤的能力,并通过仿真试验验证了频率选择表面对天线抗强电磁脉冲的可行性,为天线的强电磁脉冲防护技术研究提供参考。     

基于基板集成波导喇叭天线的研究

基板集成波导(SIW)因具有加工容易、传播损失小等特点在微波天线领域广受关注,常被作为雷达天线设计的主要方式之一。这种SIW的天线设计采用超低损耗的PCB材料,降低损耗增大天线辐射。以基于基板集成波导的喇叭天线作为解析对象,探讨了几种喇叭天线的开口形状,旨在实现更高的天线增益。对SIW天线进行解析时,针对导体圆柱产生的电磁散乱波采用了基于全域基函数的矩量法(MoM)。通过对整个波导通路的分析,研究了喇叭内部的电磁波分布情况,并基于此探讨了喇叭天线形状对天线增益的影响。结果表明：类抛物线形的喇叭天线比传统的喇叭天线具有更好的天线增益。     

Note: Coherent detection of terahertz radiation employing a continuous wave optical parametric source

The combination of an all-optical terahertz source with a photoconductive antenna to achieve coherent detection is presented. This approach aims to overcome the frequency limits introduced by optoelectronic terahertz sources commonly used. Here the Gaussian-shaped and linearly polarized terahertz waves are generated by a continuous wave optical parametric oscillator with a power of 3 μW at 1.4 THz. The infrared signal light of the optical parametric oscillator can be used to coherently detect the generated terahertz wave with a photoconductive antenna. As a proof-of-principle experiment we determine the thickness profile of a plastic lens using phase shifting interferometry.     

便携式天线驻波测试仪的研制

根据移动通信基站天线日常维护的需要,基于集成幅相检测芯片AD8302和宽带定向耦合器研制出了一种结构简单、造价低廉的便携式天线驻波测试仪。鉴于定向耦合器有限的方向性所导致的反射波取样不纯问题,提出了一种定向耦合器方向性误差校准技术,用于从混合波中提取出纯净的反射波,以便与精确地计算天线的驻波比。实验结果表明,校正方法是正确的和有效的。该测试仪可以满足一般测量精度的要求,适用于基站天线的日常维护等。     

堆叠型太赫兹通信透镜天线设计

为了提高太赫兹通信天线的增益和定向性,提出了"井"字堆叠型透镜天线。该透镜天线工作在太赫兹第一大气传播窗口内,由初级馈源天线和透镜两部分构成。设计了角锥喇叭天线作为透镜天线的初级馈源;根据菲涅耳-基尔霍夫衍射理论和傍轴近似条件设计了"井"字堆叠型透镜用于聚焦太赫兹波,并分析了透镜结构在平面波入射时的聚焦场分布。利用控制变量法分析了透镜天线的全波周期和焦径比等结构参数对其远场辐射性能的影响。对所设计的透镜天线进行了实物加工和测试。实验结果表明:"井"字堆叠型透镜天线的加工和组装工艺简便,具有对称的辐射模式,在320~380GHz的工作频段内的增益高于26.4dB,3dB主瓣宽度低于4.8°,基本满足太赫兹通信系统对天线的高增益和强定向性等要求。     

HFSS天线仿真在电磁兼容预测中的应用

在设计电磁兼容预测软件时,采用天线的数据模型可以更全面地反应天线的辐射特性,这需要已知天线的方向图数据。但实际工作中,很多收发设备不能提供天线实际的方向图数据,而使用典型方向图数据引入的误差太大,为了提高电磁兼容预测的准确度,文章提出采用HFSS软件仿真来获取天线方向图的方法,并通过对常用的双脊波导喇叭天线与对数周期天线进行仿真,证实了仿真出的天线方向图基本与天线的实际特性符合。     

Radiation Characteristics of Rectangular Patch Antennas with an Array of Pins

The patch antennas with an array of pins (pin array patch antennas) with excellent radiation characteristics are investigated for various substrate thicknesses.The radiation in the horizontal plane of a pin array patch antenna is very small campared to that of a conventional patch antenna.And the increase of forward radiation and the decrease of backward radiation of a pin array patch antenna are tained than these conventional one's.Also the half-power beamwidth of E-plane radiation pattern of a pin array patch antenna is narrower compared to that of the conventional so that the directivity is improved.     

200 ns pulse high-voltage supply for terahertz field emission

We present a method of generating 200 ns high-voltage (up to 40 kV) pulses operating at repetition rates of up to 100 kHz, which may be synchronized with laser pulses. These supplies are simple to make and were developed for ultrafast terahertz pulse generation from GaAs photoconductive antennas using a high-repetition-rate regeneratively amplified laser. We also show an improvement in signal-to-noise ratio over a continuous dc bias field and application of the supply to terahertz pulse generation.     

A Microwave Free-Space Method Using Artificial Lens with Anti-reflection Layer

This paper describes a microwave free-space method using flat artificial lens antennas with anti-reflection layer. The lens antenna is made of an artificial material of metal particle. Comparing with our previous study, Anti-reflection (AR) layers are supplemented to the lens in this study to obtain a wave matching on the air-lens interface. The improved lens is in a disk shape of 50 mm diameter and 5.9 mm thickness. The lens is applied in a free-space setup, in which it is set in front of a patch antenna resonating at 15 GHz to get a high gain. The free-space setup is used to measure microwave attenuation and phase shift through a sawdust sample. The experimental results show that the multiple-reflection in the free-space method becomes small, because the reflection on air-lens interface has been reduced. The proposed AR lens antenna is flat and very small in the size. It is possible to construct a very compact and low cost free-space setup using the improved lens.