毫米波/紅外（MMW/IR）波束合成器是毫米波/紅外雙模制導(dǎo)半實(shí)物仿真系統(tǒng)中的關(guān)鍵器件。介紹了一種波束合成器和對(duì)其進(jìn)行性能研究的實(shí)驗(yàn)裝置。研究結(jié)果表明:工作頻段為34³6GHz的毫米波分別從30°、40°和50°方向入射到波束合成器,在垂直和水平兩種極化態(tài)下,透過率均大于50%,由器件引起的相位移均在3πrad以內(nèi);在紅外輻射入射角為20°⁶0°的范圍內(nèi),當(dāng)波段為3⁵μm時(shí),波束合成器的紅外反射率能達(dá)到90%以上,當(dāng)波段為8¹2μm時(shí),反射率大于80%,水平和豎直方向的分辨率均在41″以內(nèi)。該器件已成功地應(yīng)用到半實(shí)物仿真系統(tǒng)中。 

【文章來源】：光學(xué)技術(shù). 2015,41(06)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

圖４分辨率實(shí)驗(yàn)裝置示意圖向分水平和豎直兩個(gè)方向；采用可見光攝像機(jī)接收

研究這種拼接結(jié)構(gòu)對(duì)紅外輻射反射能力的影響，實(shí)驗(yàn)對(duì)反射面不同區(qū)域的紅外反射率進(jìn)行了測(cè)試，如圖７所示。以四塊反射鏡拼接為例來說明，編號(hào)１、３、７、９為單塊的區(qū)域，編號(hào)２、４、６、８為每?jī)蓧K拼接的區(qū)域，編號(hào)５為四塊反射鏡拼接的最中間區(qū)域，每塊區(qū)域在測(cè)試時(shí)保持所測(cè)面積大小相同。圖７紅外反射率測(cè)試區(qū)域示意圖紅外測(cè)試波段為３～５μｍ和８～１２μｍ。圖８為紅外輻射入射角度為５０°時(shí)，不同測(cè)試區(qū)域的反射率。圖８紅外輻射入射角為５０°時(shí)不同區(qū)域的反射率從圖８可以看出：在３～５μｍ和８～１２μｍ兩紅外波段，波束合成器紅外反射率在各區(qū)域有所差別，在每?jī)蓧K反射鏡的拼接處由于存在一定的縫隙而導(dǎo)致反射率比單塊鏡低０．５％，在四塊鏡最中間處由于連接機(jī)構(gòu)的遮擋，紅外反射率比起單塊鏡降低了１％；此外，３～５μｍ紅外波段的反射率比８～１２μｍ紅外波段高１０％，這與紅外反射膜的設(shè)計(jì)有關(guān)。改變紅外輻射的入射角度，分別測(cè)得不同區(qū)域的紅外反射率。圖９反映了各區(qū)域的平均反射率隨入射角度的變化。由圖９可以看出：紅外反射率隨入射角度增加而緩慢增加，紅外輻射入射角在４０°～５０°之間反射率達(dá)到最大，這與紅外反射膜的設(shè)計(jì)結(jié)果一致。當(dāng)紅外輻射入射角在２０°～６０°范圍內(nèi)變化時(shí)，波束合成器在３～５μｍ波段內(nèi)反射率最大值為９１．７％，最小值為８８．９％，平均值為９０．６％；在８～１２μｍ波段最大值為８１．２％，最小值為８０．１％，平均值為８０．圖９反射率隨入射角度的變化７％。波束合成器在兩波段內(nèi)的

射角度增加而緩慢增加，紅外輻射入射角在４０°～５０°之間反射率達(dá)到最大，這與紅外反射膜的設(shè)計(jì)結(jié)果一致。當(dāng)紅外輻射入射角在２０°～６０°范圍內(nèi)變化時(shí)，波束合成器在３～５μｍ波段內(nèi)反射率最大值為９１．７％，最小值為８８．９％，平均值為９０．６％；在８～１２μｍ波段最大值為８１．２％，最小值為８０．１％，平均值為８０．圖９反射率隨入射角度的變化７％。波束合成器在兩波段內(nèi)的反射率均高于８０％。２．４反射鏡拼接對(duì)成像分辨率的影響如圖１０所示，選一反射鏡為基準(zhǔn)，若其相鄰反射鏡與該反射鏡有一個(gè)微小的傾角Δθ，則當(dāng)同一束平行光入射到兩反射鏡上時(shí)，根據(jù)反射原理，其反射光線之間會(huì)有２×（Δθ）的角度差。當(dāng)這兩反射光線通過光學(xué)系統(tǒng)在其焦平面上成像時(shí)，將產(chǎn)生一個(gè)位置偏差，使像點(diǎn)變大，這就導(dǎo)致系統(tǒng)的成像分辨率降低。圖１０反射面成像示意圖采用如圖４所示的實(shí)驗(yàn)裝置分別測(cè)量了單塊反射鏡區(qū)域以及拼接區(qū)域的分辨率。在單塊反射鏡區(qū)域，當(dāng)分辨率板上水平方向的線條寬度為１．３ｍｍ時(shí)，達(dá)到分辨極限，根據(jù)式（４）計(jì)算可得水平分辨率為３６″，當(dāng)豎直方向的線條寬度為１．２ｍｍ時(shí)，達(dá)到分辨極限，則豎直分辨率為３３″，這說明單塊反射鏡本身有一定的形變；在拼接區(qū)域，當(dāng)分辨率板上水平和豎直方向的線條寬度均為１．５ｍｍ時(shí)，達(dá)到分辨極限，則水平和豎直分辨率均為４１″。可見，不同反射鏡之間的拼接角度誤差對(duì)分辨率有較大的影響。３結(jié)論在鍍紅外反射膜的介質(zhì)基板技術(shù)的基礎(chǔ)上，提出了一種拼接式波束合成裝置，本文介紹了其組成和工作原理，采用不同的實(shí)驗(yàn)裝置分別對(duì)這


本文編號(hào)：3380143