[發明專利]一種制備太赫茲雙遠心透鏡天線組的方法及透鏡天線組

有效

• 申請號: 202011262125.3
• 申請日: 2020-11-12
• 公開（公告）號: CN112327476B
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發明（設計）人: 劉喆;項道才;沙長濤
• 申請（專利權）人: 中國電子技術標準化研究院
• 主分類號: G02B27/00
• 分類號: G02B27/00;G02B13/22;G02B13/18
• 代理公司: 北京方安思達知識產權代理有限公司 11472
• 代理人: 李彪;劉振

本發明屬于太赫茲波成像天線技術領域，具體地說，涉及一種制備太赫茲雙遠心透鏡天線組的方法，包括：步驟1)獲取太赫茲雙遠心透鏡天線組所需要的外部參數；步驟2)獲取太赫茲雙遠心透鏡天線組的初始內部參數；步驟3)對太赫茲雙遠心透鏡天線組進行優化，獲得優化后的太赫茲雙遠心透鏡天線；步驟4)初步判斷太赫茲雙遠心透鏡天線組的遠心度和像平面光斑半徑；步驟5)利用蒙特卡洛法，對步驟4)得到的太赫茲雙遠心透鏡天線組進行公差調整；步驟6)根據獲得的近場增益曲線圖，獲得像平面的光斑半徑束，并判斷像平面的光斑半徑束是否合格。

技術領域

本發明屬于太赫茲波成像天線的技術領域，具體地說，涉及一種制備太赫茲雙遠心透鏡天線組的方法及透鏡天線組。

背景技術

太赫茲波的穿透性強于紅外線，與毫米波相比具有高分辨率的優點，因此，近來太赫茲波成像引起廣泛關注，并建立了多種太赫茲波成像體制。太赫茲焦平面成像就是研究較多的一種成像體制。太赫茲焦平面成像與可見光成像原理相同，均屬非相干成像。該種成像體制以成像速度快，視場較大為特點。

太赫茲焦平面成像需要對波束進行準光聚焦，其聚焦方式為反射式、折射式、衍射式，以及上述方式的組合。但是，目前的太赫茲準光聚焦系統普遍存在視場較小，離軸波束分辨率差的問題，在大視場狀態下，聚焦波束以大傾斜入射接收陣列天線，極化損耗較大，波束均勻性較差，從而使得離軸波束聚焦半徑遠大于近軸波束。因此，目前太赫茲焦平面成像系統的視場角半角小于15°，這限制了太赫茲焦平面成像系統的成像范圍。

遠心透鏡是近年新出現的一類透鏡，遠心透鏡分為物方遠心、像方遠心和雙遠心透鏡；太赫茲頻段的遠心透鏡天線目前罕見報道，考慮到太赫茲焦平面成像的應用需求，遠心透鏡天線有著廣泛的應用場景。雙遠心透鏡天線在太赫茲頻段有著重要的意義。該雙遠心透鏡天線可以擴展視場，并且發出的波束與入射像平面的波束均為垂直入射。視場一定情況下，這將會拉近物距，從而提高太赫茲成像的分辨率，減小太赫茲焦平面成像系統在空間中的傳輸損耗和接收時的極化損耗。遠心透鏡天線獨有的大景深，變倍率不變的特點可以減小成像過程中的形變，應用于無損檢測等領域有廣泛的應用場景。

目前，制備太赫茲雙遠心透鏡天線組還沒有完整的制備方法。

發明內容

為解決現有技術存在的上述缺陷，本發明提出了一種制備太赫茲雙遠心透鏡天線組的方法，該方法包括：

步驟1)獲取太赫茲雙遠心透鏡天線組所需要的外部參數；所述外部參數包括：視場、物距、像距，物方數值孔徑和雙遠心透鏡天線組的放大倍數；

步驟2)獲取太赫茲雙遠心透鏡天線組的初始內部參數；

步驟3)增加太赫茲雙遠心透鏡天線組的透鏡片數，以像平面上聚焦的光斑半徑為主優化目標，以出射角和放大倍數為次級優化目標，對太赫茲雙遠心透鏡天線組進行優化，獲得優化后的太赫茲雙遠心透鏡天線組；

步驟4)初步判斷步驟3)得到的太赫茲雙遠心透鏡天線組的遠心度和像平面光斑半徑，如果該太赫茲雙遠心透鏡天線組滿足判斷標準，則轉至步驟5)；

如果該太赫茲雙遠心透鏡天線組不滿足判斷標準，則重復步驟2)-4)，直至得到滿足判斷標準的太赫茲雙遠心透鏡天線組，并轉至步驟5)；

步驟5)利用蒙特卡洛法，對步驟4)得到的太赫茲雙遠心透鏡天線組進行公差調整，使聚焦光斑變化率和出射角均達到要求；

步驟6)根據獲得的近場增益曲線圖，獲得像平面的光斑半徑束，并判斷像平面的光斑半徑束是否合格；

如果像平面的光斑半徑束合格，則結束操作；

如果像平面的光斑半徑束不合格，則調整太赫茲雙遠心透鏡天線組的初始內部參數，再轉入步驟3)。

作為上述技術方案的改進之一，所述步驟2)具體包括：