太赫兹技术在医学领域的应用与展望

太赫兹(THz)波也被称作T射线,通常是指频率范围在0.1 THz～10 THz之间的电磁波。近几年来,随着太赫兹仪器的改进,太赫兹系统变得更容易使用,极大地促进了对许多潜在应用的研究。太赫兹波具有良好的探测能力和非电离的特点,其在研究生物分子的结构特性和动力学,以及在医学生物组织的成像方面有重要的应用价值。本文主要介绍了太赫兹技术的特点及其在医学领域的应用和发展趋势。     

太赫兹焦平面阵列成像技术综述

太赫兹焦平面阵列成像技术是指以太赫兹波为载波或信息来源,以焦平面阵列为主体架构,兼具全天时全天候、凝视前视、高分辨率、实时视频成像等优点的先进探测感知技术,是太赫兹技术领域重要研究方向。首先回顾了太赫兹探测感知技术的发展历程与现状,重点介绍了几类典型太赫兹探测感知系统。然后,重点聚焦太赫兹焦平面阵列成像技术,分别介绍了太赫兹低频段(1 THz)和太赫兹高频段(1 THz)焦平面阵列国内外现状。最后,对像素级太赫兹探测器的一般性概念和发展趋势进行了总结和展望。     

激励频段对航天器随机振动载荷的影响

在航天器随机振动等效准静态载荷计算中,高频因对随机振动载荷的贡献较小而可以被截去,但目前截止频率的选择还未有完全确定。为确定随机振动环境下的计算频段,文章设计了不同动态特性的组件进行不同截止频率的随机振动试验,并根据试验数据分析研究了不同特性组件在不同振动频段下应变的变化规律。研究结果认为,对于一般组件,随机振动的计算截止频率可取为组件主频率的1.5倍。针对非均匀输入加速度谱的随机振动载荷计算问题,文章提出分频段的分析方法。按3个基本频段计算随机振动载荷,分析得到了不同频段对总随机振动载荷贡献大小和规律,以及截止频率误差的影响因素和影响大小。算例表明,分频段法可以用于不同状态输入加速度谱的随机振动载荷计算。     

欧洲“伽利略”导航卫星系统浅析(下)

四、开路先锋"伽利略"卫星可提供10个右旋圆极化的导航信号和一个搜救信号。国际电联(ITU)规定:导航信号分别在分配的无线电卫星导航系统频段(1164～1215兆赫兹、1260～1300兆赫兹和1559～1591兆赫兹)内发射;搜救信号将在一个紧急服务预留频段(1544～1545兆赫兹)内广播。     

太赫兹目标雷达散射截面测量技术

THz波介于微波和红外之间,其所处的特殊频段使其具有很多优越的特性,具有频带宽、波长短、信息容量大等特点。在军事应用上,太赫兹探测技术具有较强的庭隐身能力和目标识别能力。但是,由于太赫兹频段在大气中衰减比较严重,除几个特定的大气窗口外,以目前的技术要实现在大气层内的太赫兹超宽带雷达系统是不现实的。太赫兹波在外太空的无损传播特性,使得其在空间攻防对抗方面将有着及其巨大的应用前景。作为太赫兹雷达系统研制的总体设计、指标论证的前提,目标的太赫兹散射特性必须进行预先研究。文章主要介绍国外的典型太赫兹波目标Rcs测量系统组成及其技术特点,以及本单位在太赫兹RCS测量研究中所取得的成果和开展的主要工作。     

采用伪速度冲击响应谱评估蜂窝夹层板破坏边界

采用伪速度冲击响应谱(PVSRS)对航天器蜂窝夹层结构进行了冲击破坏边界评估。目前航天领域常用的冲击响应谱(SRS)是绝对加速度谱(AASRS)，相较于绝对加速度谱，伪速度谱能更清楚地显示出结构在低频、中频和高频段不同的冲击响应特征。分析了弹性力和惯性力在低频、中频和高频段对结构安全性的影响，据此在对数四坐标伪速度谱上给出了相应的结构破坏边界。以一典型蜂窝夹层结构为研究对象，通过有限元分析计算得到的结构破坏边界与伪速度谱给出的结构破坏边界符合得较好。在航天器结构冲击安全性研究领域，本文采用的伪速度谱结构冲击破坏边界是对目前常用的加速度谱方法的一个有益补充。     

应用结构应变测量的航天器随机振动载荷频率收敛特性研究

为了简化航天器随机振动载荷的识别,文章对其频率收敛特性进行了研究。方法是测量随机振动时航天器主结构应变功率谱密度值(PSD),计算不同频段的应变均方根值(RMS),然后分析得到适当的截止频率。通过该方法,获得了从低于100kg到1000kg以上多个级别航天器的应变收敛特性。文章最后就某一航天器随机振动载荷识别时如何选择合适的截止频率提出了建议。     

硅基太赫兹频率源关键技术研究进展综述

随着太赫兹技术的发展,由于太赫兹THz(Terahertz)频段具有丰富的频谱资源和相对宽的带宽优势,因此太赫兹频率源表现出广泛的应用前景,如超高速短距无线/有线通信、雷达、医疗、成像和遥感传感器等.本文总结了硅基太赫兹频率源的最新研究成果和存在的问题,概述了近二十年来太赫兹倍频器、太赫兹振荡器、太赫兹天线、太赫兹辐射...     

关于靶场遥测频段问题

本文首先介绍六种频段的划分方法、无线电频段的有关使用标准和使用规定,然后介绍国外靶场遥测频段使用情况和国内靶场遥测频段使用情况。接着,定性分析了无线电传播特性与频率的关系以及信道容量、目标捕获、跟踪性能、天线低仰角工作性能、弹(星)上天线尺寸与频率的关系。在此基础上,对 C、S、P 频段从各个不同角度进行比较,指出它们的长处和短处。在综合对比以后,作者提出我国靶场遥测频段选择的初步意见、即常规武器靶场主要使用 S 频段;卫星遥测除继续使用 C 频段外,应开辟 S 频段;再入遥测宜采用 S 频段,主动段遥测除继续使用 P 频段外,应立即开辟 S 频段。     

对流层散射传播特性及信号谱特性分析

文章介绍了3种对流层散射传播机制,并对不同参数下的对流层散射链路传输损耗进行了计算。结果表明,参数为5GHz频段和100km的典型散射链路,其传输损耗超过200dB。在广义散射截面模型的基础上建立了对流层散射信号传输函数模型,重点研究了对流层散射信号的延迟功率谱特性;从实际散射链路出发,对不同基线距离下的归一化延迟功率谱进行了计算和分析,结果表明,基线距离越远,则波束宽度越宽,相应的归一化延迟功率谱扩展越宽。     

太赫兹空间应用研究与展望

近年来,我国在空间技术领域取得了举世瞩目的成就,多项技术已经达到国际先进甚至领先水平。要保持我国在空间领域的优势地位,必须加强适用于空间技术及应用的新方法、新手段。太赫兹(THz)技术为空间技术的发展提供了新的途径,因此对THz波空间应用技术进行研究非常必要。文章介绍了THz波的性质及特点,综述了THz技术在雷达、通信、遥感及航天工业等方面的应用,并对THz波在空间应用领域进行了展望,希望能够促进THz技术在该领域的研究及应用技术的进步。     

水凝物对THz波辐射的衰减研究

文章基于水凝物粒子尺寸与THz波长的大小关系,分别利用Rayleigh近似、Mie理论以及几何光学方法计算了降雨和云雾引起THz波辐射的散射衰减。比较了不同强度的降雨和不同能见度、含水量的云雾对THz波的散射衰减。结果表明,随着频率的增大,THz波段雨衰减先增大后减小;在整个THz波段,含水量较小或能见度较低的云雾的衰减随频率的增大而单调增加,含水量较大或能见度较大的云雾的衰减随频率先增大后减小;在THz波段云雾衰减随能见度的减小和含水量的增加而增大,温度对THz波段的云雾衰减影响不大,在整个THz波段并不存在明显的规律。在THz波频率高端云雾影响较降雨要严重的多。     

一种X/Ka双频共用同轴馈源设计

针对深空探测通信的需求,提出了一种X/Ka双频共用同轴馈源设计。馈源由X频段圆极化器、X频段十字波导结、Ka频段圆极化喇叭等部件组成。馈源在X频段以同轴波导形式工作,在Ka频段以圆波导形式工作。从X频段波导端口馈入TE10模激励时,在空间形成左旋圆极化波束,从Ka频段波导端口馈入TE10模激励时,在空间形成右旋圆极化波束,从而实现双频双圆极化工作模式。对实际设计的馈源进行了仿真分析,结果表明:该馈源具有较好的阻抗特性和方向图特性,能够满足新一代深空探测双频通信的需求。     

频率选择面空间应用研究

主要论述频率选择面(FSS)的空间应用。在对多种形式的FSS散射特性进行分析计算的基础上,选择了一种圆环FSS阵列,在C/Ku,S/Ka等频段上进行了数值分析和试验验证,获得满意结果。单层FSS的反射带宽在Ka频段达到17％,此带宽内0°～45°入射角实测的TE、TM波反射损耗最大值约为0.3dB;各个入射角或极化情况的中心频率理论计算值与实测偏差一般为1％～2％;试验样品所采用的材料及工艺均考虑了空间应用要求。     

鑫诺六号接替鑫诺三号业务

10月20日凌晨2点～5点,随着鑫诺六号卫星C频段转发器的陆续打开,以及鑫诺三号卫星C频段转发器的陆续关闭,位于东经125度轨道位置上的这两颗通信广播卫星顺利完成了业务倒接。至此,中国卫星通信集团有限公司鑫诺六号广播通信卫星正式接替鑫诺三号卫星工作圆满完成,进入业务运营阶段。     

一种THz SAR的宽幅、高分辨成像方法研究

分析太赫兹合成孔径雷达(THz SAR)在高分辨成像领域的优势,针对THz波段天线波束窄、常规SAR成像方法成像场景窄的缺点,提出一种同时实现宽幅和高分辨的THz SAR成像方法。首先对载频220GHz的THz SAR系统指标进行分析,接着着重研究一种改进的距离-多普勒算法,最后采用该算法对1km×1km的宽幅场景进行Matlab仿真,在机载环境下实现0.1m×0.1m的高分辨率成像,验证了成像方法的可行性。     

面向航空航天应用的太赫兹真空电子学源

太赫兹（THz）科学与技术是近年来国际学术研究的前沿和热点,而THz辐射源则是制约THz科学与技术发展的关键因素之一。基于真空电子学的THz源具有功率大和效率高等优势,特别是扩展互作用器件（EIO／EIA）、返波振荡器（BWO）、行波管（TWT）等都可发展为紧凑型的THz源,适合机载和星载平台应用;而回旋电子器件和自由电子激光等则具有高功率的优势,在陆基或海基平台上具有重要的应用潜力。文章在介绍THz波在航空航天领域相关应用的基础上,着重介绍了各种THz真空电子学源的发展水平。     

太阳闪烁影响下的星际通信链路参数设计

针对太阳闪烁作用于星际通信链路而产生的幅度闪烁、频谱扩展、相位闪烁、时延扩展问题,提出一种适用于星际通信链路的参数设计方法。该方法根据通信链路与太阳的几何关系,计算太阳风中等离子体作用于无线电波的幅度统计特性、时间谱特性,将计算结果作为通信链路的频率选择、传输信号带宽设计、调制方式选择、锁相环路带宽设计的约束条件,并以某空间探测任务为例进行了S、X、Ka三种频段下的信号传输性能仿真分析,结果表明,在太阳闪烁指数m<0.3的情况下,采用Ka频段+8PSK调制相结合的方式,对于太阳闪烁的抵抗能力最强。该方法设计的参数能够降低太阳闪烁对通信链路的影响,可作为工程实际系统设计的参照。     

大气色散对航空双谱段高分辨率斜视成像影响

航空双谱段高分辨率斜视成像载荷作为重要的成像手段,具有焦距长、分辨率高等特点,由于大气层上疏下密的分层特性,光线在大气中斜视传播时,导致光谱展宽并产生色散和畸变,严重影响系统成像分辨率和目标定位精度。文章分析了斜视成像的几何特性;利用MODTRAN软件仿真分析了斜视成像时大气透过特性和光谱散射特性;通过光线追踪法定量分析了大气色散对可见光和中波红外谱段的光线弯曲和光谱色散的影响,并提出了基于多光谱ZnS楔形窗口补偿方法。结果表明,远距离斜视成像可见光近红外0.50～0.95μm透过率高,散射小;中波3.70～4.80μm散射和路径辐射效应较小,光线斜视传播时,光线弯曲角度基本一致;大气色散对可见光谱段影响较大,航高20km斜视120km时,成像分辨率由0.375m退化至4.2m,大气色散对中波红外谱段影响较小;色散补偿后,可见光谱段色散角度下降为原来的1/2,中波红外谱段不受影响,在提升可见光成像品质的同时,保持中波红外谱段色散特性不变。     

一种新型双频双极化微带偶极子天线

文章提出了一种适用于基站天线的新型双频双极化微带偶极子天线单元,采用改进的微带偶极子、附加耦合贴片以及对称平衡馈电的结构形式。用商业软件Ansoft对天线的电特性进行仿真计算,并制作了实验模型,测试结果和仿真结果吻合良好。天线在880MHz~960MHz的GSM(全球移动通信系统)频段和1 710MHz~1 880MHz的DCS(数字蜂窝系统)频段上的反射损耗均大于10dB,且在两个频段上极化互相垂直的两个端口的隔离度均大于31dB。