1、ResearchofthePropertiesoftheBesselBeamsinMillimeterWaveBandAThesisSubmittedtoSoutheastUniversityFortheAcademicDegreeofMasterofScienceBYZhangJingLeiSupervisedbyProfDouWenbinStateKeyLaboratoryofMillimeterWaves，SchoolofInfo

2、rmationScienceandEngineeringSoutheastUniversityNanjing，ChinaMar2013摘要毫米波貝塞爾波束特性研究張京雷東南大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院毫米波國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室摘要1987年，美國(guó)Rochester大學(xué)的Dumin給出了波動(dòng)方程的一類(lèi)新穎解一零階貝塞爾函數(shù)形式解，隨后通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了在物理上可近似實(shí)現(xiàn)這類(lèi)波束。當(dāng)理想的貝塞爾波束在無(wú)界的自由空間中傳播時(shí)，與其傳播方向垂直的每個(gè)平面上的強(qiáng)

3、度分布總是保持不變且高度的局域化。由于這類(lèi)波束具有主瓣尺寸小(約為波長(zhǎng)量級(jí))、強(qiáng)度高、焦深長(zhǎng)、方向性好、傳播距離遠(yuǎn)等許多新穎的特性，因此應(yīng)用前景十分廣闊。在毫米波與亞毫米波頻段，貝塞爾波束的產(chǎn)生方法包括軸棱錐法，計(jì)算機(jī)制全息圖法和二元光學(xué)元件法，后兩者雖然可以得到高階貝塞爾波束，但是制作起來(lái)非常困難。本文利用軸棱錐法產(chǎn)生貝塞爾波束，并對(duì)其特性進(jìn)行分析，最終將其用于毫米波成像。論文設(shè)計(jì)了產(chǎn)生貝塞爾波束的光路，完成貝塞爾波束的實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生，并對(duì)

4、產(chǎn)生的貝塞爾波束進(jìn)行散射特性分析，最后對(duì)貝塞爾波束在毫米波成像中的應(yīng)用進(jìn)行了研究。本文的主要工作分為以下幾個(gè)部分：一、在3mm波段設(shè)計(jì)了產(chǎn)生貝塞爾波束的光路，主要包括設(shè)計(jì)用于產(chǎn)生高斯束的介質(zhì)加載喇叭和對(duì)角喇叭，用于高斯束變換的透鏡，以及用于將高斯束變換成貝塞爾波束的軸棱錐。二、利用時(shí)域有限差分法分析了二維情況下貝塞爾波束的散射特性，通過(guò)近—遠(yuǎn)場(chǎng)外推，計(jì)算了貝塞爾波束照射在金屬圓柱和金屬方柱時(shí)的雷達(dá)散射截面。三、完成了產(chǎn)生貝塞爾波束的實(shí)驗(yàn)