準(zhǔn)光學(xué)系統(tǒng)的并行物理光學(xué)仿真研究.pdf

1、目前，國(guó)內(nèi)外毫米波、亞毫米波射電望遠(yuǎn)鏡和科學(xué)儀器的設(shè)計(jì)中均大量采用了準(zhǔn)光學(xué)系統(tǒng)。在毫米波、亞毫米波和太赫茲波段，準(zhǔn)光學(xué)技術(shù)利用電磁波在空間聚束傳播的方式來(lái)傳遞電磁信號(hào)，與其他傳輸線相比，具有損耗小、傳輸功率高、可多波束多極化工作等明顯的優(yōu)點(diǎn)。但是，對(duì)于較大尺寸的反射鏡或多反射鏡和透鏡組成的準(zhǔn)光系統(tǒng)，比較缺乏一種快速有效的仿真分析方法，本文所做的研究工作正是為了解決這一問(wèn)題。
　　一般情況下，準(zhǔn)光系統(tǒng)中主要包括若干反射鏡和透鏡等。傳

2、統(tǒng)的物理光學(xué)算法只能電磁波的處理反射問(wèn)題，本文中采用高頻近似方法的原則，借鑒平面波的折/反射公式，使該算法可以統(tǒng)一處理準(zhǔn)光系統(tǒng)中的折射和反射問(wèn)題。以擴(kuò)展的物理光學(xué)算法為基礎(chǔ)開(kāi)發(fā)了一套方便工程應(yīng)用的仿真軟件，能夠提供饋源，平面反射鏡、橢球面反射鏡、雙曲面反射鏡、拋物面反射鏡以及球面透鏡等基本模型的建模，有良好的近場(chǎng)和遠(yuǎn)場(chǎng)分析和圖像化顯示的功能，具有建模簡(jiǎn)單、仿真速度快、準(zhǔn)確度滿足需求等優(yōu)點(diǎn)。
　　本文首先簡(jiǎn)要介紹了準(zhǔn)光學(xué)、準(zhǔn)光學(xué)技術(shù)

3、和準(zhǔn)光學(xué)系統(tǒng)，詳細(xì)討論了準(zhǔn)光學(xué)系統(tǒng)的特點(diǎn)和組成，介紹了一些典型的準(zhǔn)光學(xué)系統(tǒng)的分析方法，并對(duì)比分析了各自的優(yōu)缺點(diǎn)。本文提出的擴(kuò)展型物理光學(xué)算法可以統(tǒng)一處理準(zhǔn)光學(xué)系統(tǒng)中的折射和反射問(wèn)題，計(jì)算效率高且同時(shí)具有足夠的精確度。
　　根據(jù)擴(kuò)展型物理光學(xué)算法的建模要求，詳細(xì)地描述了對(duì)準(zhǔn)光學(xué)系統(tǒng)中各種光學(xué)曲面建模方法，以及所采用的曲面網(wǎng)格剖分算法。
　　對(duì)于軟件設(shè)計(jì)，本文只對(duì)圖形用戶界面和并行計(jì)算的部分做了相關(guān)說(shuō)明，由于篇幅限制，省略了代碼