近年來，太赫茲科學(xué)與技術(shù)的不斷發(fā)展促使太赫茲雷達(dá)在諸多領(lǐng)域產(chǎn)生廣泛應(yīng)用。作為共性基礎(chǔ)問題，螺絲陣列結(jié)構(gòu)特性分析是太赫茲雷達(dá)系統(tǒng)論證、設(shè)計以及實際應(yīng)用的基礎(chǔ)，也是催生新的雷達(dá)系統(tǒng)形態(tài)的前提。掌握太赫茲頻段螺絲陣列結(jié)構(gòu)特性分析已成為該研究領(lǐng)域一項迫切而重要的任務(wù)。但是，由于太赫茲頻段恰好處于由宏觀電子學(xué)向微觀光子學(xué)過渡的頻段，目前螺絲陣列結(jié)構(gòu)材料對太赫茲波的響應(yīng)機(jī)理尚且不明，同時有效的特性分析計算方法與實驗測量手段缺乏，這些問題的存在給太赫茲頻段螺絲陣列結(jié)構(gòu)特性分析理解與太赫茲雷達(dá)技術(shù)的實際應(yīng)用帶來了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。結(jié)合微波頻段和光學(xué)頻段螺絲陣列結(jié)構(gòu)特性分析技術(shù)研究手段與方法，可為太赫茲頻段螺絲陣列結(jié)構(gòu)特性分析研究提供一定的思路和啟發(fā)。

本文首先在 CST(COMPUTER SIMULATION TECHNOLOGY)微波工作室軟件平臺進(jìn)行CAD 建模，從簡單的單一幾何螺絲陣列結(jié)構(gòu)出發(fā)，再到復(fù)雜的陣列幾何結(jié)構(gòu)，分別建立了典型理想導(dǎo)電體 PEC(PERFECT ELECTRICAL CONDUCTOR)材料下十一種的模型。再利用CST 軟件平臺中的 A（ASYMPTOTC）求解器獲得了螺絲陣列結(jié)構(gòu)在太赫茲頻段關(guān)于頻率、方位角、俯仰角的 RCS(RADAR CROSS SECTION)值。接著編寫程序?qū)?RCS 導(dǎo)入MATLAB生成對應(yīng)的三維矩陣。然后對數(shù)據(jù)進(jìn)行加窗處理，又建立了基于轉(zhuǎn)臺成像方法的CBP(CONVOLUTION BACK PROJECTION)成像算法，（設(shè)定動態(tài)顯示范圍等。）該方法可獲得螺絲陣列結(jié)構(gòu)在二維或者三維多普勒平面的成像結(jié)果,并可用于螺絲陣列結(jié)構(gòu)的散射點診斷與分析。而在后續(xù)工作中，通過實驗得到實物模型的 RCS，通過格式轉(zhuǎn)換程序?qū)⑵鋵?dǎo)入MATLAB 利用算法成像。

1. 陣列螺絲陣列結(jié)構(gòu)目標(biāo)建模與散射回波計算

1.1 圓板結(jié)構(gòu)

螺絲槽深及槽半徑均為 0.2mm。方位角一定，隨著俯仰角變化，溝槽內(nèi)會形成一種明顯的角反射結(jié)構(gòu)，如圖 1，由幾何關(guān)系，可求得臨界俯仰角分別是 58.8°、80°。當(dāng)俯仰角為 80°時，如圖 2(a)所示，鉚釘內(nèi)槽散射減弱。當(dāng)俯仰角從 76°變?yōu)?58.8°，如圖 2(b)(c)所示，陣列鉚釘發(fā)生了部分散射變化，且處在俯仰臨界角的(c)中，窄內(nèi)壁會產(chǎn)生強(qiáng)烈反射，且其強(qiáng)度會弱于(a)情況。當(dāng)俯仰角為 87.6°時，如圖 2(d)所示，內(nèi)壁反射強(qiáng)度更小。

圖 1. 俯仰角臨界角

圖 2. 俯仰臨界角成像對比成像

如圖 3，通過改變俯仰角，從 7.2°改變到 87.6°，由于螺絲陣列結(jié)構(gòu)的幾何形狀，成像也

會逐漸發(fā)生變化。

圖 3. 俯仰角改變陣列螺絲結(jié)構(gòu)