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准光技术是涉及微波与光波两个领域的理论技术,是个充满挑战性的领域,现今准光系统已经在太空探测、射电天文、气象卫星以及星际对等方面都有广泛的应用,本课题主要研究的是三维算法在准光网络系统中的应用与设计验证。本文基于衍射高斯波束分析方法完成了三维结构准光系统数值算法的研究和实现,首先介绍了高斯波束传播、高斯波束转换以及模式匹配,这是准光系统理论的基础。对于准光学系统来说,有几何光学、物理光学、几何绕射等多种分析方法,但是电大尺寸的镜面需要综合分析反射电磁分量和衍射电磁分量,从系统性能的精确性与计算的快速有效性考虑,本文重点介绍了一种衍射高斯波束算法——DGBA。本文的主要创新之处在于采用全平面展开法,在整个分解平面上进行高斯波束展开,从而实现三维DGBA算法。第三章主要介绍了DGBA的三个关键技术,高斯波束展开、高斯波束反射和高斯波束衍射,衍射是本文的重点内容,由特殊的正入射前向衍射场建模分析,再到一般的斜入射衍射场,同时通过与商用软件GRASP仿真对比来验证该算法。本文还介绍了两款准光系统仿真软件SiMatrix和GRASP,前者是由北京邮电大学电磁场国际开放实验室开发的基于DGBA算法的软件,后者是综合几种电磁场数值计算方法(物理光学、、物理绕射理论、几何光学、几何绕射理论)于一体的通用反射面天线仿真软件。本文将反射算法和衍射算法集成,并应用到单个镜面、多个镜面以及三维结构的准光网络系统中,同时与GRASP软件的结果进行对比来验证三维DGBA算法的准确性。本文为了验证该三维算法理论的有效性,本文设计了一套三维准光网络系统,根据分析结果验证系统的设计指标,根据优化的系统参数,对准光系统进行加工测试。