大功率太赫茲連續波二維成像系統技術方案

本發明專利技術公開了一種大功率太赫茲連續波二維成像系統，包括收發共用天線，二維掃描平臺、太赫茲連續波發射模塊、太赫茲連續波接收模塊、TPX透鏡、數據采集和處理模塊、圖像處理模塊和圖像顯示單元。本發明專利技術具有頻率在太赫茲波段，發射模塊發射功率高，系統結構簡單、體積小，分辨率高等優勢。

【技術實現步驟摘要】
201610322075

【技術保護點】
一種大功率太赫茲連續波二維成像系統，其特征在于：包括有：收發共用天線(11)，用于向被測對象(17)的被測表面發送太赫茲連續波發射信號并接收從被測對象(17)的被測表面返回的回波信號；二維掃描平臺(18)，用于在二維平面上固定并移動被測對象(17)；太赫茲連續波發射模塊(10)，用于生成發送給被測對象(17)的太赫茲連續波發射信號；太赫茲連續波接收模塊(12)，用于接收和處理來自收發共用天線(11)的太赫茲連續波回波信號；TPX透鏡(16)，包括TPX透鏡Ⅰ(25)和TPX透鏡Ⅱ(26)，用于將太赫茲連續波發射模塊(10)發射的太赫茲連續波先經過TPX透鏡Ⅰ(25)變成平行的，再經過TPX透鏡Ⅱ(26)會聚至被測對象(17)的被測表面；或者用于將被測對象(17)的被測表面反射的太赫茲連續波先經過TPX透鏡Ⅱ(26)變成平行的，再經過TPX透鏡Ⅰ(25)會聚至所述收發共用天線(11)；數據采集和處理模塊(13)，用于采集和處理從太赫茲連續波接收模塊輸出的回波信號以生成被測對象(17)的被測表面(23)的二維圖像；圖像處理模塊(14)，用于進一步處理數據采集和處理模塊(13)生成的二維圖像以使圖像更加清晰；圖像顯示單元(15)，用于顯示由圖像處理模塊(14)生成的二維圖像。...

【技術特征摘要】
1.一種大功率太赫茲連續波二維成像系統，其特征在于：包括有：收發共用天線(11)，用于向被測對象(17)的被測表面發送太赫茲連續波發射信號并接收從被測對象(17)的被測表面返回的回波信號；二維掃描平臺(18)，用于在二維平面上固定并移動被測對象(17)；太赫茲連續波發射模塊(10)，用于生成發送給被測對象(17)的太赫茲連續波發射信號；太赫茲連續波接收模塊(12)，用于接收和處理來自收發共用天線(11)的太赫茲連續波回波信號；TPX透鏡(16)，包括TPX透鏡Ⅰ(25)和TPX透鏡Ⅱ(26)，用于將太赫茲連續波發射模塊(10)發射的太赫茲連續波先經過TPX透鏡Ⅰ(25)變成平行的，再經過TPX透鏡Ⅱ(26)會聚至被測對象(17)的被測表面；或者用于將被測對象(17)的被測表面反射的太赫茲連續波先經過TPX透鏡Ⅱ(26)變成平行的，再經過TPX透鏡Ⅰ(25)會聚至所述收發共用天線(11)；數據采集和處理模塊(13)，用于采集和處理從太赫茲連續波接收模塊輸出的回波信號以生成被測對象(17)的被測表面(23)的二維圖像；圖像處理模塊(14)，用于進一步處理數據采集和處理模塊(13)生成的二維圖像以使圖像更加清晰；圖像顯示單元(15)，用于顯示由圖像處理模塊(14)生成的二維圖像。2.根據權利要求1所述的一種大功率太赫茲連續波二維成像系統，其特征在于：所述收發共用天線(11)將來自太赫茲連續波發射模塊(10)的發射信號發射至TPX透鏡Ⅰ(25)，將太赫茲連續波變成平行的；太赫茲波通過TPX透鏡Ⅱ(26)，將太赫茲連續波會聚至帶有裂隙(24)的被測對象(17)
\t的被測表面(23)。3.根據權利要求1所述的一種大功率太赫茲連續波二維成像系統，其特征在于：所述的TPX透鏡Ⅰ(25)與TPX透鏡Ⅱ(26)之間的距離小于TPX透鏡(16)的焦距；所述TPX透鏡Ⅰ(25)與TPX透鏡Ⅱ(26)相對放置。4.根據權利要求1所述的一種大功率太赫茲連續波二維成像系統，其特征在于：所述的太赫茲連續波發射模塊(10)包括第一信號源(301)、第一功率放大器(302)、第一二倍頻器(303)、第二二倍頻器(304)、可調衰減器(305)、隔離器(306)和定向耦合器(307)，太赫茲連續波發射模塊(10)用于生成發送給被測對象的太赫茲連續波發射信號。5.根據權利要求4所述的一種大功率太赫茲連續波二維成像系統，其特征在于：第一信號源(301)是工作頻率為27.5GHz的點頻信號源，可以表示為：其中，A1表示為初始幅值，f1為頻率27.5GHz，t為時間，為第一信號源(301)的初始相位值；第二功率放大器(302)對第一信號源(301)的功率進行放大以達到第一二倍頻器(303)的安全功率輸入范圍，經過第一二倍頻器(303)后信號的頻率達到55GHz，進一步經過第二二倍頻器(304)后信號的頻率達到110GHz；第一二倍頻器(303)和第二二倍頻器(304)都是有源器件，發射信號的大功率主要是由這兩個二倍頻器的轉化效率高決定的；第二二倍頻器(304)將二倍頻后的信號輸出至可調衰減器(305)；可調衰減器(305)將第二二倍頻器(304)的輸出功率通過調節可調衰減器(305)的旋鈕實現不同程度的降低，并將可調衰減器(305)的輸出信號輸出至隔離
\t器(306)；隔離器(306)將定向耦合器(307)的直通端返回的回波信號隔離以防止回波信號輸入至所述可調衰減器(305)，可調衰減器(305)的輸出端連接至隔離器(306)的輸入端，隔離器(306)的輸出端連接至定向耦合器(307)的輸入端；定向耦合器(307)將可調衰減器(305)的直通端連接至定向耦合器(307)的輸入端，將定向耦合器(307)的直通端連接至收發共用天線(11)；最終經收發共用天線(11)發送出去；收發共用天線(11)的發射信號可表示為：將定向耦合器(307)的直通端連接至所述收發共用天線；最終經收發共用天線發送出去；收發共用天線的發射信號可表示為：其中，A1′是發射信號的幅值。6.根據權利要求...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張曉璇，崔洪亮，常天英，賈成艷，樊偉，耿國帥，
申請(專利權)人：吉林大學，
類型：發明
國別省市：吉林;22