外差式全相参太赫兹三维高分辨率成像的系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种外差式全相参太赫兹三维高分辨率成像系统，系统包括收发共用透镜天线、太赫兹线性调频波发射模块、太赫兹线性调频波接收模块、X‑Y二维扫描平台、信号全相参模块、数据采集和处理模块、图像处理模块和图像显示单元。本实用新型专利技术具有频率在太赫兹频段，整体系统外差全相参设计，采用单天线，系统结构简单、体积小，平面、深度成像分辨率高、均是毫米量级，系统频率、功率稳定性好等优势。

A system of heterodyne all phase coherent terahertz high resolution imaging

The utility model discloses a heterodyne coherent terahertz three-dimensional high resolution imaging system includes a transceiver system, lens antenna, terahertz wave linear FM transmitter module, receiver module, linear frequency modulated terahertz X Y two-dimensional scanning platform, signal coherent module, data acquisition and processing module, image processing module and image display unit. The utility model has the frequency in terahertz frequency band and the whole system heterodyne full coherent design. The single antenna has advantages of simple structure, small volume, high plane and depth resolution, all millimeter order, system frequency and power stability.

【技术实现步骤摘要】
外差式全相参太赫兹三维高分辨率成像的系统
本技术涉及一种外差式全相参太赫兹三维高分辨率成像的系统。
技术介绍
美国喷气推进实验室(JetPropulsionLaboratory)、西北太平洋国家实验室(PacificNorthwestNationalLaboratory)、德国应用科学研究所(FGAN-ResearchInstitute)、中国工程物理研究院、中国科学院电磁辐射与探测技术实验室、首都师范大学物理系的太赫兹波谱和成像实验室均投入研究了太赫兹三维成像系统并取得了很大进展。但他们设计的太赫兹三维成像采用双天线(一个天线发射信号、一个天线接收信号)，除电子器件外，还需要光学元件，比如分光镜等，搭建光路系统，因此，系统结构复杂，成本较高，集成困难，不适合工程实际应用；而且，由于仅仅将点频源和线性扫频源等信号源实现外差式相参，其他有源器件(如功率放大器、倍频器)均未实现相参，从而系统稳定性缺乏足够保障。除此之外，系统的带宽中心频率比较低，深度分辨率较差，且与平面分辨率差距很大，如中国工程物理研究院设计的中心频率为140GHz，带宽为5GHz的三维成像系统，带宽中心比频率比仅为3.本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种外差式全相参太赫兹三维高分辨率成像的系统，其特征是：包括X‑Y二维扫描平台、太赫兹线性调频波发射模块、太赫兹线性调频波接收模块、收发共用透镜天线、信号全相参模块、数据采集和处理模块、图像处理模块和图像显示单元，其中：所述X‑Y二维扫描平台固定被测对象，并沿X轴和Y轴逐点移动被测对象；所述太赫兹线性调频波发射模块产生射频信号发送给被测对象；所述太赫兹线性调频波接收模块探测从被测对象反射回的回波信号，并产生本振信号与回波信号下变频处理得到测试信号；所述收发共用透镜天线向被测对象发射聚焦的射频信号并接收反射回的回波信号；所述信号全相参模块将射频信号与本振信号下变频处理得到参考信号，然后将参考信号...

【技术特征摘要】
1.一种外差式全相参太赫兹三维高分辨率成像的系统，其特征是：包括X-Y二维扫描平台、太赫兹线性调频波发射模块、太赫兹线性调频波接收模块、收发共用透镜天线、信号全相参模块、数据采集和处理模块、图像处理模块和图像显示单元，其中：所述X-Y二维扫描平台固定被测对象，并沿X轴和Y轴逐点移动被测对象；所述太赫兹线性调频波发射模块产生射频信号发送给被测对象；所述太赫兹线性调频波接收模块探测从被测对象反射回的回波信号，并产生本振信号与回波信号下变频处理得到测试信号；所述收发共用透镜天线向被测对象发射聚焦的射频信号并接收反射回的回波信号；所述信号全相参模块将射频信号与本振信号下变频处理得到参考信号，然后将参考信号和测试信号进一步下变频处理得到差频信号；所述数据采集和处理模块在X-Y二维扫描平台于一点停住且稳定后，采集差频信号并存储，然后上传至处理器处理数据；所述图像处理模块根据所有采集并处理的数据构建三维图像，并利用图像处理技术使更清晰；所述图像显示单元显示被测对象清晰可靠的三维成像图。2.如权利要求1所述的一种外差式全相参太赫兹三维高分辨率成像的系统，其特征是：所述太赫兹线性调频波发射模块、太赫兹线性调频波接收模块与数据采集和处理模块均经信号发生器输出的脉冲信号同步硬件外部触发后开始工作。3.如权利要求1所述的一种外差式全相参太赫兹三维高分辨率成像的系统，其特征是：所述太赫兹线性调频波发射模块包括第一信号源、K波段线性扫频源、功分器、第一混频器、第一功率放大器、二倍频器、第一三倍频器、第一定向耦合器和第二定向耦合器，所述第一信号源连接第一混频器的本振端，所述K波段线性扫频源经过功分器连接第一混频器的中频端，第一混频器的射频输出端依次连接有第一功率放大器、二倍频器、第一三倍频器、第一定向耦合器和第二定向耦合器。4.如权利要求3所述的一种外差式全相参太赫兹三维高分辨率成像的系统，其特征是：所述太赫兹线性调频波接收模块包括第二信号源、所述K波段线性扫频源、功分器、第二混频器、第二功率放大器...

【专利技术属性】
技术研发人员：张晓璇，常天英，崔洪亮，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：新型
国别省市：吉林,22