The invention is based on coherent and incoherent detection system and detection method of superconducting thermoelectronic detector, including chopper, beam coupler, terahertz local oscillator signal source, superconducting thermoelectronic detector, bias T circuit, low temperature low noise amplifier, DC bias power supply, room temperature intermediate frequency amplifier and lock-in amplifier, spectrum analyzer, including low temperature low noise amplifier and room temperature intermediate frequency amplifier. The IF amplification link is composed of large devices, and the IF amplification link and the superconducting thermal electronic detector are combined to form a receiving system with both coherent and incoherent detection characteristics. This detection system can simultaneously realize fast switching between continuous spectrum and high resolution spectrum detection, obtain more comprehensive target characteristic information in a short time, and improve the detection efficiency of terahertz signal.
【技术实现步骤摘要】
基于超导热电子探测器相干和非相干探测系统和探测方法
本专利技术是涉及太赫兹
,具体的说是基于超导热电子探测器相干和非相干探测系统和探测方法。
技术介绍
类似于其他频段,太赫兹频段被动探测分为相干探测和非相干探测两种模式。在太赫兹相干探测模式中,能够同时探测信号的幅度和相位信息,主要应用于高频率分辨的谱线观测,以及具有高空间分辨率的天线干涉阵列中。太赫兹频段非相干探测模式则只能探测信号的幅度信息,而不能获取其相位信息,主要应用于低频率分辨率的连续谱观测和分光频谱仪的中频率分辨率谱线观测。一般地,实现太赫兹频段相干探测和非相干探测,往往需要由两套独立的被动探测接收机系统来完成。在太赫兹相干探测的接收机系统中,主要包含太赫兹本振信号源,用于太赫兹本振信号源和外部待测信号耦合的波束分离器、太赫兹混频器及其直流偏置电源、低温低噪声放大器、常温中频以及频谱仪等。待测信号与太赫兹本振信号通过太赫兹混频器混频至中频,经过中频电路的信号调理,最后供后端频谱仪进行频谱处理。并从频谱处理数据中提取待测信号的频谱信息。由于相干探测时,太赫兹混频器的灵敏度受量子极限噪声限制,因此在一定程度上限制了微弱信号检测下限。正如前面所述,太赫兹相干探测可以提取信号的幅度和相位信息,可以根据本振信号源频谱特性,高分辨还原待测信号频谱,这是相干检测优点。在太赫兹非相干探测接收机系统中,主要包含用于信号调制的斩波器、太赫兹探测器及其直流偏置电源、用于检波信号读出的锁定放大器。由于太赫兹探测器的直接检波效应,对外部待测信号的辐射下,将引起其偏置电压(或电流)的变化,读取太赫兹探测检波电压或电流 ...
【技术保护点】
1.基于超导热电子探测器相干和非相干探测系统,其特征在于:包括斩波器(1)、波束耦合器(2)、太赫兹本振信号源(3)、超导热电子探测器(5)、bias‑T电路(6)、低温低噪声放大器(7)、直流偏置电源(8)、常温中频放大器(9)和锁定放大器(10)、频谱仪;所述的斩波器(1)与波束耦合器(2)信号输入端连接,所述的太赫兹本振信号源(3)与波束耦合器(2)信号输入端连接,波束耦合器(2)信号输出端与超导热电子探测器(5)信号连接,所述的超导热电子探测器(5)与bias‑T电路(6)连接,所述的直流偏置电源(8)通过bias‑T电路(6)为超导热电子探测器(5)提供偏置电压,所述的bias‑T电路(6)与低温低噪声放大器(7)连接,低温低噪声放大器(7)与常温中频放大器(9)信号连接,常温中频放大器(9)分别与锁定放大器(10)和频谱仪(11)连接,所述的斩波器(1)与锁定放大器(10)信号连接,所述的超导热电子探测器(5)、bias‑T电路(6)、低温低噪声放大器(7)均设置在低温杜瓦(4)内;所述的波束耦合器(2)在太赫兹信号非相干探测时用于信号通道,在太赫兹信号相干探测时用于将被测 ...
【技术特征摘要】
1.基于超导热电子探测器相干和非相干探测系统,其特征在于:包括斩波器(1)、波束耦合器(2)、太赫兹本振信号源(3)、超导热电子探测器(5)、bias-T电路(6)、低温低噪声放大器(7)、直流偏置电源(8)、常温中频放大器(9)和锁定放大器(10)、频谱仪;所述的斩波器(1)与波束耦合器(2)信号输入端连接,所述的太赫兹本振信号源(3)与波束耦合器(2)信号输入端连接,波束耦合器(2)信号输出端与超导热电子探测器(5)信号连接,所述的超导热电子探测器(5)与bias-T电路(6)连接,所述的直流偏置电源(8)通过bias-T电路(6)为超导热电子探测器(5)提供偏置电压,所述的bias-T电路(6)与低温低噪声放大器(7)连接,低温低噪声放大器(7)与常温中频放大器(9)信号连接,常温中频放大器(9)分别与锁定放大器(10)和频谱仪(11)连接,所述的斩波器(1)与锁定放大器(10)信号连接,所述的超导热电子探测器(5)、bias-T电路(6)、低温低噪声放大器(7)均设置在低温杜瓦(4)内;所述的波束耦合器(2)在太赫兹信号非相干探测时用于信号通道,在太赫兹信号相干探测时用于将被测信号和本振信号源信号耦合输出;所述的超导热电子探测器(5)在太赫兹信号非相干探测时用于将检波信号的中频信号输出,在太赫兹信号相干探测时作为混频器用于将被测信号和本振信号源信号混频输出;所述的锁定放大器(10)在太赫兹信号非相干探测时用于实现同步检波信号读出;所述的频谱仪(11)在太赫兹信号相干探测时用于进行太赫兹信号频谱...
【专利技术属性】
技术研发人员:史生才,林镇辉,任远,缪巍,
申请(专利权)人:中国科学院紫金山天文台,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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