基于阵列非相干探测器的太赫兹孔径编码无相位成像装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种基于阵列非相干探测器的太赫兹孔径编码无相位成像装置及方法。本发明专利技术旨在利用阵列非相干探测器来替代传统太赫兹孔径编码成像雷达中的多个相干探测器，在接收过程中只接收回波信号的强度信息而不接收相位信息，从而简化系统接收链路，降低系统复杂度，减少制造成本，同时使其易于集成化、小型化，阵列非相干探测器采用多通道输出技术来完成回波数据的高速采集，能有效减少编码和采样的次数，实现太赫兹孔径编码的高速成像或实时成像。

Terahertz aperture coding phase free imaging device and method based on array incoherent detector

【技术实现步骤摘要】
基于阵列非相干探测器的太赫兹孔径编码无相位成像装置及方法
本专利技术涉及太赫兹频段高分辨凝视成像
，尤其涉及一种基于阵列非相干探测器的太赫兹孔径编码无相位成像装置及方法。
技术介绍
随着科技的进步与市场需求的增加，太赫兹高分辨凝视成像雷达正得到人们越来越多的重视，其将在国防建设与社会发展中扮演重要的角色。传统的太赫兹高分辨成像雷达主要包括实孔径阵列雷达、合成孔径雷达(SAR)、逆合成孔径雷达(ISAR)和相控阵雷达。其中，合成孔径雷达和逆合成孔径雷达都依赖于雷达与目标的相对运动，通过合成虚拟孔径来实现方位和俯仰向的高分辨成像，但无法实现前视凝视成像。而对于实孔径阵列雷达和相控阵雷达，两者都可以实现凝视成像，但是其分辨率都严重受限于雷达发射天线的阵元数，并且阵元越多，实孔径阵列雷达的孔径越大，相控阵雷达的波束扫描性能越好，两者的成像分辨率也就越高，然而它们的系统复杂度、制造成本和维护难度等也将大幅增加。近年来提出的微波关联成像雷达，其是一种不依赖于目标相对运动的新型雷达成像技术，其通过发射端的天线阵列来构造时间不相关和空间相本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于阵列非相干探测器的太赫兹孔径编码无相位成像装置，其特征在于，包括：/n太赫兹雷达信号源，与控制与处理终端连接，在控制与处理终端的控制下用于产生设定形式的太赫兹发射信号；/n发射天线，用于将太赫兹雷达信号源产生的太赫兹发射信号发射到透射式编码孔径天线；/n编码驱动器，与控制与处理终端连接，控制与处理终端将设定的随机相位编码方案传输至编码驱动器，编码驱动器将设定的随机相位编码方案加载至透射式编码孔径天线；/n透射式编码孔径天线及阵列非相干探测器集成装置，包括透射式编码孔径天线、阵列非相干探测器以及金属集成架，所述金属集成架为框架结构，所述透射式编码孔径天线设置在金属集成架的内框中，所述阵列...

【技术特征摘要】
1.基于阵列非相干探测器的太赫兹孔径编码无相位成像装置，其特征在于，包括：
太赫兹雷达信号源，与控制与处理终端连接，在控制与处理终端的控制下用于产生设定形式的太赫兹发射信号；
发射天线，用于将太赫兹雷达信号源产生的太赫兹发射信号发射到透射式编码孔径天线；
编码驱动器，与控制与处理终端连接，控制与处理终端将设定的随机相位编码方案传输至编码驱动器，编码驱动器将设定的随机相位编码方案加载至透射式编码孔径天线；
透射式编码孔径天线及阵列非相干探测器集成装置，包括透射式编码孔径天线、阵列非相干探测器以及金属集成架，所述金属集成架为框架结构，所述透射式编码孔径天线设置在金属集成架的内框中，所述阵列非相干探测器设置在金属集成架的框架上，其中透射式编码孔径天线用于对入射的太赫兹发射信号进行随机相位调制；阵列非相干探测器用于探测成像区域内目标表面散射回的太赫兹回波信号的强度；
多通道高速采样与输出模块，用于对太赫兹回波信号的强度进行探测后，对阵列非相干探测器各个阵元对应探测的强度信息进行采样并多通道高速传输至控制与处理终端；
同步时钟模块，与控制与处理终端连接，接收控制与处理终端的指令后，用于对太赫兹雷达信号源、编码驱动器和多通道高速采样与输出模块进行同步控制；
控制与处理终端，对采样的太赫兹回波信号的强度信息进行处理，通过计算成像的方法来精确重构出目标，从而完成高分辨凝视成像。


2.根据权利要求1所述的基于阵列非相干探测器的太赫兹孔径编码无相位成像装置，其特征在于，所述太赫兹雷达信号源用于产生太赫兹随机跳频发射信号其中,Str(tn)表示太赫兹雷达信号源在tn时刻产生的太赫兹随机跳频发射信号，A表示太赫兹随机跳频发射信号的幅度大小，j表示虚数单位，fc表示太赫兹随机跳频发射信号的中心频率，是在tn时刻的随机跳频控制码，Δf表示系统允许的最小跳频间隔；
最小跳频间隔Δf由透射式孔径编码天线的相位编码切换时间来确定的，使得太赫兹随机跳频发射信号中的单频子脉冲之间应该存在一定的时间间隔用于透射式孔径编码天线的编码切换，让不同频率的单频子脉冲对应不同的编码模式，同时也能让不同频率和不同编码状态下的太赫兹回波信号之间不发生重叠；
随机跳频控制码用于控制太赫兹随机跳频发射信号在tn时刻的单频子脉冲频率，通过产生随机整数的方式在信号带宽范围内选择tn时刻的随机频点作为单频子脉冲频率；随机跳频控制码必须选择随机且不重复的整数，并且要保证太赫兹随机跳频发射信号中的单频子脉冲能随机且不重复的跳完带宽内等间距的所有频点。


3.根据权利要求1所述的基于阵列非相干探测器的太赫兹孔径编码无相位成像装置，其特征在于，同步时钟模块使太赫兹雷达信号源在切换下一个频点的太赫兹发射信号时，编码驱动器能同步加载设定的随机相位编码方案至透射式编码孔径天线，而多通道高速采样与输出模块也能同步开始下一频点的太赫兹回波信号强度的采样与传输工作。


4.根据权利要求1所述的基于阵列非相干探测器的太赫兹孔径编码无相位成像装置，其特征在于，金属集成框架由上金属边框条、下金属边框条、左金属边框条、右金属边框条收尾相接而成；阵列非相干探测器包括多个非相干探测器阵元，在上金属边框条、下金属边框条、左金属边框条或/和右金属边框条上呈阵列分布有多个非相干探测器阵元。


5.根据权利要求4所述的基于阵列非相干探测器的太赫兹孔径编码无相位成像装置，其特征在于，金属集成框架的内框尺寸由透射式编码孔径天线的尺寸大小决定，透射式编码孔径天线的尺寸大小为lc×lc，透射式编码孔径天线包含的编码天线阵元数为M，金属集成框架的内框尺寸大小设为lc×lc。


6.根据权利要求4所述的基于阵列非相干探测器的太赫兹孔径编码无相位成像装置，其特征在于，相邻非相干探测器阵元间的间距应该大于1个太赫兹回波信号波长。


7.根据权利要求1所述的基于阵列非相干探测器的太赫兹孔径编码无相位成像装置，其特征在于，发射天线与透射式编码孔径天线正对设置，且发射天线的中心与透射式编码孔径天线的中心处在同一轴线上。


8.根据权利要求1所述的基于阵列非相干探测器的太赫兹孔径编码无相位成像装置，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭龙，罗成高，王宏强，邓彬，
申请(专利权)人：中国人民解放军国防科技大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43