[發明專利]太赫茲波快速成像掃描裝置

無效

• 申請號: 201010150731.6
• 申請日: 2010-04-16
• 公開（公告）號: CN101832912A
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發明（設計）人: 張存林;鄧朝;趙躍進;朱維文;張雅琳
• 申請（專利權）人: 首都師范大學;北京理工大學
• 主分類號: G01N21/17
• 分類號: G01N21/17;G02B26/10
• 代理公司: 北京科龍寰宇知識產權代理有限責任公司 11139
• 代理人: 孫皓晨;賀華廉

技術領域

本發明涉及太赫茲波成像的掃描裝置，具體地說本發明涉及一種利用快速掃描裝置對太赫茲波進行大視場、快速掃描的成像裝置。

背景技術

現有的幾種太赫茲波的掃描方式有：1、機械掃描成像：它是利用機械運動來獲取大視域場景的目標特性，但是機械掃描成像在獲取信號的過程中需花費一定時間，很難實現實時成像。2、合成孔徑成像：主要是用N個真實孔徑的小天線按一定規律排列，通過對接收到的信號進行處理以得到相當于一個合成的大孔徑天線的效果，但是該成像體制過于復雜和昂貴，且干涉陣列所需的空間很大。3、焦平面成像：是將多個接收單元排列在聚焦天線的焦平面上，利用各饋源的偏焦不同，從而產生多個不同指向的波束覆蓋視域，但是現階段太赫茲波段的接收單元制作困難，并且價格極其昂貴。4、利用振鏡進行二維掃描成像，要想得到高分辨率的圖像，振鏡需要做的非常大并且需要很高頻率擺動，這個實現起來非常困難。并且振鏡很難在1-2米這樣的一個距離內快速掃描一個人這么大的區域。

近10多年來，太赫茲波無源成像技術由于其所具有的一系列優點而日益受到人們關注。太赫茲波的方向性好、抗干擾能力強、能夠很好地穿透等離子體等；太赫茲波成像與目前其它光電成像技術相比，太赫茲波受氣候條件的影響較小，太赫茲波成像技術能將復雜背景與金屬物體區分開。因此，被動式太赫茲波探測技術在惡劣天氣下比目前的光電探測成像技術更具有優勢，它具有全天候工作的能力。

無源成像不向外輻射電磁波，有極強的隱蔽性和安全性。太赫茲波的波段介于微波與紅外之間，與微波相比，波長較短，分辨率更高，與紅外相比，波長較長，穿透性更好，它具備了紅外與微波的共同優點，又避免了微波與紅外的某些缺陷。故太赫茲波可廣泛應用于軍事偵查、制導、反隱身、探測以及民用交通、安全、醫學、遙感等眾多領域。太赫茲波成像技術是最近10多年科學界研究的熱門。

但是由于太赫茲波探測器件的價格目前還非常昂貴，而且其制造的一致性和穩定性還比較差，因此目前太赫茲波的探測器件還不能達到像CCD或紅外焦平面陣列那樣方便的形成二維圖像，因此采用較少的太赫茲波探測器件用光學機械掃描的形式是最現實的太赫茲波快速成像的實施技術。

發明內容

本發明提供一種太赫茲波快速成像掃描裝置，以解決上述背景技術中存在的技術問題，即太赫茲波探測器件的價格非常昂貴，而且其制造的一致性和穩定性差，阻礙太赫茲波快速成像技術的發展。

為解決上述技術問題，本發明提供一種太赫茲波快速成像掃描裝置，用于掃描待掃描物，包括幀掃鏡組，位于待掃描物后，用以縱向掃描待掃描物；行掃鏡組，設于幀掃鏡組后的光路上，用以橫向掃描待掃描物；凹面鏡，位于行掃鏡組后的光路上，以會聚太赫茲波；太赫茲波探測器，位于凹面鏡后的光路上，接收掃描信號。

其中，所述幀掃鏡組為一個可旋轉的俯仰平面鏡，所述俯仰平面鏡與水平面成一定角度設置，所述俯仰平面鏡的旋轉軸平行于水平面。

其中，所述行掃鏡組包括可旋轉的第一對轉平面鏡和第二對轉平面鏡，所述第一對轉平面鏡位于所述俯仰平面鏡下方，所述第一對轉平面鏡和第二對轉平面鏡相對設置，且均與水平面成一定角度，使得從所述第一對轉平面鏡反射出的太赫茲波能夠到達第二對轉平面鏡，并經所述第二對轉平面鏡反射到所述凹面鏡上；

所述第一對轉平面鏡和第二對轉平面鏡的旋轉軸位于所述第一對轉平面鏡和第二對轉平面鏡的法線所在的平面內，且所述第一對轉平面鏡和第二對轉平面鏡的旋轉軸分別位于各自法線的不同側，與各自法線成角度θ₁和θ₂，所述第一對轉平面鏡和第二對轉平面鏡繞各自旋轉軸的旋轉方向相反且轉速相同。

其中，所述角度θ₁和θ₂滿足關系式L₁×tg2θ₁＝L₂×tg2θ₂，其中所述第一對轉平面鏡到待掃描物的距離是L₁，所述第二對轉平面鏡到待掃描物的距離是L₂。

其中，所述幀掃鏡組沿光路方向包括依次設置的第一平面鏡、第二平面鏡和第三平面鏡，所述第一平面鏡和所述第二平面鏡與水平面均成一定角度設置，所述第二平面鏡位于所述第一平面鏡下方，將從所述第一平面鏡的光線反射到所述第三平面鏡，所述第三平面鏡與水平面垂直設置，將所述第二平面鏡的光線反射到所述行掃鏡組，所述第一平面鏡可旋轉，其旋轉軸平行于水平面。