[發明專利]一種太赫茲半主動式彩色焦平面照相機

有效

• 申請號: 201310079131.9
• 申請日: 2013-03-13
• 公開（公告）號: CN104048761B
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發明（設計）人: 呂昕;牟進超;郝海東;盧宏達;郭大路;馬朝輝;朱思衡;劉埇;司黎明;孫鈺;王志明
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G01J5/00
• 分類號: G01J5/00;G03B17/12
• 代理公司: 北京思睿峰知識產權代理有限公司11396
• 代理人: 龔海軍

1.一種太赫茲半主動式彩色焦平面照相機，其特征在于，所述照相機包括天饋模塊、W個太赫茲照射源模塊、太赫茲焦平面多通道相參接收模塊、中頻信號處理模塊、本振參考源；W為預獲取的顏色數量，W為≥1的自然數；

每一個太赫茲照射源模塊發射用于照射在被探測目標上的太赫茲照射信號，每一個太赫茲照射源模塊包括太赫茲照射信號倍頻器、太赫茲天線；本振參考源產生的本振信號通過太赫茲照射信號倍頻器倍頻后，經過太赫茲天線輻射，照射在被探測目標上；

天饋模塊包括反射面天線和天線伺服模塊，天饋模塊中的反射面天線用于接收被探測目標散射的太赫茲射頻信號，反射面天線在天線伺服模塊的控制下掃描被測目標的太赫茲射頻信號；

太赫茲焦平面多通道相參接收模塊位于反射面天線的焦平面上，被探測目標散射的太赫茲射頻信號經天饋模塊中的反射面天線的反射，聚焦于太赫茲焦平面多通道相參接收模塊；太赫茲焦平面多通道相參接收模塊包括太赫茲多波束準光混頻器，太赫茲多波束準光混頻器將收到的太赫茲射頻信號和太赫茲本振信號進行混頻，產生混頻輸出信號，

中頻信號處理模塊對混頻輸出信號依次進行一分W路功率分配、濾波、低噪聲放大、二次混頻處理，輸出中頻信號。

2.如權利要求1所述的太赫茲半主動式彩色焦平面照相機，其特征在于：

太赫茲多波束準光混頻器包括N1×N2個像素，太赫茲多波束準光混頻器將收到的太赫茲射頻信號和太赫茲本振信號進行混頻，產生N1×N2路混頻輸出信號，N1、N2為≥1的自然數，每一路混頻輸出信號對應一個像素，每一路混頻輸出信號稱為每一像素混頻輸出信號；

中頻信號處理模塊包括二次變頻模塊，二次變頻模塊包括N1×N2個中頻信號裝置，每一中頻信號裝置對每一路混頻輸出信號依次進行一分W路功率分配、濾波、低噪聲放大、二次混頻處理，輸出N1×N2×W路中頻信號。

3.如權利要求1或2所述的太赫茲半主動式彩色焦平面照相機，其特征在于：天饋模塊中的反射面天線采用偏焦卡塞格倫天線，偏焦卡塞格倫天線包括主拋物面和次級反射面；被探測目標散射的太赫茲射頻信號經天饋模塊中的主拋物面和次級反射面的反射，聚焦于太赫茲焦平面多通道相參接收模塊；

天線伺服模塊控制次級反射面，通過次級反射面的掃描實現對大視場被探測目標的成像。

4.如權利要求3所述的太赫茲半主動式彩色焦平面照相機，其特征在于：主拋物面的口徑D滿足：

${\mathrm{\θ}}_{3dB}\≈\frac{1.22{\mathrm{\λ}}_0}{D}$

其中，θ_3dB為太赫茲焦平面多通道成像系統的空間分辨率，λ₀為被探測目標輻射出的太赫茲波的波長。

5.如權利要求1所述的太赫茲半主動式彩色焦平面照相機，其特征在于：

太赫茲焦平面多通道相參接收模塊還包括波束分離器、太赫茲本振倍頻器，本振參考源產生的本振信號通過太赫茲本振倍頻器倍頻后產生太赫茲本振信號；波束分離器用于控制太赫茲本振信號的空間傳播方向，透射太赫茲射頻信號并且反射太赫茲本振信號，使太赫茲射頻信號和太赫茲本振信號共同傳遞給太赫茲多波束準光混頻器。

6.如權利要求5所述的太赫茲半主動式彩色焦平面照相機，其特征在于：太赫茲多波束準光混頻器包括高阻介質透鏡和混頻天線芯片；混頻天線芯片包含相同結構的N1×N2個混頻天線，排列成N1行，N2列；高阻介質透鏡采用復眼透鏡，復眼透鏡包括小透鏡陣列和擴展底座，小透鏡陣列位于擴展底座上，小透鏡通過擴展底座與混頻天線實現信號間的傳輸；小透鏡陣列包括N1×N2個小透鏡，小透鏡與混頻天線一一對應，小透鏡的中心與其對應的混頻天線的中心位于同一軸線上，一個像素包括一個混頻天線和一個小透鏡。