[發(fā)明專利]一種太赫茲頻段孔徑編碼高分辨近距凝視成像裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610011826.7
• 申請(qǐng)日: 2016-01-08
• 公開（公告）號(hào): CN105403889B
• 公開（公告）日: 2017-10-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 秦玉亮;羅成高;鄧彬;王宏強(qiáng);李彥鵬;曹凱程
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01S13/90
• 分類號(hào): G01S13/90
• 代理公司: 北京中濟(jì)緯天專利代理有限公司11429
• 代理人: 胡偉華

1.一種太赫茲頻段孔徑編碼高分辨近距凝視成像裝置，其特征在于，包括太赫茲發(fā)射模塊、發(fā)射天線、電控次反射面、接收天線、太赫茲接收模塊以及系統(tǒng)控制主機(jī)，太赫茲發(fā)射模塊與發(fā)射天線連接，太赫茲發(fā)射模塊負(fù)責(zé)產(chǎn)生太赫茲信號(hào)，太赫茲信號(hào)經(jīng)發(fā)射天線輻射至電控次反射面，所述電控次反射面與系統(tǒng)控制主機(jī)連接，電控次反射面在系統(tǒng)控制主機(jī)的控制下同時(shí)加載孔徑編碼隨機(jī)移相因子和透鏡相位調(diào)制因子，對(duì)發(fā)射天線輻射的太赫茲波束進(jìn)行孔徑編碼與相位調(diào)制，并進(jìn)一步將太赫茲波束反射至目標(biāo)空間對(duì)目標(biāo)進(jìn)行波束掃描，接收天線對(duì)目標(biāo)表面的散射回波信號(hào)進(jìn)行采集并傳輸至太赫茲接收模塊，在太赫茲接收模塊經(jīng)低噪聲放大、混頻和正交解調(diào)處理后返回至系統(tǒng)控制主機(jī)，結(jié)合目標(biāo)稀疏特性以及壓縮感知數(shù)據(jù)處理技術(shù)進(jìn)行成像處理，最終得到目標(biāo)的圖像。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的太赫茲頻段孔徑編碼高分辨近距凝視成像裝置，其特征在于，電控次反射面豎直方向上的高度為l，豎直方向上包含N個(gè)陣元，電控次反射面與發(fā)射天線的水平間距為a，發(fā)射天線與目標(biāo)的水平間距為b，電控次反射面下端點(diǎn)與發(fā)射天線的豎直間距為g，l與N的比值代表單個(gè)陣元的節(jié)距，a與b的取值的和在20.00m以內(nèi)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太赫茲頻段孔徑編碼高分辨近距凝視成像裝置，其特征在于，系統(tǒng)控制主機(jī)根據(jù)下式中的孔徑編碼隨機(jī)移相因子生成對(duì)應(yīng)相位分布圖，輸入至電控次反射面上完成相位加載；

P_C＝random(p_l,p_h,m)，(1)

其中，p_l和p_h分別代表隨機(jī)移相區(qū)間的上限和下限，random表示對(duì)電控次反射面豎直方向上的第m個(gè)陣元施加位于移相區(qū)間內(nèi)的均勻分布隨機(jī)相位，m＝1,2…N。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太赫茲頻段孔徑編碼高分辨近距凝視成像裝置，其特征在于，系統(tǒng)控制主機(jī)根據(jù)下式中的透鏡相位調(diào)制因子生成對(duì)應(yīng)相位分布圖，輸入至電控次反射面上完成相位加載；

PL=e-ik2f(ym-y0)2,---(2)]]>

其中，f為透鏡的焦距，k＝2πf_c/c，f_c為太赫茲波的中心頻率，c為光速，y_m為電控次反射面豎直方向上第m個(gè)陣元中心點(diǎn)的縱坐標(biāo)，m＝1,2…N，y₀為電控次反射面上透鏡相位調(diào)制因子的相位中心位置處的縱坐標(biāo)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的太赫茲頻段孔徑編碼高分辨近距凝視成像裝置，其特征在于，加載了透鏡相位調(diào)制因子的電控次反射面具有數(shù)字透鏡的作用，入射太赫茲波束被反射并聚焦于聚焦面上，其中，聚焦面是指目標(biāo)空間中與發(fā)射天線關(guān)于數(shù)字透鏡共軛的平面，聚焦面與目標(biāo)的水平間距d由下式確定：

d=afa-f-a-b---(3).]]>

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的太赫茲頻段孔徑編碼高分辨近距凝視成像裝置，其特征在于，透鏡相位調(diào)制因子的相位中心位置y₀從電控次反射面的下端點(diǎn)移至上端點(diǎn)的過程中，反射太赫茲波束可對(duì)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)依次逐塊掃描；目標(biāo)下端點(diǎn)與電控次反射面下端點(diǎn)的距離e，反射太赫茲波束在目標(biāo)表面形成的光斑尺寸為s，成像裝置最大可探測(cè)目標(biāo)高度為h，e、s和h應(yīng)滿足式(4)、(5)和(6)：

e=g(a+b)a,---(4)]]>

s=dla+b+d,---(5)]]>

h=l(g+e)g---(6).]]> 2