[發明專利]一種太赫茲頻段孔徑編碼高分辨近距凝視成像裝置

有效

• 申請號: 201610011826.7
• 申請日: 2016-01-08
• 公開（公告）號: CN105403889B
• 公開（公告）日: 2017-10-31
• 發明（設計）人: 秦玉亮;羅成高;鄧彬;王宏強;李彥鵬;曹凱程
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科學技術大學
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90
• 代理公司: 北京中濟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，包括太赫茲發射模塊、發射天線、電控次反射面、接收天線、太赫茲接收模塊以及系統控制主機，太赫茲發射模塊與發射天線連接，太赫茲發射模塊負責產生太赫茲信號，太赫茲信號經發射天線輻射至電控次反射面，所述電控次反射面與系統控制主機連接，電控次反射面在系統控制主機的控制下同時加載孔徑編碼隨機移相因子和透鏡相位調制因子，對發射天線輻射的太赫茲波束進行孔徑編碼與相位調制，并進一步將太赫茲波束反射至目標空間對目標進行波束掃描，接收天線對目標表面的散射回波信號進行采集并傳輸至太赫茲接收模塊，在太赫茲接收模塊經低噪聲放大、混頻和正交解調處理后返回至系統控制主機，結合目標稀疏特性以及壓縮感知數據處理技術進行成像處理，最終得到目標的圖像。

2.根據權利要求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個陣元，電控次反射面與發射天線的水平間距為a，發射天線與目標的水平間距為b，電控次反射面下端點與發射天線的豎直間距為g，l與N的比值代表單個陣元的節距，a與b的取值的和在20.00m以內。

3.根據權利要求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，系統控制主機根據下式中的孔徑編碼隨機移相因子生成對應相位分布圖，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分別代表隨機移相區間的上限和下限，random表示對電控次反射面豎直方向上的第m個陣元施加位于移相區間內的均勻分布隨機相位，m＝1,2…N。

4.根據權利要求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，系統控制主機根據下式中的透鏡相位調制因子生成對應相位分布圖，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個陣元中心點的縱坐標，m＝1,2…N，y₀為電控次反射面上透鏡相位調制因子的相位中心位置處的縱坐標。

5.根據權利要求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，加載了透鏡相位調制因子的電控次反射面具有數字透鏡的作用，入射太赫茲波束被反射并聚焦于聚焦面上，其中，聚焦面是指目標空間中與發射天線關于數字透鏡共軛的平面，聚焦面與目標的水平間距d由下式確定：

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

6.根據權利要求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，透鏡相位調制因子的相位中心位置y₀從電控次反射面的下端點移至上端點的過程中，反射太赫茲波束可對目標實現依次逐塊掃描；目標下端點與電控次反射面下端點的距離e，反射太赫茲波束在目標表面形成的光斑尺寸為s，成像裝置最大可探測目標高度為h，e、s和h應滿足式(4)、(5)和(6)：

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

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

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