[發明專利]一種基于陣列探測的太赫茲頻段接收端孔徑編碼成像雷達裝置

在審

• 申請號: 201711120845.4
• 申請日: 2017-11-14
• 公開（公告）號: CN107976675A
• 公開（公告）日: 2018-05-01
• 發明（設計）人: 羅成高;鄧彬;秦玉亮;陳碩;王宏強
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90
• 代理公司: 長沙國科天河知識產權代理有限公司43225
• 代理人: 邱軼

一種基于陣列探測的太赫茲頻段接收端孔徑編碼成像雷達裝置，包括控制與處理終端、太赫茲信號發射器、半透半反鏡、準光透鏡、孔徑編碼天線、陣列探測器以及太赫茲信號接收器。采用準光透鏡對太赫茲發射信號進行聚束和對目標后向散射回波進行收集，并使用半透半反鏡實現發射信號與回波信號的隔離。在接收端被半透半反鏡反射的回波信號由孔徑編碼天線進行單次編碼調制產生隨機起伏分布的輻射場，再用陣列探測器對隨機輻射場進行單次空間采樣，采樣信號經太赫茲信號接收組件接收后傳輸至控制與處理終端進行成像處理，最終實現高分辨成像。相比于現有技術，本發明可有效增加裝置作用距離并提高成像速度，并大大降低器件與裝置的實現難度與成本。

技術領域

本發明涉及一種成像雷達裝置，尤其涉及一種基于陣列探測的太赫茲頻段接收端孔徑編碼成像雷達裝置。

背景技術

目前，常規的太赫茲孔徑編碼成像系統主要采用發射端孔徑編碼方式和接收端單點探測方式，在發射端采用孔徑編碼天線對太赫茲發射信號進行多次編碼調制產生時空二維隨機起伏分布的輻射場，在接收端采用點探測器對目標后向散射回波進行時序多次采樣接收，建立成像數學模型，再通過計算求解實現對目標的高分辨成像。

相關研究包括，2016年，東南大學研究人員提出的一種基于透射式2Bit可編程超表面的適用于微波頻段的單傳感器、單頻成像技術，該技術利用計算機驅動可編程超表面產生“0”和“1”的隨機編碼，在發射端對入射波束進行多次隨機調制，采用點探測器時序多次探測目標的后向散射回波。2016年，國防科技大學研究人員提出了一種太赫茲頻段孔徑編碼高分辨近距凝視成像裝置(專利公開號CN 105403889 A)，該裝置在發射端采用電控次反射面同時加載孔徑編碼隨機移相因子和透鏡相位調制因子，對入射太赫茲波進行孔徑編碼和指向控制，實現對目標的非機械掃描，接收端采用點探測器對目標后向散射回波進行時序多次采樣接收。上述成像體制會導致太赫茲發射信號輻射場能量的彌散，縮短裝置的有效作用距離，且需要采樣時間積累，難以實現對高速運動目標的快拍成像。

發明內容

現有的太赫茲孔徑編碼成像裝置通常采用發射端孔徑編碼方式多次改變輻射場的傳播特性形成時空二維隨機起伏的輻射場，這會導致太赫茲輻射場能量的彌散，縮短裝置的有效作用距離，且需要孔徑編碼天線具有編碼模式實時快速切換的能力，會加大器件實現難度與成本。而在接收端則采用點探測器對目標后向散射回波進行時序多次采樣接收，需要采樣時間積累，對高速運動目標難以實現快拍成像。針對現有技術存在的上述缺陷，本發明目的在于提供一種基于陣列探測的太赫茲頻段接收端孔徑編碼成像雷達裝置，其通過采用準光透鏡對太赫茲發射信號進行聚束和對目標后向散射回波進行收集，并采用接收端編碼方式代替常規的發射端編碼方式，可有效增加裝置的作用距離。同時，孔徑編碼天線只需實現單次編碼，無需具備實時快速切換能力，可大大降低器件實現難度與成本。此外，在接收端采用陣列探測器代替常規點探測器，可實現空間采樣取代時間采樣，無需采樣時間積累，可有效提高裝置的成像速率，對高速運動目標實現單次快排成像。

為實現本發明之目的，采用以下技術方案予以實現：

一種基于陣列探測的太赫茲頻段接收端孔徑編碼成像雷達裝置，包括控制與處理終端、太赫茲信號發射器、半透半反鏡、準光透鏡、目標、孔徑編碼天線、陣列探測器以及太赫茲信號接收器。