[實(shí)用新型]一種位置觸發(fā)式太赫茲連續(xù)波掃描成像系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201721707186.X
• 申請(qǐng)日: 2017-12-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN207717615U
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-08-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張延波;常天英;張獻(xiàn)生;徐文青;劉陵玉;崔洪亮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東省科學(xué)院自動(dòng)化研究所
• 主分類號(hào): G01N21/3581
• 分類號(hào): G01N21/3581
• 代理公司: 濟(jì)南圣達(dá)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 李圣梅

本實(shí)用新型公開(kāi)了一種位置觸發(fā)式太赫茲連續(xù)波掃描成像系統(tǒng)，包括矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀，所述矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀分別連接至擴(kuò)頻模塊、掃描臺(tái)及上位機(jī)，所述掃描臺(tái)還連接至上位機(jī)；擴(kuò)頻模塊放置在升降臺(tái)上，所述升降臺(tái)用于調(diào)節(jié)擴(kuò)頻模塊距離測(cè)試樣品的水平、垂直位置；掃描臺(tái)上固定有測(cè)試樣品；上位機(jī)通過(guò)配置測(cè)試樣品掃描參數(shù)、發(fā)送掃描指令、控制掃描臺(tái)的運(yùn)動(dòng)；所述上位機(jī)完成矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的參數(shù)設(shè)置、S參數(shù)的讀取及測(cè)試樣品掃描成像顯示。本實(shí)用新型的掃描臺(tái)提供TTL電平脈沖信號(hào)作為矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的外部觸發(fā)控制信號(hào)，改變采樣點(diǎn)S參數(shù)軟件隨機(jī)采集模式，有效保證了采樣點(diǎn)S參數(shù)采集時(shí)序與掃描成像點(diǎn)位置的同步性。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及太赫茲波成像技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種位置觸發(fā)式太赫茲連續(xù)波掃描成像系統(tǒng)。

背景技術(shù)

太赫茲連續(xù)波是指在太赫茲源的整個(gè)發(fā)射周期內(nèi)，都有波形的持續(xù)輸出，雖然太赫茲連續(xù)波成像技術(shù)不能像脈沖成像技術(shù)一樣獲取樣品的頻域和時(shí)域信息，但連續(xù)的太赫茲波源可以提供比脈沖源更高的輻射強(qiáng)度，探測(cè)更深厚度的樣品，具備較快的成像速度，而且其探測(cè)形式比脈沖形式探測(cè)簡(jiǎn)單得多，可以簡(jiǎn)化系統(tǒng)的復(fù)雜程度，成本也相對(duì)較低，更容易推廣應(yīng)用。

使用微波矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀和擴(kuò)頻模塊可以實(shí)現(xiàn)太赫茲波束的發(fā)射、接收，但在S參數(shù)(S11、S21、S12、S22)的測(cè)量過(guò)程中，一般需要手動(dòng)設(shè)置矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀的各種參數(shù)；若要進(jìn)行基于S參數(shù)的太赫茲連續(xù)波成像算法，還需要通過(guò)移動(dòng)存儲(chǔ)設(shè)備將信號(hào)數(shù)據(jù)拷貝到計(jì)算機(jī)上進(jìn)行分析和計(jì)算，操作效率比較較低。同時(shí)，反復(fù)對(duì)矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀進(jìn)行人工操作、數(shù)據(jù)拷貝容易造成儀器的磨損，不利用儀器的保護(hù)。

現(xiàn)有的采用S參數(shù)的太赫茲連續(xù)波掃描成像系統(tǒng)，在測(cè)試樣品采樣點(diǎn)瞬間，計(jì)算機(jī)讀取S參數(shù)通常采用軟件觸發(fā)模式、隨機(jī)讀取，不能有效保證采樣點(diǎn)采集時(shí)序與樣品掃描步進(jìn)時(shí)序的同步性。

總之，現(xiàn)有的采用S參數(shù)的太赫茲連續(xù)波掃描成像系統(tǒng)存在諸多問(wèn)題，無(wú)法滿足現(xiàn)有的需求，亟需一種新型的太赫茲連續(xù)波掃描成像系統(tǒng)。

實(shí)用新型內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型的目的之一是提供了一種位置觸發(fā)式太赫茲連續(xù)波掃描成像系統(tǒng)，它具有減少對(duì)儀器的磨損，系統(tǒng)擴(kuò)展靈活、性能穩(wěn)定，自動(dòng)化程度高的優(yōu)點(diǎn)。

一種位置觸發(fā)式太赫茲連續(xù)波掃描成像系統(tǒng)，包括矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀，所述矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀分別連接至擴(kuò)頻模塊、掃描臺(tái)及上位機(jī)，所述掃描臺(tái)通過(guò)串行總線與上位機(jī)連接；

所述擴(kuò)頻模塊放置在升降臺(tái)上，所述升降臺(tái)用于調(diào)節(jié)擴(kuò)頻模塊距離測(cè)試樣品的水平、垂直位置；

所述掃描臺(tái)上固定有測(cè)試樣品，由掃描臺(tái)驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)測(cè)試樣品二維平面內(nèi)連續(xù)運(yùn)動(dòng)；在測(cè)試樣品掃描過(guò)程中，每掃過(guò)一個(gè)設(shè)定的步距，掃描臺(tái)輸出一個(gè)電平脈沖信號(hào)，該脈沖信號(hào)傳輸?shù)绞噶烤W(wǎng)絡(luò)分析儀的觸發(fā)信號(hào)輸入端口；

進(jìn)一步的，所述矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀提供射頻信號(hào)源和本振信號(hào)源，包含至少兩個(gè)信號(hào)輸出端口、一個(gè)參考信號(hào)接收機(jī)端口、一個(gè)測(cè)量信號(hào)接收機(jī)端口、一個(gè)觸發(fā)信號(hào)輸入端口。

進(jìn)一步的，所述擴(kuò)頻模塊包括射頻信號(hào)輸入端口、本振信號(hào)輸入端口、參考中頻輸出端口、測(cè)量中頻輸出端口、收發(fā)共用喇叭天線。

進(jìn)一步的，所述上位機(jī)通過(guò)LAN口與微波矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀連接。

進(jìn)一步的，所述升降臺(tái)用于調(diào)節(jié)擴(kuò)頻模塊距離測(cè)試樣品的水平、垂直位置，測(cè)試樣品掃描前，將擴(kuò)頻模塊的收發(fā)共用喇叭天線與測(cè)試樣品的水平距離調(diào)節(jié)到不小于5厘米。

進(jìn)一步的，所述擴(kuò)頻模塊將矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀提供的射頻信號(hào)進(jìn)行功放、倍頻處理，倍頻到太赫茲波段，并通過(guò)收發(fā)共用喇叭天線發(fā)射至測(cè)試樣品，收發(fā)共用喇叭天線接收測(cè)試樣品反射回來(lái)的太赫茲波回波信號(hào)；

所述擴(kuò)頻模塊將部分太赫茲源信號(hào)與本振信號(hào)進(jìn)行混頻后獲取中頻信號(hào)作為參考信號(hào)輸出至微波矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀參考中頻接收機(jī)端；