[發明專利]用于成像和通信的上轉換系統

在審

• 申請號: 201780052458.3
• 申請日: 2017-07-17
• 公開（公告）號: CN110226106A
• 公開（公告）日: 2019-09-10
• 發明（設計）人: N·柯匹卡;A·阿布拉莫維奇;Y·伊扎克;A·阿哈龍;D·羅茲班
• 申請（專利權）人: 本-古里安大學B.G.內蓋夫技術和應用公司;阿里爾科技創新公司
• 主分類號: G01S17/32
• 分類號: G01S17/32
• 代理公司: 北京紀凱知識產權代理有限公司 11245
• 代理人: 趙志剛;趙蓉民

一種上轉換系統，包括：輝光放電裝置(GDD)，其經配置以檢測信號源輻射，其中信號源輻射是毫米波(MMW)輻射和太赫茲(THz)輻射中的至少一種；以及光電檢測器，其經配置以測量所述GDD由于吸收信號源輻射而發射的可見光的強度變化。該系統可選地包括可操作地耦合到光電檢測器的處理器。處理器經配置以分析由光電檢測器捕獲的圖像，并基于該圖像計算信號源輻射的至少一個參數。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2016年7月17日提交的美國臨時專利申請No.62/363,269的優先權，該專利申請的全部內容以引用方式并入本文。

技術領域

本發明涉及將毫米波和太赫茲波上轉換成可見光的領域。

背景技術

近年來，對毫米波(MMW)和太赫茲(THz)輻射的使用有所增加，特別是在光譜學和成像領域。越來越多的醫學、通信、國土安全、材料科學和空間技術的應用基于毫米波和太赫茲輻射帶。

各種不同類型的檢測器用于不同的行業。輻射熱檢測器和其他熱檢測器可能相當靈敏，但速度慢，因此抑制了對被掃描物體的實時視頻速率成像。半導體檢測器非常靈敏且速度非常快，但也非常昂貴。輝光放電微型霓虹指示燈價格低廉，但不如半導體檢測器靈敏。然而，輝光放電微型霓虹指示燈可能有噪聲，但GDD的內部電子放大彌補了這一點。這些檢測器中的檢測方法通常包括測量由入射毫米波或太赫茲波的電場產生的電流中的變化。

在通信領域，隨著預期互聯網協議流量很快達到每月100艾字節以上，數據流量呈指數級地增長。在線服務的可用性的增長鼓勵移動用戶使用它們，因此，數據流量增長最快的是通過無線信道。這些無線信道包括每個基站之間、基站和終端用戶設備之間、每個終端用戶設備之間等的大量連接鏈路。實現自動駕駛車輛之間的通信需要MMW通信和巨大的數據速率。對于這些鏈路，需要更高的無線傳輸速率。為了實現網絡容量的如此的增加和巨大的無線數據速率，載波頻率逐漸增加到電磁頻譜(30-300GHz)的MMW部分。歷史上，對于無線通信來說，過去使用的載波頻率已經增加以滿足帶寬要求，一直到在MMW頻率處的更寬的光譜帶的最近發展，諸如60GHz和約70GHz至95GHz以及更高的頻率。

相關技術的前述示例和與其相關的限制旨在是說明性的而非排他性的。通過閱讀說明書和研究附圖，相關技術的其他限制對于本領域技術人員來說將變得明顯。

發明內容

結合系統、工具和方法描述和說明以下實施例及其方面，這些系統、工具和方法旨在是示例性和說明性的，而不是范圍的限制。

根據實施例，提供一種上轉換系統，該系統包括：輝光放電裝置(GDD)，其經配置以檢測信號源輻射，其中信號源輻射是毫米波(MMW)輻射和太赫茲(THz)輻射中的至少一種；以及光電檢測器，其經配置以測量可見光的強度變化，其中所述GDD由于吸收信號源輻射而發射所述可見光。

在某些實施例中，上轉換系統還包括輻射源，該輻射源經配置以朝向物體發射信號源輻射，以被物體朝向GDD反射。

在某些實施例中，上轉換系統還包括分束器，該分束器經配置以將信號源輻射分成信號光束和參照光束，其中信號光束和參照光束被GDD吸收以產生可見光。

在某些實施例中，輻射源經配置以隨時間推移調制信號源輻射的頻率，使得頻率的差異指示由光電檢測器測量的GDD的圖像的每個像素的距離，從而能夠構建物體的三維圖像。

在某些實施例中，輻射源經配置以調制信號源輻射的幅度調制，以區分由信號源輻射產生的可見光和由供應至GDD的偏置電流產生的可見光。

在某些實施例中，上轉換系統還包括可操作地耦合到光電檢測器的處理器，該處理器經配置以分析由光電檢測器捕獲的圖像，并基于圖像計算信號源輻射的至少一個參數。

在某些實施例中，上轉換系統經配置以作為無線通信接收器操作。