[發明專利]基于太赫茲的高危化學品探測的裝置和方法

有效

• 申請號: 201810332530.4
• 申請日: 2018-04-13
• 公開（公告）號: CN108760673B
• 公開（公告）日: 2020-01-21
• 發明（設計）人: 鄭小平;鄧曉嬌;耿華
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G01N21/3586
• 分類號: G01N21/3586;G01N21/01
• 代理公司: 11606 北京華進京聯知識產權代理有限公司
• 代理人: 孫巖

1.一種基于太赫茲的高危化學品探測裝置，其特征在于，所述裝置包括太赫茲波產生單元、太赫茲波收發單元、回波分析單元；

所述太赫茲波產生單元用于產生太赫茲探測信號、太赫茲參考信號和太赫茲本振信號，并將所述太赫茲探測信號以及所述太赫茲參考信號發送至太赫茲波收發單元，將所述太赫茲本振信號發送至所述回波分析單元；

所述太赫茲波收發單元用于將所述太赫茲探測信號以及所述太赫茲參考信號發送至待測高危化學品，并接收攜帶待測高危化學品信息的太赫茲回波信號；

所述回波分析單元用于將所述太赫茲本振信號與所述太赫茲回波信號進行調制分析，得到待測高危化學品的信息；

其中，所述太赫茲波收發單元包括收發開關以及格里高利型雙偏置反射面天線；

所述收發開關用于控制所述格里高利型雙偏置反射面天線發送所述太赫茲探測信號以及太赫茲參考信號，以及用于控制所述格里高利型雙偏置反射面天線接收所述太赫茲回波信號。

2.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述太赫茲波產生單元包括數字信號發生模塊以及數字轉脈沖模塊，

所述數字信號發生模塊用于產生數字信號，并將所述數字信號發送至所述數字轉脈沖模塊；

所述數字轉脈沖模塊用于將所述數字信號轉化為太赫茲探測信號、太赫茲參考信號以及太赫茲本振信號。

3.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述收發開關控制所述格里高利型雙偏置反射面天線發送所述太赫茲探測信號的過程和所述收發開關控制所述格里高利型雙偏置反射面天線接收所述太赫茲回波信號的過程分別進行。

4.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述格里高利型雙偏置反射面天線包括主反射面、副反射面以及饋源。

5.根據權利要求1-4中任意一項所述的裝置，其特征在于，所述回波分析單元包括探測器和信號處理器，

所述探測器接收所述太赫茲本振信號和所述太赫茲回波信號，并將所述太赫茲本振信號與所述太赫茲回波信號進行調制，得到探測結果；

所述信號處理器接收所述探測結果，并對所述探測結果進行解析處理，得到所述待測高危化學品的種類和濃度。

6.根據權利要求5所述的裝置，其特征在于，所述探測器包括肖特基二極管混頻器。

7.根據權利要求5所述的裝置，其特征在于，所述探測結果包括待測高危化學品的太赫茲吸收光譜或所述太赫茲回波信號的參數。

8.根據權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述裝置進一步包括反射單元，所述反射單元用于將所述太赫茲回波信號反射回所述格里高利型雙偏置反射面天線。

9.一種基于太赫茲的高危化學品探測方法，其特征在于，所述方法包括：

接收數字信號，將所述數字信號轉換為太赫茲探測信號、太赫茲參考信號以及太赫茲本振信號；

將所述太赫茲探測信號及太赫茲參考信號發送至待測高危化學品進行探測，得到太赫茲回波信號；

對所述太赫茲回波信號與所述太赫茲本振信號進行調制分析，得到太赫茲吸收光譜的信息；

對所述太赫茲吸收光譜的信息進行解析，得到所述待測高危化學品的種類和濃度信息；

其中，所述將所述太赫茲探測信號及太赫茲參考信號發送至待測高危化學品進行探測，得到太赫茲回波信號，包括：

控制格里高利型雙偏置反射面天線發送所述太赫茲探測信號以及太赫茲參考信號；

控制所述格里高利型雙偏置反射面天線接收所述太赫茲回波信號。