[發明專利]超寬帶太赫茲調頻連續波雷達成像系統

有效

• 申請號: 202310272464.7
• 申請日: 2023-03-21
• 公開（公告）號: CN115980781B
• 公開（公告）日: 2023-05-30
• 發明（設計）人: 胡偉東;許志浩;蔣環宇;劉慶國;姚智宇;張凱旗;檀楨
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G01S17/89
• 分類號: G01S17/89
• 代理公司: 北京清辰科創知識產權代理事務所(普通合伙) 16133
• 代理人: 彭一波

本公開實施例中提供了一種超寬帶太赫茲調頻連續波雷達成像系統，包括：太赫茲基頻信號源，通過第一開關電路與多個發射鏈路連接，并向連通的發射鏈路發射基頻線性調頻信號；發射鏈路，用于接收基頻線性調頻信號并通過倍頻生成對應頻率的太赫茲球面波束，再準直為太赫茲平面波后發送至準光光路；其中，不同的發射鏈路具有不同倍頻次數；所述準光光路，用于將接收的太赫茲平面波聚焦至目標物體，并將經目標物體反射的回波信號傳輸至與所述發射鏈路對應的接收鏈路；所述接收鏈路，用于接收由所述準光光路傳輸的回波信號。本發明通過時分復用方式產生超大帶寬太赫茲信號，所設計準光系統可保證多頻段太赫茲信號的共孔徑，進一步結合頻段融合算法，實現極高的測厚精度和橫向分辨率。

技術領域

本發明涉及太赫茲成像技術領域，具體涉及超寬帶太赫茲調頻連續波雷達成像系統。

背景技術

太赫茲波由于其獨特的穿透性，安全性，高分辨率等特性，在無損檢測、安檢、醫療、通信等領域得到廣泛應用。在太赫茲成像領域，太赫茲時域光譜成像技術由于其寬光譜、高分辨率等優點而備受研究者關注。

現有的太赫茲調頻連續波成像系統其成像方式多為合成孔徑成像，原理是利用小孔徑基陣，在直線運動軌跡上均速移動，并在確定位置順序發射波束，接收并存儲回波信號，然后根據空間位置和相位關系對不同位置的回波信號進行相干疊加處理，合成虛擬大孔徑的基陣，從而獲得沿運動方向的高分辨率。這種成像方式的缺陷在于波束能量不集中，因此穿透性受限，從而限制被測物體的檢測種類與形貌，并且此類波束無空間約束的成像方式無法實現多個頻段的空間合成與共孔徑。

此外，現有的太赫茲調頻連續波成像系統多為窄帶成像系統，距離分辨率較低，無法實現高精度的安檢及無損檢測需求。

發明內容

有鑒于此，本公開實施例提供一種超寬帶太赫茲調頻連續波雷達成像系統，至少部分解決現有技術中存在的問題。

第一方面，本公開實施例提供了一種超寬帶太赫茲調頻連續波雷達成像系統，其包括：

太赫茲基頻信號源，通過第一開關電路與多個發射鏈路連接，用于根據周期間時分復用控制第一開關電路的開斷，從而切換當前連通的發射鏈路，并向連通的發射鏈路發射基頻線性調頻信號；

發射鏈路，用于接收基頻線性調頻信號并通過倍頻生成對應頻率的太赫茲球面波束，再準直為太赫茲平面波后發送至準光光路；其中，不同的發射鏈路具有不同倍頻次數；

所述準光光路，用于將接收的太赫茲平面波聚焦至目標物體，并將經目標物體反射的回波信號傳輸至與所述發射鏈路對應的接收鏈路；

所述接收鏈路，用于接收由所述準光光路傳輸的回波信號，以經由所述回波信號進行成像。

根據本公開實施例的一種具體實現方式，所有的發射鏈路共用所述準光光路。

根據本公開實施例的一種具體實現方式，每個發射鏈路包括發射器、鏈路分束鏡以及鏈路拋物面鏡；其中，

所述發射器，用于接收基頻線性調頻信號并通過倍頻生成對應頻率的太赫茲球面波束后沿第一方向入射至所述鏈路分束鏡；

所述鏈路分束鏡，用于將所述發射器發送的太赫茲球面波束發送至鏈路拋物面鏡；

所述鏈路拋物面鏡，用于將所述鏈路分束鏡傳輸的太赫茲球面波束準直為太赫茲平面波后發送至準光光路；

所述鏈路拋物面鏡，還用于接收由所述準光光路返回的回波信號，并將所述回波信號發送給所述鏈路分束鏡；

所述鏈路分束鏡，還用于將所述回波信號沿第二方向發送給所述接收鏈路；其中，所述第一方向與所述第二方向垂直。

根據本公開實施例的一種具體實現方式，所述準光光路包括至少一個準光分束鏡、反射鏡以及準光拋物面鏡；其中：