[发明专利]一种太赫兹频段孔径编码高分辨近距凝视成像装置

权利要求书

1.一种太赫兹频段孔径编码高分辨近距凝视成像装置，其特征在于，包括太赫兹发射模块、发射天线、电控次反射面、接收天线、太赫兹接收模块以及系统控制主机，太赫兹发射模块与发射天线连接，太赫兹发射模块负责产生太赫兹信号，太赫兹信号经发射天线辐射至电控次反射面，所述电控次反射面与系统控制主机连接，电控次反射面在系统控制主机的控制下同时加载孔径编码随机移相因子和透镜相位调制因子，对发射天线辐射的太赫兹波束进行孔径编码与相位调制，并进一步将太赫兹波束反射至目标空间对目标进行波束扫描，接收天线对目标表面的散射回波信号进行采集并传输至太赫兹接收模块，在太赫兹接收模块经低噪声放大、混频和正交解调处理后返回至系统控制主机，结合目标稀疏特性以及压缩感知数据处理技术进行成像处理，最终得到目标的图像。

2.根据权利要求1所述的太赫兹频段孔径编码高分辨近距凝视成像装置，其特征在于，电控次反射面竖直方向上的高度为l，竖直方向上包含N个阵元，电控次反射面与发射天线的水平间距为a，发射天线与目标的水平间距为b，电控次反射面下端点与发射天线的竖直间距为g，l与N的比值代表单个阵元的节距，a与b的取值的和在20.00m以内。

3.根据权利要求2所述的太赫兹频段孔径编码高分辨近距凝视成像装置，其特征在于，系统控制主机根据下式中的孔径编码随机移相因子生成对应相位分布图，输入至电控次反射面上完成相位加载；

P_C＝random(p_l,p_h,m)，(1)

其中，p_l和p_h分别代表随机移相区间的上限和下限，random表示对电控次反射面竖直方向上的第m个阵元施加位于移相区间内的均匀分布随机相位，m＝1,2…N。

4.根据权利要求2所述的太赫兹频段孔径编码高分辨近距凝视成像装置，其特征在于，系统控制主机根据下式中的透镜相位调制因子生成对应相位分布图，输入至电控次反射面上完成相位加载；

PL=e-ik2f(ym-y0)2,---(2)]]>

其中，f为透镜的焦距，k＝2πf_c/c，f_c为太赫兹波的中心频率，c为光速，y_m为电控次反射面竖直方向上第m个阵元中心点的纵坐标，m＝1,2…N，y₀为电控次反射面上透镜相位调制因子的相位中心位置处的纵坐标。

5.根据权利要求4所述的太赫兹频段孔径编码高分辨近距凝视成像装置，其特征在于，加载了透镜相位调制因子的电控次反射面具有数字透镜的作用，入射太赫兹波束被反射并聚焦于聚焦面上，其中，聚焦面是指目标空间中与发射天线关于数字透镜共轭的平面，聚焦面与目标的水平间距d由下式确定：

d=afa-f-a-b---(3).]]>

6.根据权利要求4所述的太赫兹频段孔径编码高分辨近距凝视成像装置，其特征在于，透镜相位调制因子的相位中心位置y₀从电控次反射面的下端点移至上端点的过程中，反射太赫兹波束可对目标实现依次逐块扫描；目标下端点与电控次反射面下端点的距离e，反射太赫兹波束在目标表面形成的光斑尺寸为s，成像装置最大可探测目标高度为h，e、s和h应满足式(4)、(5)和(6)：

e=g(a+b)a,---(4)]]>

s=dla+b+d,---(5)]]>

h=l(g+e)g---(6).]]> 2