[发明专利]一种基于阵列探测的太赫兹频段接收端孔径编码成像雷达装置

说明书

一种基于阵列探测的太赫兹频段接收端孔径编码成像雷达装置，包括控制与处理终端、太赫兹信号发射器、半透半反镜、准光透镜、孔径编码天线、阵列探测器以及太赫兹信号接收器。采用准光透镜对太赫兹发射信号进行聚束和对目标后向散射回波进行收集，并使用半透半反镜实现发射信号与回波信号的隔离。在接收端被半透半反镜反射的回波信号由孔径编码天线进行单次编码调制产生随机起伏分布的辐射场，再用阵列探测器对随机辐射场进行单次空间采样，采样信号经太赫兹信号接收组件接收后传输至控制与处理终端进行成像处理，最终实现高分辨成像。相比于现有技术，本发明可有效增加装置作用距离并提高成像速度，并大大降低器件与装置的实现难度与成本。

技术领域

本发明涉及一种成像雷达装置，尤其涉及一种基于阵列探测的太赫兹频段接收端孔径编码成像雷达装置。

背景技术

目前，常规的太赫兹孔径编码成像系统主要采用发射端孔径编码方式和接收端单点探测方式，在发射端采用孔径编码天线对太赫兹发射信号进行多次编码调制产生时空二维随机起伏分布的辐射场，在接收端采用点探测器对目标后向散射回波进行时序多次采样接收，建立成像数学模型，再通过计算求解实现对目标的高分辨成像。

相关研究包括，2016年，东南大学研究人员提出的一种基于透射式2Bit可编程超表面的适用于微波频段的单传感器、单频成像技术，该技术利用计算机驱动可编程超表面产生“0”和“1”的随机编码，在发射端对入射波束进行多次随机调制，采用点探测器时序多次探测目标的后向散射回波。2016年，国防科技大学研究人员提出了一种太赫兹频段孔径编码高分辨近距凝视成像装置(专利公开号CN 105403889 A)，该装置在发射端采用电控次反射面同时加载孔径编码随机移相因子和透镜相位调制因子，对入射太赫兹波进行孔径编码和指向控制，实现对目标的非机械扫描，接收端采用点探测器对目标后向散射回波进行时序多次采样接收。上述成像体制会导致太赫兹发射信号辐射场能量的弥散，缩短装置的有效作用距离，且需要采样时间积累，难以实现对高速运动目标的快拍成像。

发明内容

现有的太赫兹孔径编码成像装置通常采用发射端孔径编码方式多次改变辐射场的传播特性形成时空二维随机起伏的辐射场，这会导致太赫兹辐射场能量的弥散，缩短装置的有效作用距离，且需要孔径编码天线具有编码模式实时快速切换的能力，会加大器件实现难度与成本。而在接收端则采用点探测器对目标后向散射回波进行时序多次采样接收，需要采样时间积累，对高速运动目标难以实现快拍成像。针对现有技术存在的上述缺陷，本发明目的在于提供一种基于阵列探测的太赫兹频段接收端孔径编码成像雷达装置，其通过采用准光透镜对太赫兹发射信号进行聚束和对目标后向散射回波进行收集，并采用接收端编码方式代替常规的发射端编码方式，可有效增加装置的作用距离。同时，孔径编码天线只需实现单次编码，无需具备实时快速切换能力，可大大降低器件实现难度与成本。此外，在接收端采用阵列探测器代替常规点探测器，可实现空间采样取代时间采样，无需采样时间积累，可有效提高装置的成像速率，对高速运动目标实现单次快排成像。

为实现本发明之目的，采用以下技术方案予以实现：

一种基于阵列探测的太赫兹频段接收端孔径编码成像雷达装置，包括控制与处理终端、太赫兹信号发射器、半透半反镜、准光透镜、目标、孔径编码天线、阵列探测器以及太赫兹信号接收器。