[发明专利]基于阵列非相干探测器的太赫兹孔径编码无相位成像装置及方法

权利要求书

1.基于阵列非相干探测器的太赫兹孔径编码无相位成像装置，其特征在于，包括：

太赫兹雷达信号源，与控制与处理终端连接，在控制与处理终端的控制下用于产生设定形式的太赫兹随机跳频发射信号；所述太赫兹雷达信号源用于产生太赫兹随机跳频发射信号其中,S_tr(t_n)表示太赫兹雷达信号源在t_n时刻产生的太赫兹随机跳频发射信号，A表示太赫兹随机跳频发射信号的幅度大小，j表示虚数单位，f_c表示太赫兹随机跳频发射信号的中心频率，是在t_n时刻的随机跳频控制码，Δf表示系统允许的最小随机跳频间隔；最小随机跳频间隔Δf由透射式编码孔径天线的相位编码切换时间来确定的，使得太赫兹随机跳频发射信号中的单频子脉冲之间存在一定的时间间隔用于透射式编码孔径天线的编码切换，让不同频率的单频子脉冲对应不同的编码模式，同时也能让不同频率和不同编码状态下的太赫兹回波信号之间不发生重叠；随机跳频控制码用于控制太赫兹随机跳频发射信号在t_n时刻的单频子脉冲频率，通过产生随机整数的方式在信号带宽范围内选择t_n时刻的随机频点作为单频子脉冲频率；随机跳频控制码必须选择随机且不重复的整数，并且要保证太赫兹随机跳频发射信号中的单频子脉冲能随机且不重复的跳完带宽内等间距的所有频点；

发射天线，用于将太赫兹雷达信号源产生的太赫兹随机跳频发射信号发射到透射式编码孔径天线；

编码驱动器，与控制与处理终端连接，控制与处理终端将设定的随机相位编码方案传输至编码驱动器，编码驱动器将设定的随机相位编码方案加载至透射式编码孔径天线；

透射式编码孔径天线及阵列非相干探测器集成装置，包括透射式编码孔径天线、阵列非相干探测器以及金属集成框架，所述金属集成框架为框架结构，所述透射式编码孔径天线设置在金属集成框架的内框中，所述阵列非相干探测器设置在金属集成框架的框架上，其中透射式编码孔径天线用于对入射的太赫兹随机跳频发射信号进行随机相位调制；阵列非相干探测器用于探测成像区域内目标表面散射回的太赫兹回波信号的强度；

多通道高速采样与输出模块，用于对太赫兹回波信号的强度进行探测后，对阵列非相干探测器各个阵元对应探测的强度信息进行采样并多通道高速传输至控制与处理终端；

同步时钟模块，与控制与处理终端连接，接收控制与处理终端的指令后，用于对太赫兹雷达信号源、编码驱动器和多通道高速采样与输出模块进行同步控制；

控制与处理终端，对采样的太赫兹回波信号的强度信息进行处理，通过计算成像的方法来精确重构出目标，从而完成高分辨凝视成像。

2.根据权利要求1所述的基于阵列非相干探测器的太赫兹孔径编码无相位成像装置，其特征在于，同步时钟模块使太赫兹雷达信号源在切换下一个频点的太赫兹随机跳频发射信号时，编码驱动器能同步加载设定的随机相位编码方案至透射式编码孔径天线，而多通道高速采样与输出模块也能同步开始下一频点的太赫兹回波信号强度的采样与传输工作。

3.根据权利要求1所述的基于阵列非相干探测器的太赫兹孔径编码无相位成像装置，其特征在于，金属集成框架由上金属边框条、下金属边框条、左金属边框条、右金属边框条首尾相接而成；阵列非相干探测器包括多个非相干探测器阵元，在上金属边框条、下金属边框条、左金属边框条和右金属边框条中的至少一条金属边框条上呈阵列分布有多个非相干探测器阵元。

4.根据权利要求3所述的基于阵列非相干探测器的太赫兹孔径编码无相位成像装置，其特征在于，金属集成框架的内框尺寸由透射式编码孔径天线的尺寸大小决定，透射式编码孔径天线的尺寸大小为l_c×l_c，透射式编码孔径天线包含的编码天线阵元数为M，金属集成框架的内框尺寸大小设为l_c×l_c。

5.根据权利要求3所述的基于阵列非相干探测器的太赫兹孔径编码无相位成像装置，其特征在于，相邻非相干探测器阵元间的间距应该大于1个太赫兹回波信号波长。