[发明专利]一种基于量子级联的RCS测量收发系统

说明书

一种基于量子级联的RCS测量收发系统，用于测量待测目标的雷达散射截面，包括光源、本振光路、信号光路和检测组件；所述本振光路包括本振参考光路和本振测量光路；所述信号光路包括信号参考光路和信号测量光路；所述信号测量光路包含紧缩场，所述待测目标设置在紧缩场中；由光源发射的光信号通过上述光路可分别得到本振参考光、本振测量光、信号参考光和信号测量光，并分别馈入检测组件；所述检测组件对接收到的本振参考光、信号参考光进行混频，对接收到的本振测量光、信号测量光进行混频，并对混频后的信号进行分析得到待测目标的RCS信息。本发明可实现待测目标RCS的高灵敏度测量，具有体积小、光路结构简单、静区尺寸大的优点。

技术领域

本发明涉及一种量子级联的RCS测量收发系统，属于太赫兹雷达散射截面测量技术领域。

背景技术

太赫兹波(0.1～10THz，对应波长为30μm～3mm)的波长极短，具有更强的目标散射特性刻画能力，可呈现出与微波和红外可见光频段不同的电磁散射特性。近年来，物体对太赫兹波散射特性和机理的研究越来越得到重视，太赫兹雷达相关技术更是重中之重。太赫兹雷达系统中一类重要的分支是用于测量物体的雷达散射截面(RCS)，其优势在于：第一，太赫兹波长比普通雷达波段更短，运用在缩比RCS探测中可使缩比比例更大，特别适合于大型目标探测；第二，理论上太赫兹波雷达具有比微波雷达更高的横向分辨率，太赫兹信号的绝对带宽也更大，目标成像识别能力远高于普通微波雷达；第三，目前尚无针对太赫兹波段设计的隐形飞机，对太赫兹波段探测系统难以具有有效隐形效果。

目前，实现太赫兹目标RCS相干测量系统的方法主要有基于飞秒激光器的太赫兹时域光谱测量系统、基于红外激光器的散射测量系统以及基于量子级联激光器的测量系统。这些系统的差别主要在频段范围、静区尺寸和数据信息等方面。

当前，根据太赫兹源的不同实现方式可以将太赫兹RCS测量系统分为电子学和光学两类。由电子学方式实现的系统主要指基于固态微波倍频方式产生太赫兹波的测量系统，由光学方式实现的系统主要包括基于飞秒激光器的太赫兹时域光谱测量系统(TDS)、基于远红外激光器的散射测量系统和基于量子级联激光器的太赫兹RCS测量系统。微波上变频基于固态倍频电路实现，频段主要在1THz以下，技术相对较为成熟，但难以突破1THz以上频段；太赫兹时域光谱RCS测试技术可实现宽频谱范围的THz波探测，频段主要在0.1～2THz，这类系统发射功率低，静区尺寸小，且获取的RCS数据一般不包含相位信息；基于远红外激光器的RCS测试系统测试频率可达到1THz以上，主要工作方式为点频和小带宽扫频测量，目前较为成熟的实现测试频段为1.56THz，这类系统体积庞大、结构复杂，静区尺寸一般较小；基于太赫兹量子级联激光器的RCS测试系统测试频率可达到2THz以上，太赫兹量子级联激光器的发射功率相对较高，有潜力实现大静区测试，但目前基于单一QCL的目标RCS测试系统仍未见报道。