[发明专利]一种基于外差接收的太赫兹功率测量系统

摘要

本发明公开了一种基于外差接收的太赫兹功率测量系统，包括：信号源A(1)、待测太赫兹源(2)、对角喇叭A(3)、对角喇叭B(4)、太赫兹谐波混频器(5)、太赫兹本振倍频链(6)、W波段倍频驱动链路(7)、信号源B(8)和频谱分析仪(9)；本发明通过信号源A与信号源B共用一个参考时钟，实现收发信号相参，相对于热量式功率测量方式，提高了对弱小太赫兹信号功率的检测能力。同时由于采用频谱分析仪、信号源、S波段电缆等通用仪器与普通线束搭建太赫兹功率测试系统，减少了专业设备的使用，操作简单可重复性，提高了测量的通用性与灵活性。

主权项

1.一种基于外差接收的太赫兹功率测量系统，包括：信号源A(1)、待测太赫兹源(2)、对角喇叭A(3)、对角喇叭B(4)、太赫兹谐波混频器(5)、太赫兹本振倍频链(6)、W波段倍频驱动链路(7)、信号源B(8)和频谱分析仪(9)；信号源A(1)的射频输出口与待测太赫兹源(2)的泵源输入口连接，信号源A(1)的同步输出口与频谱分析仪(9)的触发输入口连接，信号源A(1)的参考时钟信号输出口与信号源B(8)的参考时钟输入口连接；信号源B(8)的射频输出口与W波段倍频驱动链路(7)的输入口连接；W波段倍频驱动链路(7)的输出口与太赫兹本振倍频链(6)输入口连接；太赫兹本振倍频链(6)输出口与太赫兹谐波混频器(5)本振输入口连接；太赫兹谐波混频器(5)信号输入口与对角喇叭B(4)的输出口连接；太赫兹谐波混频器(5)信号输出口与频谱分析仪(9)的输入口连接；待测太赫兹源(2)的输出口与对角喇叭A(3)的馈电输入口连接；对角喇叭A(3)辐射太赫兹波能量，经过空间自由传输到达对角喇叭B(4)的接收口面；功率测量过程：信号源A(1)输出待测太赫兹源(2)所需的泵源信号，待测太赫兹源(2)在泵源驱动下输出波长为λ的待测太赫兹信号，待测功率用Ps表示，经增益为Gt的对角喇叭A(3)放大并辐射出去；同时信号源A(1)输出参考时钟信号给信号源B(8)，使得信号源B(8)输出的本振信号与发射信号相参；信号源B输出的本振信号经W波段倍频驱动链路(7)倍频放大输出W波段驱动信号，太赫兹本振倍频链(6)对W波段驱动信号进一步倍频放大，产生太赫兹谐波混频器(5)所需的本振信号；同时增益为Gr的对角喇叭B(4)接收距离为R0的对角喇叭A(3)辐射过来太赫兹信号，作为太赫兹谐波混频器(5)的信号输入；太赫兹谐波混频器(5)完成接收太赫兹信号下变频，输出中频信号至频谱分析仪(9)；由于发射接收信号相参，频谱分析仪(9)能够对接收到的中频信号做相参处理，在信号源A(1)同步信号的触发下实时测量接收到的中频信号功率，记录为PIF；待测功率Ps的具体计算公式如下：单位为dB；其中：Ls为太赫兹谐波混频器(5)与频谱分析仪(9)之间连接线缆的损耗，测量前进行标定；Gs为太赫兹谐波混频器(5)的变频损耗；为对角喇叭A(3)到对角喇叭B(4)的距离衰减。