[发明专利]一种准光外差太赫兹目标散射特性双站测量系统

摘要

本发明公开了一种准光外差太赫兹目标散射特性双站测量系统，包括：菲涅耳透镜A、待测目标（4）、转台（5）、准光反射镜组、菲涅耳透镜B（8）、菲涅耳透镜C（12）、分束镜（9）和控制计算机（15），还包括：太赫兹信号源（1）、太赫兹本振源（10）、对角喇叭天线A（2）、对角喇叭天线B（11）、准光外差探测器（13）和频谱仪（14）。本发明采用准光外差接收的方式实现了一种太赫兹目标散射特性的双站测量，相比单波长输出的远红外激光器和光电探测器测量系统，提高了信号测量的灵敏度，降低了光路的复杂度，测量结果得到了试验验证。

主权项

1.一种准光外差太赫兹目标散射特性双站测量系统，其特征在于包括：菲涅耳透镜A、待测目标（4）、转台（5）、准光反射镜组、菲涅耳透镜B（8）、菲涅耳透镜C（12）、分束镜（9）和控制计算机（15），还包括：太赫兹信号源（1）、太赫兹本振源（10）、对角喇叭天线A（2）、对角喇叭天线B（11）、准光外差探测器（13）和频谱仪（14）；所述准光反射镜组将接收的光束进行反射，汇聚与偏转，根据光路占用的体积以及测量目标的分布情况，选用不同组合的光学器件；准光反射镜组由一对离轴抛物镜组成或者由一块反射镜和一块离轴抛物镜组成；信号光路上，按设计光路依序放置连接有对角喇叭A的太赫兹信号源（1）、菲涅耳透镜A、转台（5）、准光反射镜组以及菲涅耳透镜B（8）；本振光路上，依序放置连接有对角喇叭B的太赫兹本振源（10），菲涅耳透镜C（12）；分束镜（9）与信号光路、本振光路成45o放置，通过分束镜（9）的半透半反光学特性，回波信号的反射光束与本振信号透射光束合成一路信号输出，通过空馈耦合到准光外差探测器（13）上；太赫兹信号源（1）的输出口与对角喇叭A的输入口连接；太赫兹本振源（10）的输出口与对角喇叭B的输入口连接；太赫兹信号源（1）的参考时钟输出口与太赫兹本振源（10）的参考时钟输入口连接；准光外差探测器（13）的中频输出口与频谱仪（14）的射频输入口连接；计算机的网口与频谱仪（14）的通信网口连接；控制计算机（15）的通信接口与转台（5）的控制口连接；目标散射特性测试工作中，信号光路上太赫兹信号源（1）输出太赫兹波，通过对角喇叭天线A（2）辐射成高斯束，高斯束经菲涅耳透镜A汇聚在放置于转台（5）上的待测目标（4）上，被待测目标（4）表面散射，部分散射高斯束被准光反射镜组反射、偏转、汇聚到菲涅耳透镜B（8）；通过菲涅耳透镜B（8）的高斯波束变换，最终将携带目标散射信息的高斯束汇聚在分束镜（9）反射面所在的位置；同时本振光路上，太赫兹本振源（10）通过对角喇叭天线B（11）辐射出高斯束，并通过菲涅耳透镜C（12）汇聚在分束镜（9）的透射面所在位置；最终利用分束镜（9）半透半反的光学特性将信号光路与本振光路上的高斯束合成一路信号输出，被准光外差探测器（13）接收，混频输出中频信号；频谱仪（14）对中频信号实时检测，测量出信号的功率值；整个过程，控制计算机（15）以设置的步进角度和转速控制转台（5）从0o到360o连续转动，每转到一个角度位置，通过频谱仪（14）通信网口读出此时的测量功率值，保存相应的角度值与功率值，通过转台（5）旋转改变入射角度，获取不同入射角同一散射角下目标的散射数据，最终实现待测目标（4）双站散射特性的测量。