CN205861919U - 收发一体的主动式太赫兹成像系统装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型专利涉及一种收发一体的主动式太赫兹成像系统装置，主要用于主动式太赫兹扫描成像系统等需要配备太赫兹源和太赫兹辐射热计的场合。该装置的作用包括：一、承载卡塞格伦天线、发射模块以及接收模块；二、利用透镜的汇聚作用将太赫兹源发出的波汇聚到天线馈源处，通过天线发射到物体；三、物体反射回来的太赫兹波通过天线两次反射到达天线馈源处，再利用透镜的汇聚作用将馈源回来的太赫兹波汇聚到太赫兹辐射热计中。该装置包括：发射模块、接收模块、卡塞格伦天线这三个部分。通过固定装置使发射和接收部分的中心位置同卡塞格伦天线的中心位置在同一水平面上，通过透镜的汇聚作用使太赫兹源发射的太赫兹波汇聚到天线馈源处，再将卡塞格伦天线接收到的物体发射回来的太赫兹波通过透镜汇聚到太赫兹辐射热计中。以此来实现收发一体的主动式太赫兹成像系统。
Description
技术领域
本实用新型专利涉及一种太赫兹成像装置，主要用于主动式太赫兹扫描成像系统等需要配备太赫兹源和太赫兹探测器的场合。该装置的作用包括：一、承载卡塞格伦天线、发射模块以及接收模块；二、利用透镜的汇聚作用将太赫兹源发出的波汇聚到天线馈源处，通过天线的两次反射发射到物体；三、物体反射回来的太赫兹波通过天线两次反射到达天线馈源处，再利用透镜的汇聚作用将馈源回来的太赫兹波汇聚到太赫兹探测器中。
背景技术
近年来，全国暴力恐怖活动呈现递增态势，安检预防工作成了不容有失的第一道防线。基于太赫兹波的安检仪有被动式成像和主动式成像两种。本装置采用主动式太赫兹成像，主动式太赫兹成像技术是用太赫兹源向目标人体所在区域发射一定频率的太赫兹波，由于太赫兹波传播到目标所在区域后会发生反射或散射现象，于是太赫兹探测器便可接收到反射或散射回的太赫兹波信号。根据接收到的太赫兹波信号的不同，便可反演出目标所在区域物品的太赫兹波频率响应特性。不同材质的物体具有不同的太赫兹波频率响应特性。据此可以区分不同材质的物体或者同一物体的不同材质部分。主动式毫米波人体扫描技术可以分为单通道扫描、阵列扫描和光栅扫描等几种机械扫描方式以及焦平面、相控阵和合成孔径等几种非机械扫描方式。非机械扫描方式虽然具有可以实时工作的优点，但是该方式需要的信号通道数较多，会导致其整体复杂度及成本急剧增加。本装置权衡了最终积分时间和分辨率，发明了一种成本较低，切合实际应用场合和趋于实用化、商用化的单通道的主动式太赫兹波收发装置。
发明内容
本实用新型专利提供一种接收发射一体的主动式太赫兹成像系统装置，使得太赫兹源和太赫兹探测器通过同一个卡塞格伦天线来实现太赫兹波的发射和接收。成像装置包括：发射模块、接收模块、卡塞格伦天线这三个部分。
发射模块和接收模块均放在卡塞格伦天线的后方，利用聚乙烯透镜的汇聚作用来实现该收发一体装置。
太赫兹源发出的太赫兹波经过聚乙烯透镜的汇聚作用，聚焦在卡塞格伦天线的馈源处，再经过天线副反射面和主反射面的两次反射发射出去，该太赫兹波在遇到物体反射回来时，再次经过天线的主反射面和副反射面的两次反射汇聚在天线馈源处，馈源向后发出的太赫兹波经过聚乙烯透镜的汇聚作用进入到太赫兹探测器内。
固定装置包括发射模块，接收模块和卡塞格伦天线三部分，卡塞格伦天线中心和发射模块、接收模块的中心位置在同一水平线上，其相对距离是可调整的。发射模块和接收模块的固定装置将两片透镜的位置固定，使太赫兹源和太赫兹探测器的位置作为可调整的。
有益效果
本实用新型的有益效果是发射模块和接收模块通过同一个卡塞格伦天线来实现主动式成像，较高效率地利用了太赫兹源发出的太赫兹波，通过光路的设计使得太赫兹源发射出的太赫兹波能够有效地进入太赫兹辐射热计。同时利用一个卡塞格伦天线降低了整个实验装置的成本，使产品简单可靠。
附图说明
以下参照附图对本实用新型实例进一步说明。
图1是整个装置的正视面示意图；
图2是本实用新型的发射和接收的光路结构示意图。
具体实施方式
根据本实用新型的实例提供了一种如图1所示的接收发射一体的主动式太赫兹成像系统装置，包括：
太赫兹源1001，太赫兹探测器2001，两片透镜1002和2002，卡塞格伦天线3001。将发射和接收模块通过同一个卡塞格伦天线3001来进行实现，通过设计两片对称的聚乙烯透镜1002和2002，实现了发射模块所发出的太赫兹波1003经过物体的反射之后，接收模块接收到反射回来的太赫兹波2003，太赫兹源和太赫兹探测器均放在偏离透镜光轴的位置，以便太赫兹源发射的位置和太赫兹探测器接收的位置重合。透镜的设计要满足天线副反射面的副面半张角，所用的聚乙烯透镜具有对称性，两片透镜均不是整圆，只用整圆的0.66倍，即发射和接收的效率均在一半左右，以使得光线可以进入天线。
太赫兹源1001发射的太赫兹波1003通过透镜1002的汇聚作用，太赫兹波1004汇聚到天线馈源处，然后经过卡塞格伦天线的副反射面和主反射面的两次反射发射出太赫兹波3002作为对目标的主动照射太赫兹波，接着照射目标反射回来的太赫兹波3003经天线的主反射面和副反射面的两次反射出2004，再经过透镜2002汇聚成为太赫兹波2003，焦点在太赫兹探测器2001接收处，完成收发一体的主动式太赫兹成像系统装置。
将太赫兹源1001与太赫兹探测器2001放在发射模块和接收模块的固定装置上，保证它们与卡塞格伦天线3001中心在同一水平线上，其相对距离是可调整的。发射模块和接收模块的固定装置将透镜1002与2002的位置固定，使1001和2001的位置为可调整的。
太赫兹源1001和太赫兹探测器2001位置相对于两片透镜1002和2002的位置是可以调整的，其固定装置将两片透镜的位置固定，使太赫兹源和太 赫兹探测器的位置作为可调整的，以此来保证光束最大程度的利用。收发一体的主动式太赫兹成像系统装置包括发射模块，接收模块和卡塞格伦天线三部分固定装置，卡塞格伦天线中心和发射模块、接收模块的中心位置在同一水平线上，其相对距离是可调整的。
Claims (5)
1.收发一体的主动式太赫兹成像系统装置，包括发射模块、接收模块、卡塞格伦天线这三个部分，其特征是：将发射和接收模块通过同一个卡塞格伦天线来进行实现，通过透镜的汇聚作用使太赫兹源发射的太赫兹波汇聚到天线馈源处，再将卡塞格伦天线接收到的物体发射回来的太赫兹波通过透镜汇聚到太赫兹探测器中，以此来实现收发一体的主动式太赫兹成像系统装置。
2.根据权利要求1所述的收发一体的主动式太赫兹成像系统装置，其特征在于通过设计两片对称的聚乙烯透镜，实现了发射模块所发出的太赫兹波经过物体的反射之后被接收模块接收到，太赫兹源和太赫兹探测器均放在偏离透镜光轴的位置，以便太赫兹源发射的位置和太赫兹探测器接收的位置重合。
3.根据权利要求1所述的收发一体的主动式太赫兹成像系统装置，其特征在于透镜的设计要满足天线副反射面的副面半张角，所用的聚乙烯透镜具有对称性，两片透镜均不是整圆，只用整圆的0.66倍，即发射和接收的效率均在一半左右，以使得光线可以进入天线。
4.根据权利要求1所述的收发一体的主动式太赫兹成像系统装置，其特征在于太赫兹源和太赫兹探测器位置相对于两片透镜的位置是可以调整的，其固定装置将两片透镜的位置固定，使太赫兹源和太赫兹探测器的位置作为可调整的，以此来保证光束最大程度的利用。
5.根据权利要求1所述的收发一体的主动式太赫兹成像系统装置，其特征在于通过发射模块，接收模块和卡塞格伦天线三部分固定装置，卡塞格伦天线中心和发射模块、接收模块的中心位置在同一水平线上，其相对距离是可调整的。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106654594A (zh) * | 2017-03-01 | 2017-05-10 | 清华大学 | 太赫兹发射天线系统 |
| CN115823969A (zh) * | 2022-12-05 | 2023-03-21 | 中国工程物理研究院流体物理研究所 | 火烧安全性试验壳体爆炸速度的测量装置及方法 |
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2016
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