本發(fā)明涉及太赫茲雷達(dá)系統(tǒng)測試技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種太赫茲雷達(dá)系統(tǒng)參數(shù)的標(biāo)定系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

太赫茲波是電磁波譜上介于微波與紅外光之間的電磁波，其頻率在0.1～10THz左右，兼有微波與紅外光兩個頻段的特性。相比于微波信號，太赫茲波的波長較小，適合于大信號帶寬和窄天線波束的實現(xiàn)，可獲得目標(biāo)的精細(xì)成像，從而有利于目標(biāo)的識別；相比于紅外光信號，太赫茲波對非極性和弱極性介質(zhì)材料具有更強(qiáng)的透射能力，可穿透云煙、識破偽裝，適用于復(fù)雜戰(zhàn)場環(huán)境，同時回波具有更好的相參性，具備更高的抗干擾能力。在軍事應(yīng)用的一個重要發(fā)展方向，因此迫切需要太赫茲雷達(dá)系統(tǒng)參數(shù)的測試和標(biāo)定

現(xiàn)有技術(shù)中的多種太赫茲器件測量解決方案中，用戶能夠基于毫米波信號源和毫米波網(wǎng)絡(luò)分析儀經(jīng)過頻率擴(kuò)展器可以測量頻率高達(dá)1.1THz的太赫茲器件性能參數(shù)，但無法測試太赫茲雷達(dá)系統(tǒng)參數(shù)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種太赫茲雷達(dá)系統(tǒng)參數(shù)的標(biāo)定系統(tǒng)，可以滿足太赫茲雷達(dá)系統(tǒng)的閉環(huán)測試，可標(biāo)定太赫茲雷達(dá)系統(tǒng)的探測靈敏度，同時提供大帶寬太赫茲雷達(dá)系統(tǒng)的目標(biāo)模擬回波。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)：一種太赫茲雷達(dá)系統(tǒng)參數(shù)的標(biāo)定系統(tǒng)，其特點是，用于對待標(biāo)定太赫茲雷達(dá)系統(tǒng)進(jìn)行參數(shù)標(biāo)定，該標(biāo)定系統(tǒng)包含：

上下變頻子系統(tǒng)，與待標(biāo)定太赫茲雷達(dá)系統(tǒng)連接，所述的上下變頻子系統(tǒng)包含第一衰減器、第一諧波混頻器、第二衰減器及第二諧波混頻器；

中頻延時子系統(tǒng)，與所述的上下變頻子系統(tǒng)連接，所述的中頻延時子系統(tǒng)包含中頻延時模塊及中頻信號衰減器；

中央處理器，與所述的中頻延時子系統(tǒng)連接；其中

所述的第一衰減器與所述的待標(biāo)定太赫茲雷達(dá)系統(tǒng)連接，用于將接收的待標(biāo)定太赫茲雷達(dá)系統(tǒng)發(fā)射的太赫茲信號進(jìn)行衰減；

所述的第一諧波混頻器與第一衰減器連接，用于將衰減后的太赫茲信號下變頻到中頻信號；

所述的中頻延時模塊與第一諧波混頻器連接，用于將中頻信號進(jìn)行延時處理，形成中頻目標(biāo)模擬回波信號；

所述的中頻衰減器與中頻延時模塊連接，用于調(diào)節(jié)中頻目標(biāo)模擬回波信號的功率；

所述的第二諧波混頻器與中頻衰減器連接，用于將中頻目標(biāo)模擬回波信號上變頻至太赫茲信號頻段；

所述的第二衰減器與第二諧波混頻器連接，用于將太赫茲信號頻段的目標(biāo)模擬回波信號進(jìn)行衰減，然后發(fā)送至待標(biāo)定太赫茲雷達(dá)系統(tǒng)；

所述的中央處理器分別與所述的中頻延時模塊及中頻衰減器連接，用于根據(jù)目標(biāo)模型產(chǎn)生控制信號數(shù)據(jù)，控制中頻延時模塊產(chǎn)生中頻目標(biāo)模擬回波信號。

所述的上下變頻子系統(tǒng)還包含一本振信號發(fā)生器，所述的本振信號發(fā)生器分別與所述的第一諧波混頻器及第二諧波混頻器連接，用于產(chǎn)生本振頻率。

所述的本振信號發(fā)生器調(diào)整的本振頻率范圍在5～20GHz之間，使下變頻的中頻輸出在DC～2.5GHz，且信號帶寬為2GHz。

所述的標(biāo)定系統(tǒng)的工作頻率范圍為170GHz～260GHz之間，并且中心頻率可調(diào)。

所述的標(biāo)定系統(tǒng)的工作帶寬范圍0.5～2GHz之間，并且工作帶寬可調(diào)。

所述的標(biāo)定系統(tǒng)的可承受信號功率大于100mW，脈沖寬度范圍為2μs～1ms之間，脈沖重復(fù)頻率的范圍為500Hz～15kHz之間。

所述的第一衰減器與第二衰減器的參數(shù)相同，并且，均為170GHz～260GHz，0～30dB的可變衰減器。

所述的第一諧波混頻器與第二諧波混頻器的參數(shù)相同，并且，均為0GHz～260GHz，16次諧波混頻器。

所述的中頻延時模塊為一單路光電延時模塊，所述的單路光電延時模塊包含依次通過光路連接的第一隔離器、激光器、第一光開關(guān)、光纖組、第二光開關(guān)、探測器、放大器及第二隔離器。

所述的中頻延時模塊為一多路光電延時模塊，所述的多路光電延時模塊包含依次通過光路連接的第一隔離器、激光器、光分束器、若干個第一光開關(guān)、若干個光纖組、若干個第二光開關(guān)、光合束器、探測器、放大器及第二隔離器，其中，所述的光分束器通道數(shù)、光合束器的通道數(shù)、第一光開關(guān)的個數(shù)、光纖組的個數(shù)及第二光開關(guān)的個數(shù)對應(yīng)。

本發(fā)明一種太赫茲雷達(dá)系統(tǒng)參數(shù)的標(biāo)定系統(tǒng)與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下優(yōu)點：本發(fā)明在更換第一諧波混頻器和第二諧波混頻器的情況下，產(chǎn)生大帶寬太赫茲雷達(dá)系統(tǒng)的目標(biāo)模擬回波，可應(yīng)用與太赫茲各頻段的雷達(dá)系統(tǒng)測試標(biāo)定。

附圖說明

圖1為本發(fā)明一種太赫茲雷達(dá)系統(tǒng)參數(shù)的標(biāo)定系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為單路光電延時模塊的原理框圖；

圖3多路光電延時模塊的原理框圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖，通過詳細(xì)說明一個較佳的具體實施例，對本發(fā)明做進(jìn)一步闡述。

現(xiàn)有技術(shù)中太赫茲雷達(dá)系統(tǒng)通常采用線性調(diào)頻脈沖(也可改成調(diào)頻連續(xù)波)工作體制。LFM矩形脈沖信號的解析表達(dá)式可寫成：

其中，Arect(t/T)表示信號包絡(luò)，T表示脈沖寬度，f₀表示載波頻率，k表示調(diào)頻斜率。

太赫茲雷達(dá)系統(tǒng)點目標(biāo)回波為：

其中，B表示目標(biāo)回波衰減系數(shù)，Arect(t/T)表示信號包絡(luò)，T表示脈沖寬度，f₀表示載波頻率，k表示調(diào)頻斜率，τ表示延時時間。

太赫茲雷達(dá)系統(tǒng)體目標(biāo)回波為：

從式(2)及式(3)中來看將太赫茲信號變頻到中頻，通過中頻延時系統(tǒng)產(chǎn)生多路點目標(biāo)信號生成體目標(biāo)信號是完全可行的，再經(jīng)過中頻衰減器和太赫茲波段衰減器的調(diào)節(jié)，產(chǎn)生太赫茲雷達(dá)系統(tǒng)的目標(biāo)回波，因此太赫茲雷達(dá)系統(tǒng)可以標(biāo)定系統(tǒng)太赫茲雷達(dá)系統(tǒng)的靈敏度和接收鏈路的增益等系統(tǒng)參數(shù)。

一種太赫茲雷達(dá)系統(tǒng)參數(shù)的標(biāo)定系統(tǒng)，如圖1所示，用于對待標(biāo)定太赫茲雷達(dá)系統(tǒng)100進(jìn)行參數(shù)標(biāo)定，該標(biāo)定系統(tǒng)包含：上下變頻子系統(tǒng)200，與待標(biāo)定太赫茲雷達(dá)系統(tǒng)100連接，所述的上下變頻子系統(tǒng)200包含第一衰減器201、第一諧波混頻器202、第二衰減器203及第二諧波混頻器204；中頻延時子系統(tǒng)300，與所述的上下變頻子系統(tǒng)200連接，所述的中頻延時子系統(tǒng)300包含中頻延時模塊301及中頻信號衰減器302；中央處理器400，與所述的中頻延時子系統(tǒng)300連接，中央處理器400為一計算機(jī)；其中，所述的第一衰減器201與所述的待標(biāo)定太赫茲雷達(dá)系統(tǒng)100連接，用于將接收的待標(biāo)定太赫茲雷達(dá)系統(tǒng)100發(fā)射的太赫茲信號進(jìn)行衰減(將信號功率調(diào)整到第一諧波混頻器202的射頻端所承受的信號功率范圍，第一衰減器201的衰減量可調(diào)以適應(yīng)不同的待標(biāo)定太赫茲雷達(dá)系統(tǒng))；所述的第一諧波混頻器202與第一衰減器201連接，用于將衰減后的太赫茲信號下變頻到中頻信號；所述的中頻延時模塊301與第一諧波混頻器202連接，用于將中頻信號進(jìn)行延時處理及其它參數(shù)處理，形成中頻目標(biāo)模擬回波信號；所述的中頻衰減器302與中頻延時模塊301連接，用于調(diào)節(jié)中頻目標(biāo)模擬回波信號的功率；所述的第二諧波混頻器204與中頻衰減器302連接，用于將中頻目標(biāo)模擬回波信號上變頻至太赫茲信號頻段；所述的第二衰減器203與第二諧波混頻器204連接，用于將太赫茲信號頻段的目標(biāo)模擬回波信號進(jìn)行衰減，然后發(fā)送至待標(biāo)定太赫茲雷達(dá)系統(tǒng)100；所述的中央處理器400分別與所述的中頻延時模塊301及中頻衰減器302連接，用于根據(jù)目標(biāo)模型產(chǎn)生控制信號數(shù)據(jù)，控制中頻延時模塊301產(chǎn)生中頻目標(biāo)模擬回波信號。

在本實施例中，所述的上下變頻子系統(tǒng)200還包含一本振信號發(fā)生器205，所述的本振信號發(fā)生器205分別與所述的第一諧波混頻器202及第二諧波混頻器204連接，用于產(chǎn)生本振頻率；較佳地，本振信號發(fā)生器205調(diào)整的本振頻率范圍在5～20GHz之間，使下變頻的中頻輸出在DC～2.5GHz，且信號帶寬為2GHz。

在本實施例中，較佳地，標(biāo)定系統(tǒng)的工作頻率范圍為170GHz～260GHz之間，并且中心頻率可調(diào)；工作帶寬范圍0.5～2GHz之間，并且工作帶寬可調(diào)；可承受信號功率大于100mW，脈沖寬度范圍為2μs～1ms之間，脈沖重復(fù)頻率的范圍為500Hz～15kHz之間。

在本實施例中，較佳地，第一衰減器201與第二衰減器203的參數(shù)相同，并且，均為170GHz～260GHz，0～30dB的可變衰減器；第一諧波混頻器202與第二諧波混頻器204的參數(shù)相同，并且，均為0GHz～260GHz，16次諧波混頻器。

為保證中頻延時系統(tǒng)的工作頻率為大帶寬工作，且要實現(xiàn)信號延時，中頻延時模塊301可以采用一個單路光電延時模塊，如圖2所示，所述的單路光電延時模塊包含依次通過光路連接的第一隔離器3011、衰減器3012、激光器3013、第一光開關(guān)3014、光纖組3015、第二光開關(guān)3016、探測器3017、放大器3018及第二隔離器3019。單路光電延時模塊將第一諧波混頻器202與本振信號發(fā)生器205下變頻產(chǎn)生的中頻信號通過激光器3013調(diào)制到光信號上，通過第一光開關(guān)3014、光纖組3015的信號傳輸，信號在光纖傳輸形成信號延時，即通過光纖組3015不同長度的光纖，形成不同延時值，因此通過切換第一光開關(guān)3014、第二光開關(guān)3016，可選擇不同的延遲值，延時后的光信號通過探測器3017解調(diào)出延時后的中頻信號，延時后的中頻信號，通過放大器3018，第二隔離器3019延時后的中頻信號送至中頻衰減器302，通過中頻衰減器302調(diào)整信號的幅度大小。調(diào)整幅度后具有延時特性的中頻信號經(jīng)過第二諧波混頻器204與本振信號發(fā)生器205上變頻至太赫茲頻段(170GHz～260GHz)產(chǎn)生出目標(biāo)回波信號。

在本發(fā)明的另外一個實施例中，中頻延時模塊301根據(jù)太赫茲雷達(dá)系統(tǒng)體目標(biāo)回波的要求，可以采用一個多路光電延時模塊，如圖3所示，所述的多路光電延時模塊包含依次通過光路連接的第一隔離器3011、衰減器3012、激光器3013、光分束器3020、若干個第一光開關(guān)3014、若干個光纖組3015、若干個第二光開關(guān)3016、光合束器3021、探測器3017、放大器3018及第二隔離器3019，其中，所述的光分束器3020通道數(shù)、光合束器3021的通道數(shù)、第一光開關(guān)3014的個數(shù)、光纖組3015的個數(shù)及第二光開關(guān)3016的個數(shù)對應(yīng)，所述的其實質(zhì)是在單路光電延時模塊上增加光分束器3020和光合束器3021，完成多路點目標(biāo)信號的延時和合成，再根據(jù)中頻衰減器調(diào)整信號的幅度，形成中頻頻段的體目標(biāo)信號，之后通過上變頻產(chǎn)生太赫茲頻段體目標(biāo)信號，較佳地，在本實施例中，產(chǎn)生7點體目標(biāo)回波信號，每點目標(biāo)信號有8路延時。

盡管本發(fā)明的內(nèi)容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實施例作了詳細(xì)介紹，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到上述的描述不應(yīng)被認(rèn)為是對本發(fā)明的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對于本發(fā)明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來限定。