太赫茲波泛指頻率在100GHz到10THz之間的電磁波,又稱為亞毫米波或者遠紅外光。其電磁頻譜處于傳統(tǒng)電子學(xué)向光子學(xué)的過渡區(qū),因此具有頻帶寬、量子能量低、透射性好等優(yōu)點。太赫茲技術(shù)在高速通信、生物醫(yī)療、射電天文、空間探測、安全檢測等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。在眾多應(yīng)用中,成像技術(shù)一直是太赫茲科學(xué)領(lǐng)域的前沿課題和研究熱點,受到了各國政府和科研機構(gòu)的高度重視。太赫茲成像系統(tǒng)可以實現(xiàn)高分辨率成像、微小目標探測、復(fù)雜環(huán)境下的目標探測以及隱身目標探測,可用于戰(zhàn)場環(huán)境偵察、公共場所安全檢查、醫(yī)學(xué)疾病診斷、無損探傷等領(lǐng)域。太赫茲成像前端的研究水平,包括高穩(wěn)定度太赫茲波源和高靈敏度探測器的性能指標,一直是決定太赫茲成像技術(shù)發(fā)展水平的關(guān)鍵因素。本文基于固態(tài)太赫茲技術(shù),從半導(dǎo)體器件機理和建模入手,對太赫茲成像系統(tǒng)中的關(guān)鍵電路（倍頻器和混頻器）開展深入研究,旨在打破國外的技術(shù)壟斷,開發(fā)出具有自主知識產(chǎn)權(quán)的太赫茲肖特基二極管、高性能太赫茲關(guān)鍵電路和太赫茲成像前端,推動太赫茲成像系統(tǒng)的全面國產(chǎn)化。本文主要研究內(nèi)容包括以下幾個方面:（1）太赫茲混頻技術(shù)�；祛l器是太赫茲接收機的核心電路,決定了接收機的整體性能。本文自... 

【文章來源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：202 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

太赫茲波在不同濕度下的大氣衰減特性[13]

電子科技大學(xué)博士學(xué)位論文microbolometer)[36,37]。隨著技術(shù)的發(fā)展，基于全固態(tài)電路的毫米波和太赫茲收發(fā)前端和成像系統(tǒng)已經(jīng)成為新興的研究熱點。2006年，德國埃爾朗根大學(xué)報道了基于W波段多通道輻射計的焦平面成像被動成像系統(tǒng)[38]。該系統(tǒng)前端為四通道迪克式輻射計。這種迪克式輻射計可以很大程度上降低增益波動對輻射計的影響，提高四個通道間的均衡度。每個通道前端由單刀單擲開關(guān)、W波段低噪聲放大器與下變頻接收鏈路組成，如圖1-2(a)所示。系統(tǒng)帶寬為2GHz，接收前端的噪聲溫度為1473K。積分時間為40ms時，輻射計的亮溫靈敏度為0.39K。成像前端的實物圖如圖1-2(b)所示，系統(tǒng)對汽車成像的效果圖如圖1-2(c)所示，最遠成像距離可達20m，視場范圍不小于±13。(a)(b)(c)圖1-2德國埃爾朗根大學(xué)報道的W波段多通道焦平面被動成像系統(tǒng)[38]。(a)四通道輻射計結(jié)構(gòu)示意圖；(b)成像前端實物圖；(c)汽車的成像效果圖4

第一章緒論2008年德國高頻物理與雷達技術(shù)研究所（FHR）報道了基于迪克式輻射計220GHz被動成像系統(tǒng)[39]。系統(tǒng)外形如圖1-3(a)所示，包含一個卡塞格倫天線，采用機械掃描方式成像。作為前端的220GHz輻射計如圖1-3(b)所示，主要由饋源喇叭天線、三級低噪聲放大器和檢波器組成。輻射計中心頻率為220GHz,系統(tǒng)帶寬大于10GHz，噪聲溫度為2000K，亮溫靈敏度為0.45K。該被動成像系統(tǒng)的成像距離為10m，身上隱藏炸彈的人與自行車立于吸波材料前的成像效果圖如圖1-3(c)所示，實驗結(jié)果表明該系統(tǒng)具有較好的成像結(jié)果。(a)(b)(c)圖1-3德國FHR報道的220GHz被動成像系統(tǒng)[39]。(a)系統(tǒng)實物照片；(b)220GHz輻射計外形圖；(c)系統(tǒng)成像效果圖歐盟第七框架計劃于2013-2016年間，開展了“TeraScreen”計劃，旨在開發(fā)具有自動識別和檢測功能的多頻段、多模式的太赫茲實時成像系統(tǒng)。2014年，歐洲的專家學(xué)者們報道了基于主被動復(fù)合成像技術(shù)的“TeraScreen”太赫茲成像系統(tǒng)[35],系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)如圖1-4所示。被動成像子系統(tǒng)包含94GHz，220GHz，360GHz三個工作頻段。多頻段被動成像子系統(tǒng)結(jié)合了94GHz頻段電磁波對衣服的高穿透性和360GHz頻段成像系統(tǒng)的高分辨率優(yōu)勢,同時利用不同頻段物體不同的反射率和折射率，可以更好體現(xiàn)物體特征[40]。主動成像子系統(tǒng)的工作頻率為360GHz，工作5

【參考文獻】：
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碩士論文
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本文編號：3581319