[实用新型]一种位置触发式太赫兹连续波扫描成像系统

说明书

本实用新型公开了一种位置触发式太赫兹连续波扫描成像系统，包括矢量网络分析仪，所述矢量网络分析仪分别连接至扩频模块、扫描台及上位机，所述扫描台还连接至上位机；扩频模块放置在升降台上，所述升降台用于调节扩频模块距离测试样品的水平、垂直位置；扫描台上固定有测试样品；上位机通过配置测试样品扫描参数、发送扫描指令、控制扫描台的运动；所述上位机完成矢量网络分析仪的参数设置、S参数的读取及测试样品扫描成像显示。本实用新型的扫描台提供TTL电平脉冲信号作为矢量网络分析仪的外部触发控制信号，改变采样点S参数软件随机采集模式，有效保证了采样点S参数采集时序与扫描成像点位置的同步性。

技术领域

本实用新型涉及太赫兹波成像技术领域，特别是涉及一种位置触发式太赫兹连续波扫描成像系统。

背景技术

太赫兹连续波是指在太赫兹源的整个发射周期内，都有波形的持续输出，虽然太赫兹连续波成像技术不能像脉冲成像技术一样获取样品的频域和时域信息，但连续的太赫兹波源可以提供比脉冲源更高的辐射强度，探测更深厚度的样品，具备较快的成像速度，而且其探测形式比脉冲形式探测简单得多，可以简化系统的复杂程度，成本也相对较低，更容易推广应用。

使用微波矢量网络分析仪和扩频模块可以实现太赫兹波束的发射、接收，但在S参数(S11、S21、S12、S22)的测量过程中，一般需要手动设置矢量网络分析仪的各种参数；若要进行基于S参数的太赫兹连续波成像算法，还需要通过移动存储设备将信号数据拷贝到计算机上进行分析和计算，操作效率比较较低。同时，反复对矢量网络分析仪进行人工操作、数据拷贝容易造成仪器的磨损，不利用仪器的保护。

现有的采用S参数的太赫兹连续波扫描成像系统，在测试样品采样点瞬间，计算机读取S参数通常采用软件触发模式、随机读取，不能有效保证采样点采集时序与样品扫描步进时序的同步性。

总之，现有的采用S参数的太赫兹连续波扫描成像系统存在诸多问题，无法满足现有的需求，亟需一种新型的太赫兹连续波扫描成像系统。

实用新型内容

为了解决现有技术的不足，本实用新型的目的之一是提供了一种位置触发式太赫兹连续波扫描成像系统，它具有减少对仪器的磨损，系统扩展灵活、性能稳定，自动化程度高的优点。

一种位置触发式太赫兹连续波扫描成像系统，包括矢量网络分析仪，所述矢量网络分析仪分别连接至扩频模块、扫描台及上位机，所述扫描台通过串行总线与上位机连接；

所述扩频模块放置在升降台上，所述升降台用于调节扩频模块距离测试样品的水平、垂直位置；

所述扫描台上固定有测试样品，由扫描台驱动实现测试样品二维平面内连续运动；在测试样品扫描过程中，每扫过一个设定的步距，扫描台输出一个电平脉冲信号，该脉冲信号传输到矢量网络分析仪的触发信号输入端口；

进一步的，所述矢量网络分析仪提供射频信号源和本振信号源，包含至少两个信号输出端口、一个参考信号接收机端口、一个测量信号接收机端口、一个触发信号输入端口。

进一步的，所述扩频模块包括射频信号输入端口、本振信号输入端口、参考中频输出端口、测量中频输出端口、收发共用喇叭天线。

进一步的，所述上位机通过LAN口与微波矢量网络分析仪连接。

进一步的，所述升降台用于调节扩频模块距离测试样品的水平、垂直位置，测试样品扫描前，将扩频模块的收发共用喇叭天线与测试样品的水平距离调节到不小于5厘米。

进一步的，所述扩频模块将矢量网络分析仪提供的射频信号进行功放、倍频处理，倍频到太赫兹波段，并通过收发共用喇叭天线发射至测试样品，收发共用喇叭天线接收测试样品反射回来的太赫兹波回波信号；

所述扩频模块将部分太赫兹源信号与本振信号进行混频后获取中频信号作为参考信号输出至微波矢量网络分析仪参考中频接收机端；