[发明专利]一种提高太赫兹被动成像单元灵敏度的调制解调方法

说明书

本发明公开了一种提高太赫兹被动成像单元灵敏度的调制解调方法，包括：噪声源调制模块、与所述噪声源调制模块信号连接的数据采集模块及与所述数据采集模块信号连接的解调模块；所述噪声源调制模块包括开关及与所述开关信号连接的噪声源与噪声源调制控制电路，所述噪声源调制控制电路用于调制所述噪声源的输出和截止的频率；所述数据采集模块包括与功率探测器及与所述功率探测器信号连接的模数转换器；所述解调模块包括解调电路。根据本发明，功率放大器等器件引入的低频噪声，采用新的调制解调方法和系统结构，实现了一种有效的1/f噪声滤除方法，可以大幅度提高被动成像单元探测的灵敏度，改善获取图像的噪声污染问题，提高图像的分辨率。

技术领域

本发明涉及调制解调法降低噪声提高探测灵敏度和成像质量的技术领域，特别涉及一种提高太赫兹被动成像单元灵敏度的调制解调方法。

背景技术

太赫兹(THz)成像技术在医学、生物、工业、军事及安全监测等领域都具有非常重要的应用前景。太赫兹辐射(1THz＝10¹²Hz)是指频率在0.1Hz到10THz(波长在3mm到30μm)之间的电磁波，其波段介于毫米波和红外光之间。由于太赫兹波对于塑料、纸片、纺织品以及皮革等材料的穿透性很强，对生物组织不会造成电离损伤，且与毫米波相比具有更高的成像分辨率。因此现阶段太赫兹成像已经成了X射线成像、超声波成像、毫米波成像等技术的有力补充。

根据黑体辐射原理，温度高于绝对零值的每个对象都将发射带有自身固有信息的特征毫米波，通过仅从物体接收自主的太赫兹波、毫米波辐射，可以非侵入式地识别物体。原则上，太赫兹波(毫米波)被动成像系统中没有人造辐射源源可以照亮目标物体。因此，对于检查员和被检查物体都是绝对安全的，但由于硬件的限制以及成像系统自身的物理特性，使得该成像系统获取的图像中存在着较严重的噪声污染以及一定程度上的失真，这导致了图像分辨率的下降。在存在的噪声中，由前端功率放大器内部引入的低频噪声(1/f噪声)对成像精度的影响较为明显。

发明内容

针对现有技术中存在的不足之处，本发明的目的是提供一种提高太赫兹被动成像单元灵敏度的调制解调方法，功率放大器等器件引入的低频噪声(1/f噪声)，采用新的调制解调方法和系统结构，实现了一种有效的1/f噪声滤除方法，可以大幅度提高被动成像单元探测的灵敏度，改善获取图像的噪声污染问题，提高图像的分辨率。为了实现根据本发明的上述目的和其他优点，提供了一种提高太赫兹被动成像单元灵敏度的调制解调系统，包括：

噪声源调制模块、与所述噪声源调制模块信号连接的数据采集模块及与所述数据采集模块信号连接的解调模块；

所述噪声源调制模块包括开关及与所述开关信号连接的噪声源与噪声源调制控制电路，所述噪声源调制控制电路用于调制所述噪声源的输出和截止的频率；

所述数据采集模块包括功率探测器及与所述功率探测器信号连接的模数转换器；

所述解调模块包括解调电路。

优选的，所述噪声源调制模块包括开关、与所述开关信号连接RF射频源与噪声源调制控制电路。

优选的，所述噪声源调制模块包括开关、与所述开关信号连接电光调制器与噪声源调制控制电路，所述电光调制器信号连接有红外源与RF射频源。

优选的，一种提高太赫兹被动成像单元灵敏度的调制解调方法，包括以下步骤：

S1、通过噪声源调制模块中的噪声源调制控制电路控制噪声源产生时有时无的载波信号，实现对待测对象发出目标辐射信号的调制；

S2、功率探测器将输入信号的强度转化为一电压信号。将步骤S1的待测输入信号和载波信号混合后，由于噪声源输出功率够大，功率探测器在检测到噪声时饱和；而在噪声源截止时，输出即为目标辐射信号的THz波段辐射产生的输出真实值以及功率探测器中含有的低频噪声n(t)。功率放大器的输出公式如下：

n为自然数，周期T，