[发明专利]一种高分辨率太赫兹特征谱线精密测试装置及测试方法

权利要求书

1.一种高分辨率太赫兹特征谱线精密测试装置，其特征在于，包括微波激励单元、开关矩阵、太赫兹信号发生与合路单元、太赫兹信号探测与合路单元、样品室、太赫兹透镜一、太赫兹透镜二、数据采集单元、集成型适配器、集线器和工控机；

所述太赫兹信号发生与合路单元包括7个太赫兹信号发生与耦合链路、合路波导一和超宽带片上天线一；所述太赫兹信号探测与合路单元包括超宽带片上天线二、合路波导二和7个太赫兹信号探测链路；

所述微波激励单元产生两路微波信号输入开关矩阵，一路微波信号作为本振信号经开关矩阵输出7路本振信号一和7路本振信号二，7路本振信号一分别与7个不同频段的太赫兹信号发生与耦合链路相连，7路本振信号二分别与7个不同频段的太赫兹信号探测链路相连；另一路微波信号作为射频信号经开关矩阵依次输出7路射频信号，7路射频信号分别与7个太赫兹信号发生与耦合链路相连；

所述太赫兹信号发生与耦合链路产生的太赫兹信号经合路波导一、超宽带片上天线一以及太赫兹透镜一到达样品室，在样品室内与待测样品相互作用，透过样品的太赫兹信号，再经太赫兹透镜二、超宽带片上天线二和合路波导二到达太赫兹信号探测链路；

所述太赫兹信号发生与耦合链路得到的参考中频信号经开关矩阵传输至数据采集单元；太赫兹信号探测链路得到的测试中频信号经开关矩阵传输至数据采集单元。

2.根据权利要求1所述的一种高分辨率太赫兹特征谱线精密测试装置，其特征在于，所述合路波导一和合路波导二组成相同，均包括依次间隔设置的6个不同频段的低通滤波器和6个不同频段的高通滤波器，所述合路波导一和合路波导二的输入端为7路标准矩形波导，频率分别为0.11THz～0.17THz、0.17THz～0.26THz、0.26THz～0.4THz、0.4THz～0.6THz、0.6THz～0.9THz、0.9THz～1.4THz和1.4THz～2.2THz7个频段，通过转换为微带线，结合利用高通滤波器和低通滤波器实现7个频段太赫兹信号的同端口辐射。

3.根据权利要求1所述的一种高分辨率太赫兹特征谱线精密测试装置，其特征在于，所述微波激励单元包括11GHz源模块一、11GHz源模块二、21GHz源模块一、21GHz源模块二、21GHz定向耦合器组成；所述11GHz源模块一和11GHz源模块二经过同时基处理，能够产生同频同相的4GHz～11GHz微波信号；21GHz源模块一和21GHz源模块二分别在11GHz源模块一和11GHz源模块二产生的微波信号的激励下，经过倍频产生工作频率覆盖9GHz-21GHz、频率分辨率达到1×10^-3Hz、信号功率≥20dBm的微波信号一和微波信号二，所述微波信号一作为本振信号输出，微波信号二作为射频信号输出，同时经21GHz定向耦合器输入到数据采集单元中的混频模块，与参考中频信号进行混频。

4.根据权利要求1所述的一种高分辨率太赫兹特征谱线精密测试装置，其特征在于，所述开关矩阵提供1个射频信号输入端口，1个本振信号输入端口，1个参考中频信号输出端口，1个测试中频信号输出端口，7个射频信号输出端口，14个本振信号输出端口，7个参考中频信号输入端口，7个测试中频信号输入端口，通道间隔离度≥90dB；所述1个射频信号输入端口和1个本振信号输入端口与微波激励单元相连，所述1个参考中频信号输出端口和1个测试中频信号输出端口与数据采集单元相连，所述7个射频信号输出端口、7个参考中频信号输入端口以及7个本振信号输出端口分别与7个太赫兹信号发生与耦合链路相连，所述7个本振信号输出端口、7个测试中频信号输入端口分别与7个太赫兹信号探测链路相连。