基于太赫兹漏波天线的实时探测系统以及方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114216853A(43)申请公布日2022.03.22(21)申请号202111520311.7(22)申请日2021.12.13(71)申请人清华大学地址100084北京市海淀区双清路30号(72)发明人郑小平张德鉴邓晓娇耿华刘佳明李熠豪(74)专利代理机构北京润泽恒知识产权代理有限公司11319代理人苟冬梅(51)Int.Cl.G01N21/01(2006.01)G01N21/3581(2014.01)权利要求书2页说明书7页附图3页(54)发明名称基于太赫兹漏波天线的实时探测系统以及方法(57)摘要本申请提供一种基于太赫兹漏波天线的实时探测系统以及方法，属于检测技术领域。所述系统包括：控制配电模块用于根据目标物质在太赫兹频段的吸收特征，确定对应的调制信号；发射模块用于根据调制信号输出目标频段的太赫兹波，并馈入漏波天线；漏波天线用于将目标频段的太赫兹波转换为多个不同角度的单频太赫兹信号辐射到自由空间；反射模块用于将自由空间内多个不同角度的单频太赫兹信号进行汇聚；接收模块用于接收汇聚的太赫兹波并发送至信号处理模块；信号处理模块用于根据接收模块发送的太赫兹波得到光谱信息，基于漏波天线的频谱‑空间分解特性进行反演，确定目标物质对于漏波天线的实时相对位置。本申请能够提高检测气体的实时性的效果。CN114216853ACN114216853A权利要求书1/2页1.一种基于太赫兹漏波天线的实时探测系统，其特征在于，所述系统包括控制配电模块、发射模块、漏波天线、反射模块、接收模块以及信号处理模块；所述控制配电模块，用于向所述发射模块、所述接收模块以及所述信号处理模块进行配电，还用于根据目标物质在太赫兹频段的吸收特征，产生所述目标物质对应的调制信号；所述发射模块，用于根据所述目标物质对应的调制信号输出待定目标频段的太赫兹波，并将所述目标频段的太赫兹波馈入所述漏波天线；所述漏波天线，用于将馈入的目标频段的太赫兹波转换为多个不同角度的单频太赫兹信号，以辐射到自由空间；所述反射模块，用于将自由空间内多个不同角度的单频太赫兹信号进行汇聚，以便所述接收模块进行接收；所述接收模块，用于接收经所述反射模块汇聚的太赫兹波，并发送至所述信号处理模块；所述信号处理模块，用于根据所述接收模块发送的所述太赫兹波，得到光谱信息，基于所述漏波天线的频谱‑空间分解特性进行反演，确定所述目标物质对于所述漏波天线的实时相对位置。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述发射模块通过空间馈电或集成馈电的方式馈入所述漏波天线。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述漏波天线包括太赫兹平行板波导天线或金属波纹漏波天线。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述反射模块包括椭圆柱面反射镜，所述漏波天线设置在所述椭圆柱面反射镜的一个焦点上，所述接收模块设置在所述椭圆柱面反射镜的另一个焦点上。5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制配电模块还包括调制信号生成器，所述调制信号生成器用于生成所述目标物质对应的高斯调制正弦波信号，或分段正弦调频信号。6.根据权利要求1‑5所述的系统，其特征在于，所述系统检测的所述目标物质包括在太赫兹频段有吸收特征的气体、固体或者液体。7.一种基于太赫兹漏波天线的实时探测方法，其特征在于，应用于基于太赫兹漏波天线的实时探测系统，所述方法包括：根据目标物质在太赫兹频段的吸收特征，产生所述目标物质对应的调制信号；根据所述目标物质对应的调制信号输出目标频段的太赫兹波，并将所述目标频段的太赫兹波馈入漏波天线，通过所述漏波天线将馈入的目标频段的太赫兹波转换为多个不同角度的单频太赫兹信号，以辐射到自由空间；将自由空间内多个不同角度的单频太赫兹信号进行汇聚，以便进行接收，并根据接收的所述太赫兹波，得到光谱信息，基于所述漏波天线的频谱‑空间分解特性进行反演，确定所述目标物质对于所述漏波天线的实时相对位置，并估计所述目标物质的运动轨迹。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，根据目标物质在太赫兹频段的吸收特征，产生所述目标物质对应的调制信号，包括：响应于针对所述目标物质的吸收特征的输入操作，产生所述目标物质对应的调制信2CN114216853A权利要求书2/2页号，并将所述目标频段的太赫兹波馈入漏波天线。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，产生所述目标物质对应的调制信号，包括：获取预存的目标查询表，所述目标查询表中包括多个样本物质各自对应的调制信号；从所述目标查询表中，获取与所述目标物质对应的调制信号，以产生所述目标物质对应的调制信号。3CN114216853A说明书1/7页基于太赫兹漏波天线的实时探测系统以及方法技术领域[0001]本申请实施例涉及检测的技术领域