專利名稱：基于單支連續(xù)太赫茲激光源的rcs測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于單支連續(xù)太赫茲激光源的RCS測量裝置，屬于太赫茲雷達(dá)散射截面測量技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
太赫茲(Terahertz，簡稱THz)輻射通常指的是頻率在0. I-IOTHz范圍內(nèi)的電磁輻射，此波段內(nèi)的電磁輻射可以穿透大多數(shù)非金屬非極性物質(zhì)。太赫茲雷達(dá)相對(duì)于其他波段雷達(dá)，具有適中的搜索能力、覆蓋范圍和空間分辨率，是目前國內(nèi)外太赫茲技術(shù)研究的重點(diǎn)課題。雷達(dá)散射截面(radar cross section，縮寫RCS)是雷達(dá)中的重要參數(shù)，對(duì)雷達(dá)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、目標(biāo)識(shí)別和隱身技術(shù)都具有重要的指導(dǎo)意義。由于理論計(jì)算不能給出目標(biāo)精確的實(shí)際RCS，因此目標(biāo)實(shí)際RCS的測量至關(guān)重要。利用太赫茲源不僅可以測量太赫茲波段的 RCS，還可以通過頻率縮比技術(shù)對(duì)大尺寸目標(biāo)縮比模型的測量，獲得微波波段大尺寸目標(biāo)的 RCS,從而大大降低大尺寸目標(biāo)微波波段RCS測量成本并縮短測量周期。截止目前，國際上只有美國、德國、丹麥和芬蘭對(duì)球體、飛機(jī)和坦克縮比模型、圓柱體等目標(biāo)進(jìn)行了 RCS測量。國外太赫茲RCS測量裝置所使用THz源可劃分為3類飛秒激光器泵浦晶體的THz激光器，兩支C02激光泵浦氣體THz激光器，信號(hào)合成器或網(wǎng)絡(luò)分析儀。 截至目前，第一種THz源的測量波段在0. 1-2THZ，第三種THz源的測量波段小于0. 75THz, 而利用兩支C02激光泵浦氣體THz激光器的測量波段不超過1. 56THz,尚沒有2. 52THz波段的測量報(bào)道。使用飛秒激光器泵浦晶體的THz激光器或兩支C02激光泵浦氣體THz激光器的目標(biāo)RCS測量裝置，其體積龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制作和使用成本高。此外，截至目前，現(xiàn)有的太赫茲RCS測量裝置中，均沒有調(diào)節(jié)擴(kuò)束比的裝置，只能針對(duì)尺寸相差不大的目標(biāo)進(jìn)行測量。測量尺寸相差較大的不同目標(biāo)時(shí)，如不改變照射到測量目標(biāo)的平行光束尺寸，勢(shì)必會(huì)產(chǎn)生較大的測量誤差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為了解決2. 52THz波段的不同尺寸目標(biāo)雷達(dá)散射截面的測量問題，提供一種基于單支連續(xù)太赫茲激光源的RCS測量裝置。本發(fā)明所述基于單支連續(xù)太赫茲激光源的RCS測量裝置，它包括C02激光泵浦連續(xù)太赫茲激光器、斬波器、分光片、電控可變擴(kuò)束比裝置、P3離軸拋物面鏡、P2離軸拋物面鏡、精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)、Ml全反鏡、Pl離軸拋物面鏡、散射信號(hào)探測器、第一鎖相放大器模塊、計(jì)算機(jī)和斬波器的驅(qū)動(dòng)器，C02激光泵浦連續(xù)太赫茲激光器輸出的平行光束經(jīng)斬波器斬波后入射至分光片， 經(jīng)分光片透射的透射光束經(jīng)電控可變擴(kuò)束比裝置擴(kuò)束后，入射至P3離軸拋物面鏡，P3離軸拋物面鏡將其入射光束反射后入射至P2離軸拋物面鏡，再經(jīng)P2離軸拋物面鏡反射后，入射至精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)上的待測目標(biāo)或標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)，經(jīng)待測目標(biāo)或標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)散射的后向散射光束入射至Ml全反鏡，Ml全反鏡反射的光束經(jīng)Pl離軸拋物面鏡反射后，形成的輸出光束被散射信號(hào)探測器的光敏面接收，散射信號(hào)探測器的電信號(hào)輸出端連接第一鎖相放大器模塊的電信號(hào)輸入端，第一鎖相放大器模塊的放大信號(hào)輸出端連接計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)采集卡的探測信號(hào)輸入端，斬波器的驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端連接斬波器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入端，斬波器的驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端同時(shí)連接數(shù)據(jù)采集卡的觸發(fā)信號(hào)輸入端和第一鎖相放大器模塊的參考信號(hào)輸入端；所述C02激光泵浦連續(xù)太赫茲激光器輸出的平行光束、P2離軸拋物面鏡反射的光束及Pl離軸拋物面鏡反射形成的輸出光束的光軸相互平行；所述計(jì)算機(jī)內(nèi)部還包括電控可變擴(kuò)束控制模塊和待測目標(biāo)RCS反演計(jì)算模塊，電控可變擴(kuò)束控制模塊用于根據(jù)待測目標(biāo)尺寸，設(shè)置電控可變擴(kuò)束比裝置的相應(yīng)參數(shù)；目標(biāo)RCS反演計(jì)算模塊用于根據(jù)計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)采集卡采集的數(shù)據(jù)計(jì)算獲得待測目標(biāo)的RCS。所述測量裝置還包括P4離軸拋物面鏡、參考信號(hào)探測器和第二鎖相放大器模塊，分光片的反射光入射至P4離軸拋物面鏡，經(jīng)P4離軸拋物面鏡反射形成的輸出光束被參考信號(hào)探測器的光敏面接收，參考信號(hào)探測器的電信號(hào)輸出端連接第二鎖相放大器模塊的電信號(hào)輸入端，第二鎖相放大器模塊的放大信號(hào)輸出端連接計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)采集卡的參考信號(hào)輸入端；第二鎖相放大器模塊的參考信號(hào)輸入端連接斬波器的驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端。所述精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)由標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)電控平移臺(tái)和待測目標(biāo)電控平移臺(tái)組成，所述標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)電控平移臺(tái)和待測目標(biāo)電控平移臺(tái)上的滑道相互平行，標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)固定架通過固定底板與標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)電控平移臺(tái)的平移臺(tái)面連接，標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)固定架的上端面上固定標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)，標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)臺(tái)面上設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)，待測目標(biāo)固定架通過固定底板與待測目標(biāo)電控平移臺(tái)的平移臺(tái)面連接，待測目標(biāo)固定架的上端面上固定待測目標(biāo)電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)，待測目標(biāo)電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)臺(tái)面上設(shè)置待測目標(biāo)；所述計(jì)算機(jī)內(nèi)部還設(shè)置平臺(tái)控制模塊，平臺(tái)控制模塊用于控件兩個(gè)目標(biāo)電控平移臺(tái)步進(jìn)電機(jī)工作，所述兩個(gè)目標(biāo)電控平移臺(tái)步進(jìn)電機(jī)分別用于驅(qū)動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)固定架和待測目標(biāo)固定架沿其所在的電控平移臺(tái)的滑道運(yùn)動(dòng)， 平臺(tái)控制模塊還用于控制兩個(gè)目標(biāo)電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)步進(jìn)電機(jī)電機(jī)工作，所述兩個(gè)目標(biāo)電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)步進(jìn)電機(jī)分別用于驅(qū)動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)和待測目標(biāo)電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。所述測量裝置還包括M2全反鏡，精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)位于所述M2全反鏡的反射面與P2 離軸拋物面鏡之間，P2離軸拋物面鏡的反射光入射至M2全反鏡的反射面，所述M2全反鏡的反射面法線與其入射光的光軸之間的夾角大于45度并且小于90度。所述測量裝置還包括屏蔽艙，屏蔽艙用于將電控可變擴(kuò)束比裝置、P3離軸拋物面鏡、P2離軸拋物面鏡、精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)、Ml全反鏡、Pl離軸拋物面鏡和M2全反鏡罩于其內(nèi)，所述屏蔽艙的艙壁上設(shè)置有入射窗口和出射窗口，分光片的透射光通過所述入射窗口入射至電控可變擴(kuò)束比裝置的光接收端，Pl離軸拋物面鏡的反射光通過所述出射窗口入射至散射信號(hào)探測器的光敏面。所述待測目標(biāo)或標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)的入射光束與散射光束的夾角小于5°。計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)采集卡的型號(hào)為PCI-1716。所述電控可變擴(kuò)束比裝置包括第一全反鏡、第二全反鏡、離軸拋物面鏡、一組置換離軸拋物面鏡、第一電控平移臺(tái)、第二電控平移臺(tái)、第三電控平移臺(tái)、第一電控升降臺(tái)、第二電控升降臺(tái)、第一電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)、第二電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)、第三電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)、第四電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)、第一固定支架、第二固定支架、光學(xué)平臺(tái)和控制器，離軸拋物面鏡與一組置換離軸拋物面鏡中的任一個(gè)組成共焦離軸拋物面鏡組，第一全反鏡固定安裝在第三電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)臺(tái)面上，且所述第一全反鏡的反射面與該第三電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)臺(tái)面相垂直，第三電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)的底面固定在第一固定支架的上端面，一組置換離軸拋物面鏡沿豎直方向依次固定安裝在第一電控升降臺(tái)的升降臺(tái)面上，所述第一電控升降臺(tái)的固定部件固定安裝在第一電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)臺(tái)面上，第一固定支架和第一電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)均固定安裝在第三電控平移臺(tái)上，并分別通過固定底板與所述第三電控平移臺(tái)滑動(dòng)連接，第一電控平移臺(tái)和第二電控平移臺(tái)相對(duì)平行固定安裝在光學(xué)平臺(tái)上；第三電控平移臺(tái)跨接在第一電控平移臺(tái)和第二電控平移臺(tái)之間，并且第三電控平移臺(tái)的兩端分別通過固定底板與第一電控平移臺(tái)和第二電控平移臺(tái)滑動(dòng)連接，離軸拋物面鏡通過固定底板與第二電控升降臺(tái)的升降臺(tái)面連接，第二電控升降臺(tái)固定安裝在第二電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)臺(tái)面上；第二全反鏡固定安裝在第四電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)臺(tái)面上，第四電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)固定在第二固定支架上；第二電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)和第二固定支架固定安裝在光學(xué)平臺(tái)上；控制器由運(yùn)動(dòng)平臺(tái)控制模塊、微調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)控制模塊和擴(kuò)束參數(shù)設(shè)置模塊組成，運(yùn)動(dòng)平臺(tái)控制模塊用于控制電控平移臺(tái)步進(jìn)電機(jī)工作，所述步進(jìn)電機(jī)用于驅(qū)動(dòng)第一電控平移臺(tái)和第二電控平移臺(tái)的運(yùn)動(dòng)臺(tái)面，使第三電控平移臺(tái)沿第一電控平移臺(tái)和第二電控平移臺(tái)的導(dǎo)軌同步平移運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)平臺(tái)控制模塊還用于控制第一升降步進(jìn)電機(jī)工作， 所述第一升降步進(jìn)電機(jī)用于驅(qū)動(dòng)第一電控升降臺(tái)的升降臺(tái)面做升降運(yùn)動(dòng)；微調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)控制模塊用于分別控制四個(gè)旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)和第二升降步進(jìn)電機(jī)工作，所述四個(gè)旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)分別用于驅(qū)動(dòng)第一電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)、第二電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)、第三電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)和第四電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；所述第二升降步進(jìn)電機(jī)用于驅(qū)動(dòng)第二電控升降臺(tái)的升降臺(tái)面做升降運(yùn)動(dòng)；擴(kuò)束參數(shù)設(shè)置模塊用于設(shè)置第一全反鏡、第二全反鏡、離軸拋物面鏡和置換離軸拋物面鏡的擴(kuò)束比參數(shù)。所述一組置換離軸拋物面鏡為三個(gè)置換離軸拋物面鏡。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是本發(fā)明基于單支(X)2激光泵浦連續(xù)太赫茲源實(shí)施RCS測量，實(shí)現(xiàn)了 2. 52THz波段對(duì)目標(biāo)RCS的測量，本發(fā)明所述測量裝置具有相對(duì)體積小、結(jié)構(gòu)簡單、簡單易操作等優(yōu)點(diǎn)；同時(shí)，針對(duì)不同尺寸的測試目標(biāo)，通過調(diào)節(jié)電控可變擴(kuò)束比裝置改變光束的擴(kuò)束比，即改變照射目標(biāo)的平行光束尺寸，實(shí)現(xiàn)了不同尺寸目標(biāo)采用不同尺寸光束測量的目的，以此來減小測量誤差，實(shí)現(xiàn)高精度測量。本發(fā)明所述測量裝置采用參照測量方法，即通過對(duì)已知RCS的標(biāo)準(zhǔn)金屬球和待測目標(biāo)(或校準(zhǔn)目標(biāo))的后向散射回波信號(hào)能量的測量，由計(jì)算機(jī)根據(jù)兩者后向散射回波信號(hào)能量的比例關(guān)系，反演計(jì)算獲得待測目標(biāo)(或校準(zhǔn)目標(biāo))的絕對(duì)RCS，同時(shí)，為了解決測量過程中激光器輸出能量漂移對(duì)測量的影響，本發(fā)明使用對(duì)標(biāo)準(zhǔn)金屬球進(jìn)行探測的參考信號(hào)探測器的能量測量結(jié)果對(duì)待測目標(biāo)(或校準(zhǔn)目標(biāo))的散射信號(hào)探測器的能量測量結(jié)果進(jìn)行修正，能夠進(jìn)一步提高待測目標(biāo)(或校準(zhǔn)目標(biāo))RCS測量精度。本發(fā)明采用單支C02激光泵浦THz激光器輸出的激光束作為激光源實(shí)現(xiàn)2. 52THz 的目標(biāo)RCS測量，制作和使用成本低。


圖1為本發(fā)明所述RCS測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖2為精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖3為電控可變擴(kuò)束比裝置的結(jié)構(gòu)示意圖4為電控可變擴(kuò)束比裝置的擴(kuò)束原理示意圖5為電控可變擴(kuò)束比裝置中控制器的功能流程示意圖
圖6為電控可變擴(kuò)束比裝置的工作過程流程圖7為本發(fā)明校準(zhǔn)目標(biāo)的RCS測量步驟流程圖8為本發(fā)明待測目標(biāo)的RCS測量步驟流程圖9為計(jì)算機(jī)的功能結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式具體實(shí)施方式
一下面結(jié)合圖1至圖9說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述基于單支連續(xù)太赫茲激光源的RCS測量裝置，它包括C02激光泵浦連續(xù)太赫茲激光器1、斬波器2、分光片3、電控可變擴(kuò)束比裝置4、P3離軸拋物面鏡5-1、P2離軸拋物面鏡5-2、精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái) 6、Ml全反鏡7-1、Pl離軸拋物面鏡5-3、散射信號(hào)探測器8_1、第一鎖相放大器模塊9_1、計(jì)算機(jī)10和斬波器的驅(qū)動(dòng)器，C02激光泵浦連續(xù)太赫茲激光器1輸出的平行光束經(jīng)斬波器2斬波后入射至分光片3，經(jīng)分光片3透射的透射光束經(jīng)電控可變擴(kuò)束比裝置4擴(kuò)束后，入射至P3離軸拋物面鏡5-1，P3離軸拋物面鏡5-1將其入射光束反射后入射至P2離軸拋物面鏡5-2，再經(jīng)P2離軸拋物面鏡5-2反射后，入射至精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)6上的待測目標(biāo)或標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)，經(jīng)待測目標(biāo)或標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)散射的后向散射光束入射至Ml全反鏡7-1，Ml全反鏡7-1反射的光束經(jīng)Pl離軸拋物面鏡5-3反射后，形成的輸出光束被散射信號(hào)探測器8-1的光敏面接收，散射信號(hào)探測器
8-1的電信號(hào)輸出端連接第一鎖相放大器模塊9-1的電信號(hào)輸入端，第一鎖相放大器模塊
9-1的放大信號(hào)輸出端連接計(jì)算機(jī)10的數(shù)據(jù)采集卡的探測信號(hào)輸入端，斬波器的驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端連接斬波器2的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入端，斬波器的驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端同時(shí)連接數(shù)據(jù)采集卡的觸發(fā)信號(hào)輸入端和第一鎖相放大器模塊9-1的參考信號(hào)輸入端；所述C02激光泵浦連續(xù)太赫茲激光器1輸出的平行光束、P2離軸拋物面鏡5-2反射的光束及Pl離軸拋物面鏡5-3反射形成的輸出光束的光軸相互平行；所述計(jì)算機(jī)10內(nèi)部還包括電控可變擴(kuò)束控制模塊10-1和待測目標(biāo)RCS反演計(jì)算模塊10-2，電控可變擴(kuò)束控制模塊10-1用于根據(jù)待測目標(biāo)尺寸，設(shè)置電控可變擴(kuò)束比裝置4 的相應(yīng)參數(shù)；目標(biāo)RCS反演計(jì)算模塊10-2用于根據(jù)計(jì)算機(jī)10的數(shù)據(jù)采集卡采集的數(shù)據(jù)計(jì)算獲得待測目標(biāo)的RCS。所述計(jì)算機(jī)10預(yù)置有RCS測量操作軟件來實(shí)現(xiàn)其內(nèi)部各模塊的控制。所述P2離軸拋物面鏡5-2和P3離軸拋物面鏡5-1組成固定擴(kuò)束比的擴(kuò)束準(zhǔn)直系統(tǒng)；Ml全反鏡7-1和 Pl離軸拋物面鏡5-3組成后向散射信號(hào)收集系統(tǒng)；分光片3采用高阻硅片，以布魯斯特角放置，使透射光功率達(dá)到最大；C02激光泵浦連續(xù)太赫茲激光器1可采用相干公司SIFIR-50 型C02激光泵浦連續(xù)激光器，將其輸出的2. 52THz連續(xù)激光作為激光源，其具有輸出功率相對(duì)較高和穩(wěn)定性好的特點(diǎn)。
具體實(shí)施方式
二 下面結(jié)合圖1說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式為對(duì)實(shí)施方式一的進(jìn)一步說明，所述測量裝置還包括P4離軸拋物面鏡5-4、參考信號(hào)探測器8-2和第二鎖相放大器模塊9-2，分光片3的反射光入射至P4離軸拋物面鏡5-4，經(jīng)P4離軸拋物面鏡5_4反射形成的輸出光束被參考信號(hào)探測器8-2的光敏面接收，參考信號(hào)探測器8-2的電信號(hào)輸出端連接第二鎖相放大器模塊9-2的電信號(hào)輸入端，第二鎖相放大器模塊9-2的放大信號(hào)輸出端連接計(jì)算機(jī)10的數(shù)據(jù)采集卡的參考信號(hào)輸入端；第二鎖相放大器模塊9-2的參考信號(hào)輸入端連接斬波器的驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端。參考信號(hào)探測器8-2和散射信號(hào)探測器8-1均為熱釋電探測器，參考信號(hào)探測器 8-2用于監(jiān)測C02激光泵浦連續(xù)太赫茲激光器1的輸出功率及其輸出光束的穩(wěn)定性；散射信號(hào)探測器8-1用來測量經(jīng)目標(biāo)散射后的后向散射回波信號(hào)能量。參考信號(hào)探測器8-2和散射信號(hào)探測器8-1均配有鎖相放大器模塊，是用來提高探測信號(hào)的信噪比和實(shí)現(xiàn)高精度測量。斬波器2的驅(qū)動(dòng)信號(hào)同時(shí)作為兩個(gè)鎖相放大器模塊的參考信號(hào)。為了實(shí)現(xiàn)參考信號(hào)探測器8-2和散射信號(hào)探測器8-1輸出的信號(hào)被同步獲取，鎖相放大器模塊輸出的信號(hào)分別輸入到計(jì)算機(jī)10數(shù)據(jù)采集卡的的兩路信號(hào)輸入通道，并通過斬波器2的同步觸發(fā)信號(hào)作為數(shù)據(jù)采集卡的外觸發(fā)信號(hào)，來實(shí)現(xiàn)對(duì)兩路鎖相放大器模塊輸出信號(hào)的同步采集。對(duì)數(shù)據(jù)采集卡采集信號(hào)的顯示和存儲(chǔ)由計(jì)算機(jī)10內(nèi)部預(yù)置的RCS 測量操作軟件來完成。
具體實(shí)施方式
三下面結(jié)合圖2說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式為對(duì)實(shí)施方式一或二的進(jìn)一步說明，所述精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)6由標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)電控平移臺(tái)6-1和待測目標(biāo)電控平移臺(tái) 6-4組成，所述標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)電控平移臺(tái)6-1和待測目標(biāo)電控平移臺(tái)6-4上的滑道相互平行，標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)固定架6-2通過固定底板與標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)電控平移臺(tái)6-1的平移臺(tái)面連接，標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)固定架6-2的上端面上固定標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)6-3，標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)6-3的旋轉(zhuǎn)臺(tái)面上設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)，待測目標(biāo)固定架6-5通過固定底板與待測目標(biāo)電控平移臺(tái)6-4的平移臺(tái)面連接， 待測目標(biāo)固定架6-5的上端面上固定待測目標(biāo)電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)6-6，待測目標(biāo)電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)6-6的旋轉(zhuǎn)臺(tái)面上設(shè)置待測目標(biāo)；所述計(jì)算機(jī)10內(nèi)部還設(shè)置平臺(tái)控制模塊10-3，平臺(tái)控制模塊10-3用于控件兩個(gè)目標(biāo)電控平移臺(tái)步進(jìn)電機(jī)工作，所述兩個(gè)目標(biāo)電控平移臺(tái)步進(jìn)電機(jī)分別用于驅(qū)動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)固定架6-2和待測目標(biāo)固定架6-5沿其所在的電控平移臺(tái)的滑道運(yùn)動(dòng)，平臺(tái)控制模塊10-3還用于控制兩個(gè)目標(biāo)電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)步進(jìn)電機(jī)電機(jī)工作，所述兩個(gè)目標(biāo)電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)步進(jìn)電機(jī)分別用于驅(qū)動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)6-3和待測目標(biāo)電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)6-6做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。本實(shí)施方式中所述精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)6為由兩個(gè)目標(biāo)電控平移臺(tái)和兩個(gè)目標(biāo)電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)組成的二維組合平臺(tái)，平臺(tái)控制模塊10-3發(fā)出平移或旋轉(zhuǎn)控制指令，經(jīng)相應(yīng)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的目標(biāo)電控平移臺(tái)或目標(biāo)電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)運(yùn)動(dòng)，所述目標(biāo)電控平移臺(tái)和目標(biāo)電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)均采用高精密位移臺(tái)，實(shí)現(xiàn)對(duì)精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)6的高精密控制。標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)電控平移臺(tái)6-1和待測目標(biāo)電控平移臺(tái)6-4上的滑道與照射目標(biāo)電控平移臺(tái)上目標(biāo)的入射光束相垂直，由平臺(tái)控制模塊10-3來控制實(shí)現(xiàn)待測目標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)的進(jìn)、出測試視場、高精度定位及高精度旋轉(zhuǎn)。
具體實(shí)施方式
四下面結(jié)合圖1說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式為對(duì)實(shí)施方式一、二或三的進(jìn)一步說明，所述測量裝置還包括M2全反鏡7-2，精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)6位于所述M2全反鏡7-2的反射面與P2離軸拋物面鏡5-2之間，P2離軸拋物面鏡5_2的反射光入射至M2全反鏡7-2的反射面，所述M2全反鏡7-2的反射面法線與其入射光的光軸之間的夾角大于45 度并且小于90度。本實(shí)施方式中M2全反鏡7-2用于改變經(jīng)P2離軸拋物面鏡5_2反射后透過待測目標(biāo)或標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)的光束方向，改變方向后的光束由屏蔽艙11所吸收，以此減小所述測量裝置的背景散射。
具體實(shí)施方式
五下面結(jié)合圖1說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式為對(duì)實(shí)施方式一、 二、三或四的進(jìn)一步說明，所述測量裝置還包括屏蔽艙11，屏蔽艙11用于將電控可變擴(kuò)束比裝置4、P3離軸拋物面鏡5-1、P2離軸拋物面鏡5-2、精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)6、Ml全反鏡7_1、Pl 離軸拋物面鏡5-3和M2全反鏡7-2罩于其內(nèi)，所述屏蔽艙11的艙壁上設(shè)置有入射窗口和出射窗口，分光片的透射光通過所述入射窗口入射至電控可變擴(kuò)束比裝置4的光接收端，Pl離軸拋物面鏡5-3的反射光通過所述出射窗口入射至散射信號(hào)探測器8-1的光敏面。所述屏蔽艙11內(nèi)壁覆蓋太赫茲輻射吸收材料，用于減少所述測量裝置中所有非測量目標(biāo)產(chǎn)生的背景散射，提高所述測量裝置的測量精度。
具體實(shí)施方式
六本實(shí)施方式為對(duì)實(shí)施方式一、二、三、四或五的進(jìn)一步說明，所述待測目標(biāo)或標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)的入射光束與散射光束的夾角小于5°。所述夾角小于5°是為了保證相位畸變不影響測量結(jié)果。
具體實(shí)施方式
七本實(shí)施方式為對(duì)實(shí)施方式一、二、三、四、五或六的進(jìn)一步說明，計(jì)算機(jī)10的數(shù)據(jù)采集卡的型號(hào)為PCI-1716。所述數(shù)據(jù)采集卡為研華PCI-1716數(shù)據(jù)采集卡。
具體實(shí)施方式
八下面結(jié)合圖3和圖4說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式為對(duì)實(shí)施方式一、二、三、四、五、六或七的進(jìn)一步說明，所述電控可變擴(kuò)束比裝置4包括第一全反鏡41-1、 第二全反鏡41-2、離軸拋物面鏡42-1、一組置換離軸拋物面鏡42-2、第一電控平移臺(tái)44-1、 第二電控平移臺(tái)44-2、第三電控平移臺(tái)44-3、第一電控升降臺(tái)45-1、第二電控升降臺(tái)45_2、 第一電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)46-1、第二電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)46-2、第三電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)46-3、第四電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)46_4、 第一固定支架47-1、第二固定支架47-2、光學(xué)平臺(tái)48和控制器，離軸拋物面鏡42-1與一組置換離軸拋物面鏡42-2中的任一個(gè)組成共焦離軸拋物面鏡組，第一全反鏡41-1固定安裝在第三電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)46-3的旋轉(zhuǎn)臺(tái)面上，且所述第一全反鏡41-1的反射面與該第三電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)46-3的旋轉(zhuǎn)臺(tái)面相垂直，第三電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)46-3的底面固定在第一固定支架47-1的上端面，一組置換離軸拋物面鏡42-2沿豎直方向依次固定安裝在第一電控升降臺(tái)45-1的升降臺(tái)面上，所述第一電控升降臺(tái)45-1的固定部件固定安裝在第一電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)46-1的旋轉(zhuǎn)臺(tái)面上，第一固定支架47-1和第一電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)46-1均固定安裝在第三電控平移臺(tái)44_3 上，并分別通過固定底板與所述第三電控平移臺(tái)44-3滑動(dòng)連接，第一電控平移臺(tái)44-1和第二電控平移臺(tái)44-2相對(duì)平行固定安裝在光學(xué)平臺(tái)48 上；第三電控平移臺(tái)44-3跨接在第一電控平移臺(tái)44-1和第二電控平移臺(tái)44-2之間，并且第三電控平移臺(tái)44-3的兩端分別通過固定底板與第一電控平移臺(tái)44-1和第二電控平移臺(tái)
44-2滑動(dòng)連接，離軸拋物面鏡42-1通過固定底板與第二電控升降臺(tái)45-2的升降臺(tái)面連接，第二電控升降臺(tái)45-2固定安裝在第二電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)46-2的旋轉(zhuǎn)臺(tái)面上；第二全反鏡41-2固定安裝在第四電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)46-4的旋轉(zhuǎn)臺(tái)面上，第四電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)46-4固定在第二固定支架47-2上；第二電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)46-2和第二固定支架47-2固定安裝在光學(xué)平臺(tái)48上；控制器由運(yùn)動(dòng)平臺(tái)控制模塊49-1、微調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)控制模塊49-2和擴(kuò)束參數(shù)設(shè)置模塊49-3組成，運(yùn)動(dòng)平臺(tái)控制模塊49-1用于控制電控平移臺(tái)步進(jìn)電機(jī)工作，所述步進(jìn)電機(jī)用于驅(qū)動(dòng)第一電控平移臺(tái)44-1和第二電控平移臺(tái)44-2的運(yùn)動(dòng)臺(tái)面，使第三電控平移臺(tái)44-3 沿第一電控平移臺(tái)44-1和第二電控平移臺(tái)44-2的導(dǎo)軌同步平移運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)平臺(tái)控制模塊 49-1還用于控制第一升降步進(jìn)電機(jī)工作，所述第一升降步進(jìn)電機(jī)用于驅(qū)動(dòng)第一電控升降臺(tái)
45-1的升降臺(tái)面做升降運(yùn)動(dòng)；微調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)控制模塊49-2用于分別控制四個(gè)旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)和第二升降步進(jìn)電機(jī)工作，所述四個(gè)旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)分別用于驅(qū)動(dòng)第一電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)46-1、第二電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)
46-2、第三電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)46-3和第四電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)46-4做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；所述第二升降步進(jìn)電機(jī)用于驅(qū)動(dòng)第二電控升降臺(tái)45-2的升降臺(tái)面做升降運(yùn)動(dòng)；擴(kuò)束參數(shù)設(shè)置模塊49-3用于設(shè)置第一全反鏡41-1、第二全反鏡41-2、離軸拋物面鏡42-1和置換離軸拋物面鏡42-2的擴(kuò)束比參數(shù)。所述的電控可變擴(kuò)束比裝置在使用中，通過調(diào)整第一電控平移臺(tái)44-1、第二電控平移臺(tái)44-2、第三電控平移臺(tái)44-3、第一電控升降臺(tái)45-1、第二電控升降臺(tái)45_2、第一電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)46-1、第二電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)46-2、第三電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)46-3、第四電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)46_4、第一固定支架47-1、第二固定支架47-2的相對(duì)位置，使得所述裝置中的光路為太赫茲激光源輸出的平行光束經(jīng)第一全反鏡41-1反射后，入射至一組置換離軸拋物面鏡42-2中居中的置換離軸拋物面鏡42-2，經(jīng)置換離軸拋物面鏡42-2反射后的反射光束再經(jīng)離軸拋物面鏡42-1反射后，入射至第二全反鏡41-2，并經(jīng)第二全反鏡41-2反射后形成輸出平行光束，輸出平行光束與輸入平行光束相平行。
具體實(shí)施方式
九下面結(jié)合圖3、圖6至圖9說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式為對(duì)實(shí)施方式八的進(jìn)一步說明，所述一組置換離軸拋物面鏡42-2為三個(gè)置換離軸拋物面鏡42-2。本發(fā)明所述RCS測量裝置的測量步驟如下步驟一根據(jù)待測目標(biāo)尺寸，在擴(kuò)束參數(shù)設(shè)置模塊49-3中設(shè)置相應(yīng)參數(shù)，通過驅(qū)動(dòng)器對(duì)電控可變擴(kuò)束比裝置4中的三維高精密組合運(yùn)動(dòng)平臺(tái)進(jìn)行精密控制，將置換離軸拋物面鏡42-2置換為所需焦距的離軸拋物面鏡，同時(shí)將第一全反鏡41-1和一組置換離軸拋物面鏡42-2平移定位至目的坐標(biāo)位置，以改變電控可變擴(kuò)束比裝置4的擴(kuò)束比，即對(duì)分束后的平行光束進(jìn)行擴(kuò)束或壓縮，以使經(jīng)過由P2離軸拋物面鏡5-2和P3離軸拋物面鏡5-1 組成的固定擴(kuò)束比的擴(kuò)束準(zhǔn)直系統(tǒng)后的輸出光束滿足在擴(kuò)束參數(shù)設(shè)置模塊49-3中設(shè)置的擴(kuò)束比要求。步驟二 校準(zhǔn)目標(biāo)的RCS測量一)通過對(duì)精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)6的控制，將標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)電控平移臺(tái)6-1上的標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)，即標(biāo)準(zhǔn)金屬球置于測量中心區(qū)?？刂茦?biāo)準(zhǔn)目標(biāo)電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)6-3使標(biāo)準(zhǔn)金屬球進(jìn)行高精度步進(jìn)旋轉(zhuǎn)，同步獲得標(biāo)準(zhǔn)金屬球在不同旋轉(zhuǎn)角度下的參考信號(hào)探測器8-2和散射信號(hào)探測器 8-1的能量測量值。對(duì)不同旋轉(zhuǎn)角度的標(biāo)準(zhǔn)金屬球進(jìn)行多次測量取平均，獲得不同方位角 RCS對(duì)應(yīng)的能量測量均值，以提高測量精度。為了克服連續(xù)C02激光泵浦連續(xù)太赫茲激光器1輸出漂移對(duì)測量的影響，最后需根據(jù)參考信號(hào)探測器8-2的能量測量數(shù)據(jù)，對(duì)散射信號(hào)探測器8-1的能量測量值進(jìn)行修正。 計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)金屬球RCS所對(duì)應(yīng)的能量均值。二)通過對(duì)高精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)6的控制，將標(biāo)準(zhǔn)金屬球移出測量區(qū)，同時(shí)將校準(zhǔn)目標(biāo)如圓柱體、三面體等置于標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)6-3上，并通過對(duì)標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)電控平移臺(tái)6-1的控制使校準(zhǔn)目標(biāo)處于測量中心區(qū)。通過對(duì)標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)6-3的高精度控制，使置于標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)6-3上的校準(zhǔn)目標(biāo)旋轉(zhuǎn)某-角度，對(duì)此角度下的參考信號(hào)探測器8-2 和散射信號(hào)探測器8-1的能量多次測量，取均值，即獲得此角度下參考信號(hào)探測器8-2和散射信號(hào)探測器8-1的多次均值能量。通過對(duì)校準(zhǔn)目標(biāo)的高精度步進(jìn)旋轉(zhuǎn)測量，可以獲得校準(zhǔn)目標(biāo)不同旋轉(zhuǎn)角度下的參考信號(hào)探測器8-2和散射信號(hào)探測器8-1的多次均值能量。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)金屬球的參考信號(hào)探測器8-2的能量測量數(shù)據(jù)，對(duì)校準(zhǔn)目標(biāo)的參考信號(hào)探測器8-2和散射信號(hào)探測器8-1的能量測量數(shù)據(jù)進(jìn)行修正；根據(jù)修正后的散射信號(hào)探測器8-1的能量數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)金屬球的能量均值數(shù)據(jù)的比例關(guān)系，反演計(jì)算獲得校準(zhǔn)目標(biāo)不同方位角的絕對(duì)RCS。
步驟三待測目標(biāo)的RCS測量一 )重復(fù)步驟二中一)的操作，計(jì)算獲得標(biāo)準(zhǔn)金屬球RCS所對(duì)應(yīng)的能量均值。二)通過對(duì)高精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)6的控制，將標(biāo)準(zhǔn)金屬球移出測量區(qū)，同時(shí)將待測目標(biāo)電控平移臺(tái)6-4上的待測目標(biāo)置于測量中心區(qū)。通過對(duì)待測目標(biāo)電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)6-6的高精度控制，使置于其上的待測目標(biāo)旋轉(zhuǎn)某一角度，測得此角度下的參考信號(hào)探測器8-2和散射信號(hào)探測器8-1的多次均值能量。通過待測目標(biāo)電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)6-6的高精度步進(jìn)旋轉(zhuǎn)，獲得待測目標(biāo)不同旋轉(zhuǎn)角度下的參考信號(hào)探測器8-2和散射信號(hào)探測器8-1的多次均值測量。 根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)金屬球的參考探測器的能量測量數(shù)據(jù)，對(duì)待測目標(biāo)的參考信號(hào)探測器8-2和散射信號(hào)探測器8-1的能量測量數(shù)據(jù)進(jìn)行修正。三通過待測目標(biāo)修正后的散射信號(hào)探測器8-1的能量數(shù)據(jù)與標(biāo)準(zhǔn)金屬球的能量均值數(shù)據(jù)的比例關(guān)系，反演計(jì)算獲得待測目標(biāo)不同方位角的絕對(duì)RCS。電控可變擴(kuò)束比裝置4的使用步驟如下步驟一、首先精細(xì)矯正電控可變擴(kuò)束比裝置4中各光學(xué)元件的位置若電控可變擴(kuò)束比裝置4擴(kuò)束后的輸出性能滿足要求，則直接進(jìn)入步驟二 ；否則， 采用下面的精細(xì)矯正步驟進(jìn)行電控可變擴(kuò)束比裝置4的精細(xì)矯正一)以氦氖光代替THz激光輸入電控可變擴(kuò)束比裝置4，在電控可變擴(kuò)束比裝置 4的輸出端使用熱釋電面陣探測器對(duì)經(jīng)過擴(kuò)束后的平行光束質(zhì)量進(jìn)行測量；二)使用微調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)控制模塊49-2對(duì)第二電控升降臺(tái)45-2進(jìn)行高精度的升降調(diào)節(jié)，精細(xì)矯正裝置的光路，監(jiān)控電控可變擴(kuò)束比裝置4輸出的平行光束質(zhì)量；三)使用微調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)控制模塊49-2對(duì)四個(gè)電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)進(jìn)行高精度的旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)，精細(xì)矯正裝置的光路，監(jiān)控電控可變擴(kuò)束比裝置4輸出的平行光束質(zhì)量；四)重復(fù)二和三的操作，直至擴(kuò)束后平行光束的輸出性能滿足要求。步驟二 對(duì)擴(kuò)束參數(shù)進(jìn)行設(shè)置根據(jù)擴(kuò)束比要求，在擴(kuò)束參數(shù)設(shè)置模塊49-3中設(shè)置離軸拋物面鏡組擴(kuò)束比參數(shù)， 擴(kuò)束參數(shù)設(shè)置模塊49-3根據(jù)設(shè)置的擴(kuò)束比參數(shù)自動(dòng)計(jì)算實(shí)現(xiàn)擴(kuò)束要求所需的其他擴(kuò)束相關(guān)參數(shù)，并將這些參數(shù)傳遞給運(yùn)動(dòng)平臺(tái)控制模塊49-1。步驟三電控可變擴(kuò)束比裝置4自動(dòng)置換不同焦距的置換離軸拋物面鏡42-2并重新定位，輸出所需擴(kuò)束比的高性能平行光束。運(yùn)動(dòng)平臺(tái)控制模塊49-1依據(jù)擴(kuò)束參數(shù)設(shè)置模塊49-3傳遞的參數(shù)，自動(dòng)選擇最優(yōu)焦距置換離軸拋物面鏡42-2并計(jì)算平移和升降定位坐標(biāo)參數(shù)，自動(dòng)生成平移和升降命令， 經(jīng)步進(jìn)電機(jī)控制器自動(dòng)驅(qū)動(dòng)第一電控平移臺(tái)44-1、第二電控平移臺(tái)44-2、第三電控平移臺(tái) 44-3和第一電控升降臺(tái)45-1執(zhí)行相應(yīng)的平移和升降命令。實(shí)現(xiàn)不同焦距置換離軸拋物面鏡42-2的自動(dòng)置換，輸出所需擴(kuò)束比的高性能平行光束。
權(quán)利要求
1.一種基于單支連續(xù)太赫茲激光源的RCS測量裝置，其特征在于它包括C02激光泵浦連續(xù)太赫茲激光器(1)、斬波器O)、分光片(3)、電控可變擴(kuò)束比裝置G)、P3離軸拋物面鏡(5-1)、P2離軸拋物面鏡(5- 、精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)(6)、Ml全反鏡(7-1)、Pl離軸拋物面鏡(5- 、散射信號(hào)探測器(8-1)、第一鎖相放大器模塊(9-1)、計(jì)算機(jī)(10)和斬波器的驅(qū)動(dòng)器，C02激光泵浦連續(xù)太赫茲激光器(1)輸出的平行光束經(jīng)斬波器( 斬波后入射至分光片(3)，經(jīng)分光片C3)透射的透射光束經(jīng)電控可變擴(kuò)束比裝置(4)擴(kuò)束后，入射至P3離軸拋物面鏡(5-1)，P3離軸拋物面鏡(5-1)將其入射光束反射后入射至P2離軸拋物面鏡(5-2)， 再經(jīng)P2離軸拋物面鏡(5- 反射后，入射至精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)(6)上的待測目標(biāo)或標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)， 經(jīng)待測目標(biāo)或標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)散射的后向散射光束入射至Ml全反鏡(7-1)，Μ1全反鏡(7-1)反射的光束經(jīng)Pl離軸拋物面鏡(5- 反射后，形成的輸出光束被散射信號(hào)探測器(8-1)的光敏面接收，散射信號(hào)探測器(8-1)的電信號(hào)輸出端連接第一鎖相放大器模塊(9-1)的電信號(hào)輸入端，第一鎖相放大器模塊(9-1)的放大信號(hào)輸出端連接計(jì)算機(jī)(10)的數(shù)據(jù)采集卡的探測信號(hào)輸入端，斬波器的驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端連接斬波器O)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入端，斬波器的驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端同時(shí)連接數(shù)據(jù)采集卡的觸發(fā)信號(hào)輸入端和第一鎖相放大器模塊(9-1) 的參考信號(hào)輸入端；所述C02激光泵浦連續(xù)太赫茲激光器(1)輸出的平行光束、P2離軸拋物面鏡(5-2)反射的光束及Pl離軸拋物面鏡(5-3)反射形成的輸出光束的光軸相互平行；所述計(jì)算機(jī)(10)內(nèi)部還包括電控可變擴(kuò)束控制模塊(10-1)和待測目標(biāo)RCS反演計(jì)算模塊(10-2)，電控可變擴(kuò)束控制模塊(10-1)用于根據(jù)待測目標(biāo)尺寸，設(shè)置電控可變擴(kuò)束比裝置(4) 的相應(yīng)參數(shù)；目標(biāo)RCS反演計(jì)算模塊(10- 用于根據(jù)計(jì)算機(jī)(10)的數(shù)據(jù)采集卡采集的數(shù)據(jù)計(jì)算獲得待測目標(biāo)的RCS。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于單支連續(xù)太赫茲激光源的RCS測量裝置，其特征在于 所述測量裝置還包括P4離軸拋物面鏡(5-4)、參考信號(hào)探測器(8- 和第二鎖相放大器模塊(9-2)，分光片(3)的反射光入射至P4離軸拋物面鏡(5-4)，經(jīng)P4離軸拋物面鏡(5-4)反射形成的輸出光束被參考信號(hào)探測器(8-2)的光敏面接收，參考信號(hào)探測器(8-2)的電信號(hào)輸出端連接第二鎖相放大器模塊(9-2)的電信號(hào)輸入端，第二鎖相放大器模塊(9-2)的放大信號(hào)輸出端連接計(jì)算機(jī)(10)的數(shù)據(jù)采集卡的參考信號(hào)輸入端；第二鎖相放大器模塊(9-2)的參考信號(hào)輸入端連接斬波器的驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出端。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于單支連續(xù)太赫茲激光源的RCS測量裝置，其特征在于所述精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)(6)由標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)電控平移臺(tái)(6-1)和待測目標(biāo)電控平移臺(tái)(6-4)組成，所述標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)電控平移臺(tái)(6-1)和待測目標(biāo)電控平移臺(tái)(6-4)上的滑道相互平行，標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)固定架(6-2)通過固定底板與標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)電控平移臺(tái)(6-1)的平移臺(tái)面連接，標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)固定架(6-2)的上端面上固定標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)(6-3)，標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)(6-3)的旋轉(zhuǎn)臺(tái)面上設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)，待測目標(biāo)固定架(6- 通過固定底板與待測目標(biāo)電控平移臺(tái)(6-4)的平移臺(tái)面連接， 待測目標(biāo)固定架(6-5)的上端面上固定待測目標(biāo)電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)(6-6)，待測目標(biāo)電控旋轉(zhuǎn)臺(tái) (6-6)的旋轉(zhuǎn)臺(tái)面上設(shè)置待測目標(biāo)；所述計(jì)算機(jī)(10)內(nèi)部還設(shè)置平臺(tái)控制模塊(10-3)，平臺(tái)控制模塊(10-3)用于控件兩個(gè)目標(biāo)電控平移臺(tái)步進(jìn)電機(jī)工作，所述兩個(gè)目標(biāo)電控平移臺(tái)步進(jìn)電機(jī)分別用于驅(qū)動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)固定架(6- 和待測目標(biāo)固定架(6- 沿其所在的電控平移臺(tái)的滑道運(yùn)動(dòng)，平臺(tái)控制模塊(10- 還用于控制兩個(gè)目標(biāo)電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)步進(jìn)電機(jī)電機(jī)工作，所述兩個(gè)目標(biāo)電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)步進(jìn)電機(jī)分別用于驅(qū)動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)(6-3)和待測目標(biāo)電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)(6-6)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于單支連續(xù)太赫茲激光源的RCS測量裝置，其特征在于 所述測量裝置還包括M2全反鏡(7-2)，精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)(6)位于所述M2全反鏡(7_2)的反射面與P2離軸拋物面鏡(5-2)之間，P2離軸拋物面鏡(5-2)的反射光入射至M2全反鏡(7_2) 的反射面，所述M2全反鏡(7-2)的反射面法線與其入射光的光軸之間的夾角大于45度并且小于90度。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于單支連續(xù)太赫茲激光源的RCS測量裝置，其特征在于 所述測量裝置還包括屏蔽艙(11)，屏蔽艙(11)用于將電控可變擴(kuò)束比裝置G)、P3離軸拋物面鏡(5-1)、P2離軸拋物面鏡(5-2)、精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)(6)、M1全反鏡(7_1)、P1離軸拋物面鏡(5-3)和M2全反鏡(7-2)罩于其內(nèi)，所述屏蔽艙(11)的艙壁上設(shè)置有入射窗口和出射窗口，分光片的透射光通過所述入射窗口入射至電控可變擴(kuò)束比裝置(4)的光接收端，Pl離軸拋物面鏡(5-3)的反射光通過所述出射窗口入射至散射信號(hào)探測器(8-1)的光敏面。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、4或5所述的基于單支連續(xù)太赫茲激光源的RCS測量裝置，其特征在于所述待測目標(biāo)或標(biāo)準(zhǔn)目標(biāo)的入射光束與散射光束的夾角小于5°。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于單支連續(xù)太赫茲激光源的RCS測量裝置，其特征在于 計(jì)算機(jī)(10)的數(shù)據(jù)采集卡的型號(hào)為PCI-1716。
8.根據(jù)權(quán)利要求1、2、4、5或7所述的基于單支連續(xù)太赫茲激光源的RCS測量裝置，其特征在于所述電控可變擴(kuò)束比裝置(4)包括第一全反鏡(41-1)、第二全反鏡(41-2)、離軸拋物面鏡(42-1)、一組置換離軸拋物面鏡(42-2)、第一電控平移臺(tái)(44-1)、第二電控平移臺(tái)(44-2)、第三電控平移臺(tái)(44-3)、第一電控升降臺(tái)(45-1)、第二電控升降臺(tái)(45_2)、第一電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)(46-1)、第二電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)(46-2)、第三電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)(46-3)、第四電控旋轉(zhuǎn)臺(tái) (46-4)、第一固定支架(47-1)、第二固定支架(47-2)、光學(xué)平臺(tái)08)和控制器，離軸拋物面鏡G2-1)與一組置換離軸拋物面鏡02-2)中的任一個(gè)組成共焦離軸拋物面鏡組，第一全反鏡G1-1)固定安裝在第三電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)的旋轉(zhuǎn)臺(tái)面上，且所述第一全反鏡G1-1)的反射面與該第三電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)G6-3)的旋轉(zhuǎn)臺(tái)面相垂直，第三電控旋轉(zhuǎn)臺(tái) (46-3)的底面固定在第一固定支架G7-1)的上端面，一組置換離軸拋物面鏡02- 沿豎直方向依次固定安裝在第一電控升降臺(tái)G5-1)的升降臺(tái)面上，所述第一電控升降臺(tái)G5-1)的固定部件固定安裝在第一電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)G6-1) 的旋轉(zhuǎn)臺(tái)面上，第一固定支架G7-1)和第一電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)G6-1)均固定安裝在第三電控平移臺(tái)G4-3) 上，并分別通過固定底板與所述第三電控平移臺(tái)滑動(dòng)連接，第一電控平移臺(tái)G4-1)和第二電控平移臺(tái)04- 相對(duì)平行固定安裝在光學(xué)平臺(tái)G8) 上；第三電控平移臺(tái)跨接在第一電控平移臺(tái)G4-1)和第二電控平移臺(tái)G4-2)之間，并且第三電控平移臺(tái)的兩端分別通過固定底板與第一電控平移臺(tái)G4-1)和第二電控平移臺(tái)04- 滑動(dòng)連接，離軸拋物面鏡G2-1)通過固定底板與第二電控升降臺(tái)05- 的升降臺(tái)面連接，第二電控升降臺(tái)G5-2)固定安裝在第二電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)06-2)的旋轉(zhuǎn)臺(tái)面上；第二全反鏡G1-2)固定安裝在第四電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)G6-4)的旋轉(zhuǎn)臺(tái)面上，第四電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)(46-4)固定在第二固定支架(47-2)上；第二電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)G6-2)和第二固定支架07-2)固定安裝在光學(xué)平臺(tái)G8)上； 控制器由運(yùn)動(dòng)平臺(tái)控制模塊(49-1)、微調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)控制模塊09- 和擴(kuò)束參數(shù)設(shè)置模塊G9-3)組成，運(yùn)動(dòng)平臺(tái)控制模塊G9-1)用于控制電控平移臺(tái)步進(jìn)電機(jī)工作，所述步進(jìn)電機(jī)用于驅(qū)動(dòng)第一電控平移臺(tái)G4-1)和第二電控平移臺(tái)04- 的運(yùn)動(dòng)臺(tái)面，使第三電控平移臺(tái) (44-3)沿第一電控平移臺(tái)G4-1)和第二電控平移臺(tái)04- 的導(dǎo)軌同步平移運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)平臺(tái)控制模塊G9-1)還用于控制第一升降步進(jìn)電機(jī)工作，所述第一升降步進(jìn)電機(jī)用于驅(qū)動(dòng)第一電控升降臺(tái)G5-1)的升降臺(tái)面做升降運(yùn)動(dòng)；微調(diào)節(jié)運(yùn)動(dòng)平臺(tái)控制模塊09- 用于分別控制四個(gè)旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)和第二升降步進(jìn)電機(jī)工作，所述四個(gè)旋轉(zhuǎn)步進(jìn)電機(jī)分別用于驅(qū)動(dòng)第一電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)(46-1)、第二電控旋轉(zhuǎn)臺(tái) (46-2)、第三電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)和第四電控旋轉(zhuǎn)臺(tái)G6-4)做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；所述第二升降步進(jìn)電機(jī)用于驅(qū)動(dòng)第二電控升降臺(tái)G5-2)的升降臺(tái)面做升降運(yùn)動(dòng)；擴(kuò)束參數(shù)設(shè)置模塊G9-3)用于設(shè)置第一全反鏡(41-1)、第二全反鏡(41-2)、離軸拋物面鏡02-1)和置換離軸拋物面鏡02- 的擴(kuò)束比參數(shù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于單支連續(xù)太赫茲激光源的RCS測量裝置，其特征在于 所述一組置換離軸拋物面鏡02- 為三個(gè)置換離軸拋物面鏡02-2)。
全文摘要
基于單支連續(xù)太赫茲激光源的RCS測量裝置，屬于太赫茲雷達(dá)散射截面測量技術(shù)領(lǐng)域。它解決了2.52THz波段的不同尺寸目標(biāo)雷達(dá)散射截面的測量問題。本發(fā)明包括CO2激光泵浦連續(xù)太赫茲激光器、斬波器、分光片、電控可變擴(kuò)束比裝置、P3離軸拋物面鏡、P2離軸拋物面鏡、精密運(yùn)動(dòng)平臺(tái)、M1全反鏡、P1離軸拋物面鏡、散射信號(hào)探測器、第一鎖相放大器模塊、計(jì)算機(jī)和斬波器的驅(qū)動(dòng)器。本發(fā)明適用于不同尺寸目標(biāo)雷達(dá)散射截面的測量。
文檔編號(hào)G01S7/497GK102435987SQ20111039061
公開日2012年5月2日 申請(qǐng)日期2011年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月30日
發(fā)明者李慧宇, 李琦, 王騏, 薛凱, 陳德應(yīng) 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)