太赫茲功率探測器高靈敏度調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)設(shè)計

趙 旋，董新科，李 歡，徐 楊，王亞哲

（1．上海理工大學(xué) 生物醫(yī)學(xué)工程研究所，上海 200093；2．浙江大學(xué) 杭州國際科創(chuàng)中心，浙江 杭州 311200）

引 言

太赫茲（THz）成像技術(shù)在醫(yī)學(xué)、生物、工業(yè)、軍事及安全監(jiān)測等領(lǐng)域都具有非常重要的應(yīng)用前景[1]。太赫茲波具有較強的穿透性，對生物組織不會造成電離損傷，對人體更安全，并且在成像方面具有高分辨的特點[2]。根據(jù)太赫茲波的特點，使得太赫茲被動成像在人體安全檢查方面具有很好的發(fā)展前景。

目前，受限于硬件以及成像系統(tǒng)自身的物理特性，使得太赫茲成像系統(tǒng)獲取的圖像中存在著較嚴(yán)重的噪聲污染以及一定程度上的失真，嚴(yán)重地影響了被動成像系統(tǒng)的成像性能和實用性。在存在的噪聲中，由前端功率探測器內(nèi)部引入的低頻噪聲（1/f噪聲）對成像精度的影響較為明顯，因此需要盡可能去掉該噪聲來提高系統(tǒng)成像的分辨率。根據(jù)文獻[3]以及實驗實測數(shù)據(jù)驗證可知，對功率探測器內(nèi)部引入的低頻噪聲，其能量主要集中在頻率較低的部分，即該低頻噪聲的特點為隨著頻率的增大其噪聲功率密度逐漸減小[4]。針對該低頻噪聲的性質(zhì)特點，本文設(shè)計了一種高靈敏度調(diào)制解調(diào)系統(tǒng)，系統(tǒng)采用的方法是：將成像目標(biāo)輻射的信號（簡稱為目標(biāo)信號）的頻率調(diào)制到高于低頻噪聲能量主要集中的頻段，然后通過濾波器將低頻噪聲濾除，最后解調(diào)恢復(fù)出目標(biāo)信號。本文對該系統(tǒng)的原理進行了分析，并用MATLAB軟件進行仿真以及搭建實驗系統(tǒng)進行驗證?！?br>