[发明专利]一种太赫兹探测器零位飘移的补偿控制方法及其专用系统

说明书

本发明提供了一种太赫兹探测器零位飘移的补偿控制方法，其能解决当前零位飘移明显影响太赫兹探测器检测精度的问题。其将初次的调零操作中得到的太赫兹探测器输出电平记为基准零位电平；控制太赫兹控制器每工作时间T后进行一次再调零操作，将再调零操作得到的太赫兹探测器的输出电平记为调整零位电平，计算调整零位电平与基准零位电平之间的电平差并将该电平差记为零位飘移值，控制太赫兹探测仪再次进入持续时长为T的探测工作在此过程中始终向太赫兹探测器的输出后级输入一个与零位飘移值等值反向的补偿电平，使得补偿电平始终与零位飘移值相互抵销从而太赫兹探测仪仍以基准零位电平作为信号探测基准进行太赫兹辐射信号的探测工作。

技术领域

本发明涉及毫米波/太赫兹探测技术领域，具体为一种太赫兹探测器零位飘移的补偿控制方法及其专用系统。

背景技术

太赫兹探测器在对目标进行探测前通常需要先调零操作，调零操作是将一温度等于环境温度的遮蔽材料遮挡住探测器的天线并以此作为探测器的零输入状态，此时用电压表检测探测器的输出信号为某个恒定的电平，该恒定的电平值即为探测器的零位电平，如图1所示；当调零完毕后，撤除黑体材料，将太赫兹探测器的天线对着探测目标进行太赫兹辐射信号探测，此时输入不为零，通过电压表检测探测器此时的输出电平，见图2，此时检测电平偏离零位电平。在实际应用中，在太赫兹探测器的后级用模数转换器(AD转换器)对检测电平采样并将其转换为数字信号，再由微控制单元(MCU)对数字信号进行读取并换算后即可获得太赫兹探测器的输入量，如此便构成了一套典型的探测器采样转换读取装置，如图3所示。

但是和绝大部分模拟器件类似，非理想状态下的探测器的零位电平会因探测器内部电路发热或者外界温度扰动等因素，随着工作时间增加而偏离初始状态的零位电平；为了保证太太赫兹探测器的探测精度，故太赫兹探测器在工作一段时间之后往往需要进行再次的调零操作，但再次调零操作中太赫兹探测器往往无法再输出初始状态的零位电平，而是输出一个新的零位电平，即前、后两次零位电平之间存在差值，这个差值便是太赫兹探测器的零位漂移，如图4所示。太赫兹探测器长期使用过程中，多次的调零操作会导致零位飘移量不断叠加，而当不断叠加的零位飘移量接近模数转换器(AD转换器)的采样范围上下限时，就可能会导致实际探测目标对应的输出电平超过模数转换器(AD转换器)的采样范围，即AD输入溢出，从而导致测量值失真(见图5)。通常来说模数转换器(AD转换器)的采样范围和太赫兹探测器输出的最大电平变化量是匹配的，如果为了避免AD输入溢出而换用更大采样范围的模数转换器，又会出现大量的模数转换器(AD转换器)的采样范围被浪费，即相当于降低了太赫兹探测器的动态范围、导致测量精度下降，如图6所示。

综上，太赫兹探测器的零位漂移会明显影响探测器的测量值；而目前的技术条件下，太赫兹探测器的零位漂移尚无法避免，因此如何克服零位飘移对太赫兹探测器检测精度的影响成为本领域亟待解决的问题。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种太赫兹探测器零位飘移的补偿控制方法，其能解决当前零位飘移明显影响太赫兹探测器检测精度的问题；为此，本发明还提供了专用系统。

一种太赫兹探测器零位飘移的补偿控制方法，其特征在于：其依次包括以下步骤

步骤S100，在太赫兹探测器开始工作前对太赫兹探测器进行初次的调零操作，将初次的调零操作中得到的太赫兹探测器的输出电平记为基准零位电平；

步骤S200，太赫兹探测器以所述基准零位电平作为信号探测基准进行持续时长为T的太赫兹辐射信号的探测工作；

步骤S300，对太赫兹探测器进行一次再调零操作，将再调零操作得到的太赫兹探测器的输出电平记为调整零位电平；

步骤S400，计算步骤300中得到的所述调整零位电平与所述基准零位电平之间的电平差并将该电平差记为零位飘移值；