本发明的一个实施例公开了一种太赫兹单端口空间网络反射系数测量装置和方法，通过本发明所提供的一种太赫兹单端口空间网络反射系数测量装置和方法可以生成频率范围达到3THz以上的太赫兹信号，使测量频率超过3THz，扩大了测量频率范围；并且在全频率测量工作过程中不需要更换相关模块及器件，提高了测量的效率和准确度；同时本发明提供的测量装置通过设置接收参考链路与接收测量链路并利用校准件消除各个部件引入的系统误差，进一步提高了测量的准确度。
1.一种太赫兹单端口空间网络反射系数测量装置，其特征在于，所述装置包括：窄线宽激光器、可调谐激光器、第一到第五1×2光耦合器、光相位控制器、参考信号发生器、光子混频发射天线、光子混频接收参考天线、光子混频接收测量天线、隔离器、第一太赫兹空间分束器、第二太赫兹空间分束器、第一锁相放大器、第二锁相放大器、数据采集模块和测量参考面；
所述窄线宽激光器用于产生固定频率的激光信号，并将所述固定频率的激光信号输出给所述第一1×2光耦合器；
所述可调谐激光器用于产生频率能够调整的激光信号，并将所述频率能够调整的激光信号输出给所述第二1×2光耦合器；
所述第一1×2光耦合器用于将所述窄线宽激光器输出的激光信号分为第一激光信号和第二激光信号两路；
所述第二1×2光耦合器用于将所述可调谐激光器输出的激光信号分为第三激光信号和第四激光信号两路；
所述第三1×2光耦合器用于接收第一激光信号和第三激光信号，并将所述第一激光信号和第三激光信号合路，合成探测光信号；
所述光相位控制器用于接收所述第四激光信号并实现对所述第四激光信号的相位调制；
所述第四1×2光耦合器用于接收所述第二激光信号和相位调制后的第四激光信号并将所述第二激光信号和相位调制后的第四激光信号合路，合成激励光信号；
所述第五1×2光耦合器用于接收所述探测光信号并将所述探测光信号分为第一探测光信号和第二探测光信号两路，并分别输出给所述光子混频接收参考天线和所述光子混频接收测量天线；
所述参考信号发生器用于输出光相位控制器的调制电信号给所述光相位控制器，并为所述第一锁相放大器和第二锁相放大器提供参考信号；
所述光子混频发射天线用于接收所述激励光信号并将所述激励光信号转换为太赫兹信号，之后将所述太赫兹信号转换为空间辐射太赫兹信号输出给所述第一太赫兹空间分束器；
所述第一太赫兹空间分束器用于将所述空间辐射太赫兹信号分为第一空间辐射太赫兹信号和第二空间辐射太赫兹信号两路，并将所述第一空间辐射太赫兹信号和第二空间辐射太赫兹信号分别发送给光子混频接收参考天线和隔离器；
所述隔离器用于实现所述第一太赫兹空间分束器与第二太赫兹空间分束器之间的信号单向传输；
所述第二太赫兹空间分束器用于接收由隔离器传输来的第二空间辐射太赫兹信号，并将所述第二空间辐射太赫兹信号传输到设置有被测单端口空间网络的测量参考面，之后将由所述被测单端口空间网络反射后的第二空间辐射太赫兹信号传输到光子混频接收测量天线；
所述光子混频接收参考天线用于让所述第一探测光信号和所述第一空间辐射太赫兹信号作用，使所述第一空间辐射太赫兹信号下变频至中频，得到第一中频信号；
所述光子混频接收测量天线用于让所述第二探测光信号和所述反射后的第二空间辐射太赫兹信号作用，使所述反射后的第二空间辐射太赫兹信号下变频至中频，得到第二中频信号；
所述第一锁相放大器用于接收所述第一中频信号，并通过锁相放大得到参考太赫兹信号的幅度及相位；
所述第二锁相放大器用于接收所述第二中频信号，并通过锁相放大得到测量太赫兹信号的幅度及相位；
所述数据采集模块用于采集所述第一锁相放大器和第二锁相放大器得到的幅度及相位信息并根据所述信息完成对所述装置的校准或计算得到被测单端口空间网络的反射系数。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述装置还包括校准件，所述校准件设置在所述被测单端口空间网络所在的测量参考面处时，能够用于对所述装置进行校准。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述窄线宽激光器的输出端与所述第一1×2光耦合器的合路端通过光纤连接；
所述可调谐激光器的输出端与所述第二1×2光耦合器的合路端通过光纤连接；
所述第一1×2光耦合器的第一分路端与所述第三1×2光耦合器的第一分路端通过光纤连接；
所述第一1×2光耦合器的第二分路端与所述第四1×2光耦合器的第一分路端通过光纤连接；
所述第二1×2光耦合器的第一分路端与所述第三1×2光耦合器的第二分路端通过光纤连接；
所述第二1×2光耦合器的第二分路端与所述光相位控制器的光输入端通过光纤连接；
所述光相位控制器的输出端与所述第四1×2光耦合器的第二分路端通过光纤连接；
所述第四1×2光耦合器的合路端与所述光子混频发射天线的光输入端通过光纤连接；
所述第三1×2光耦合器的合路端与所述第五1×2光耦合器的合路端通过光纤连接；
所述第五1×2光耦合器的第一分路端与所述光子混频接收参考天线的光输入端通过光纤连接；
所述第五1×2光耦合器的第二分路端与所述光子混频接收测量天线的光输入端通过光纤连接；
所述光子混频接收参考天线的电输出端与所述第一锁相放大器的信号输入端通过射频同轴电缆连接；
所述第一锁相放大器的信号输出端与所述数据采集模块的第一输入通道通过射频同轴电缆连接；
所述光子混频接收测量天线的电输出端与所述第二锁相放大器的信号输入端通过射频同轴电缆连接；
所述第二锁相放大器的信号输出端与所述数据采集模块的第二输入通道通过射频同轴电缆连接；
所述参考信号发生器的信号输出端与所述光相位控制器的电输入端通过射频同轴电缆连接；
所述参考信号发生器的同步信号输出端分别与所述第一锁相放大器的参考信号输入端和所述第二锁相放大器的参考信号输入端通过射频同轴电缆连接。
4.一种根据权利要求1‑3中任一项所述的装置的太赫兹单端口空间网络反射系数测量方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：S101：窄线宽激光器产生中心波长为λ0的激光信号，可调谐激光器产生中心波长为λT的激光信号；
S102：窄线宽激光器产生的激光信号通过第一1×2光耦合器后被分为第一激光信号和第二激光信号；可调谐激光器产生的激光信号通过第二1×2光耦合器后被分为第三激光信号和第四激光信号；所述第四激光信号经过光相位控制器后和所述第二激光信号在第四1×2光耦合器合成为激励光信号并进入到光子混频发射天线；所述第一激光信号和第三激光信号在第三1×2光耦合器合成为探测光信号并进入到第五1×2光耦合器；
S103：所述激励光信号在光子混频发射天线上混频产生频率为 的太赫兹信号，光子混频发射天线将所述太赫兹信号转换为空间辐射太赫兹信号输出给第一太赫兹空间分束器；第五1×2光耦合器将所述探测光信号分为第一探测光信号和第二探测光信号并分别输出给光子混频接收参考天线和光子混频接收测量天线；
S104：第一太赫兹空间分束器将接收到的空间辐射太赫兹信号分为第一空间辐射太赫兹信号和第二空间辐射太赫兹信号两路，所述第一空间辐射太赫兹信号进入光子混频接收参考天线与所述第一探测光信号作用，使得第一空间辐射太赫兹信号下变频至中频，获得第一中频信号，之后光子混频接收参考天线将所述第一中频信号输出给第一锁相放大器，第一锁相放大器获得该第一中频信号后经过锁相放大得到参考太赫兹信号的幅度及相位，并将所述参考太赫兹信号的幅度及相位发送给数据采集模块；
S105：所述第二空间辐射太赫兹信号经过隔离器和第二太赫兹空间分束器后到达设置有校准件的测量参考面，第二空间辐射太赫兹信号经设置有校准件的测量参考面反射后经过第二太赫兹空间分束器进入光子混频接收测量天线，被设置有校准件的测量参考面反射后的第二空间辐射太赫兹信号在光子混频接收测量天线上与所述第二探测光信号作用，使得被设置有校准件的测量参考面反射后的第二空间辐射太赫兹信号下变频至中频，获得校准中频信号，之后光子混频接收测量天线将所述校准中频信号输出给第二锁相放大器，第二锁相放大器获得该校准中频信号后经过锁相放大得到校准太赫兹信号的幅度及相位，并将所述校准太赫兹信号的幅度及相位发送给数据采集模块；
S106：数据采集模块根据采集到的参考太赫兹信号的幅度及相位和校准太赫兹信号的幅度及相位信息完成对太赫兹单端口空间网络反射系数测量装置的校准；
S107：将校准件从测量参考面移走，并将被测单端口空间网络设置于测量参考面，所述第二空间辐射太赫兹信号经过隔离器和第二太赫兹空间分束器后到达设置有被测单端口空间网络的测量参考面，第二空间辐射太赫兹信号经设置有被测单端口空间网络的测量参考面反射后经过第二太赫兹空间分束器进入光子混频接收测量天线，被设置有被测单端口空间网络的测量参考面反射后的第二空间辐射太赫兹信号在光子混频接收测量天线上与第二探测光信号作用，使得被设置有被测单端口空间网络的测量参考面反射后的第二空间辐射太赫兹信号下变频至中频，获得第二中频信号，之后光子混频接收测量天线将所述第二中频信号输出给第二锁相放大器，第二锁相放大器获得该第二中频信号后经过锁相放大得到测量太赫兹信号的幅度及相位，并将所述测量太赫兹信号的幅度及相位发送给数据采集模块；
S108：数据采集模块根据采集到的参考太赫兹信号的幅度及相位和测量太赫兹信号的幅度及相位信息计算得到被测单端口空间网络在频率 处的反射系数；
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
改变所述可调谐激光器产生的激光信号的中心波长λT；
重复步骤S102‑S108，获得被测单端口空间网络在不同频率处的反射系数。
一种太赫兹单端口空间网络反射系数测量装置和方法
技术领域
[0001] 本发明涉及无线电测量技术领域，具体涉及一种太赫兹单端口空间网络反射系数测量装置和方法。
背景技术
[0002] 散射参数是无线电测量领域的一个非常重要的参数，它是表示通过各种不同路径的信号分量之间比值关系的参数，其中反射系数表示了网络端口输入信号与该端口反射信号的比值。一般情况下，网络反射系数是使用网络分析仪直接测量得到的，其工作的基本原理是由内部的矢量信号扫频源产生测试频段的信号，当测试信号通过被测网络时，部分的信号被反射，另外一部分被传输或吸收，网络分析仪内部的信号分离装置分离出被测网络的入射波和反射波，并由其内部的接收机接收上述信号并提取其中的幅度和相位信息，最后通过比值运算求出被测网络的反射系数。
[0003] 为了满足单端口空间网络的测试需求，网络分析仪通过外接天线的方法将常规的同轴或者波导传输形式的信号转换为空间传输，这类测量装置在使用过程中存在两个问题：第一，测量频率范围不足，目前网络分析仪基于纯固态电子学技术构造，其测量频率范围最高能够达到120GHz，外接频率扩展模块后分析频率最高能够达到1.1THz，已经接近使用固态电子学技术的极限，进一步扩展频率范围具有很大的难度；第二，操作复杂，无法实现连续的宽频带测量，网络分析仪使用的频率扩展模块、波导及天线都存在频率范围限制，不同频段的测量必须使用不同规格的模块及器件，要实现覆盖整个频率范围的宽带测量，必须通过多次对测量系统进行拆装，而太赫兹频段波导和天线的安装具有很高的难度，并且各个频段的边界频率位置测量误差极大，无法满足连续宽频带测量的需求。
发明内容
[0004] 本发明的目的在于提供一种太赫兹单端口空间网络反射系数测量装置和方法，通过本发明所提供的装置和方法使测量频率超过3THz，扩大了测量频率范围；并且在全频率测量工作过程中不需要更换相关模块及器件，提高了测量的效率和准确度；同时本发明提供的测量装置通过设置接收参考链路与接收测量链路并利用校准件消除各个部件引入的系统误差，进一步提高了测量的准确度。
[0005] 为达到上述目的，本发明采用下述技术方案：
[0006] 本发明一方面提供一种太赫兹单端口空间网络反射系数测量装置，所述装置包括：
[0007] 窄线宽激光器、可调谐激光器、第一到第五1×2光耦合器、光相位控制器、参考信号发生器、光子混频发射天线、光子混频接收参考天线、光子混频接收测量天线、隔离器、第一太赫兹空间分束器、第二太赫兹空间分束器、第一锁相放大器、第二锁相放大器、数据采集模块和测量参考面；
[0008] 其中，
[0009] 所述窄线宽激光器用于产生固定频率的激光信号，并将所述固定频率的激光信号输出给所述第一1×2光耦合器；
[0010] 所述可调谐激光器用于产生频率能够调整的激光信号，并将所述频率能够调整的激光信号输出给所述第二1×2光耦合器；
[0011] 所述第一1×2光耦合器用于将所述窄线宽激光器输出的激光信号分为第一激光信号和第二激光信号两路；
[0012] 所述第二1×2光耦合器用于将所述可调谐激光器输出的激光信号分为第三激光信号和第四激光信号两路；
[0013] 所述第三1×2光耦合器用于接收第一激光信号和第三激光信号，并将所述第一激光信号和第三激光信号合路，合成探测光信号；
[0014] 所述光相位控制器用于接收所述第四激光信号并实现对所述第四激光信号的相位调制；
[0015] 所述第四1×2光耦合器用于接收所述第二激光信号和相位调制后的第四激光信号并将所述第二激光信号和相位调制后的第四激光信号合路，合成激励光信号；
[0016] 所述第五1×2光耦合器用于接收所述探测光信号并将所述探测光信号分为第一探测光信号和第二探测光信号两路，并分别输出给所述光子混频接收参考天线和所述光子混频接收测量天线；
[0017] 所述参考信号发生器用于输出光相位控制器的调制电信号给所述光相位控制器，并为所述第一锁相放大器和第二锁相放大器提供参考信号；
[0018] 所述光子混频发射天线用于接收所述激励光信号并将所述激励光信号转换为太赫兹信号，之后将所述太赫兹信号转换为空间辐射太赫兹信号输出给所述第一太赫兹空间分束器；
[0019] 所述第一太赫兹空间分束器用于将所述空间辐射太赫兹信号分为第一空间辐射太赫兹信号和第二空间辐射太赫兹信号两路，并将所述第一空间辐射太赫兹信号和第二空间辐射太赫兹信号分别发送给光子混频接收参考天线和隔离器；
[0020] 所述隔离器用于实现所述第一太赫兹空间分束器与第二太赫兹空间分束器之间的信号单向传输；
[0021] 所述第二太赫兹空间分束器用于接收由隔离器传输来的第二空间辐射太赫兹信号，并将所述第二空间辐射太赫兹信号传输到设置有被测单端口空间网络的测量参考面，之后将由所述被测单端口空间网络反射后的第二空间辐射太赫兹信号传输到光子混频接收测量天线；
[0022] 所述光子混频接收参考天线用于让所述第一探测光信号和所述第一空间辐射太赫兹信号作用，使所述第一空间辐射太赫兹信号下变频至中频，得到第一中频信号；
[0023] 所述光子混频接收测量天线用于让所述第二探测光信号和所述反射后的第二空间辐射太赫兹信号作用，使所述反射后的第二空间辐射太赫兹信号下变频至中频，得到第二中频信号；
[0024] 所述第一锁相放大器用于接收所述第一中频信号，并通过锁相放大得到参考太赫兹信号的幅度及相位；
[0025] 所述第二锁相放大器用于接收所述第二中频信号，并通过锁相放大得到测量太赫兹信号的幅度及相位；
[0026] 所述数据采集模块用于采集所述第一锁相放大器和第二锁相放大器得到的幅度及相位信息并根据所述信息完成对所述装置的校准或计算得到被测单端口空间网络的反射系数。
[0027] 在一个具体实施例中，所述装置还包括校准件，所述校准件设置在所述被测单端口空间网络所在的测量参考面处时，能够用于对所述装置进行校准。
[0028] 在一个具体实施例中，所述窄线宽激光器的输出端与所述第一1×2光耦合器的合路端通过光纤连接；
[0029] 所述可调谐激光器的输出端与所述第二1×2光耦合器的合路端通过光纤连接；
[0030] 所述第一1×2光耦合器的第一分路端与所述第三1×2光耦合器的第一分路端通过光纤连接；
[0031] 所述第一1×2光耦合器的第二分路端与所述第四1×2光耦合器的第一分路端通过光纤连接；
[0032] 所述第二1×2光耦合器的第一分路端与所述第三1×2光耦合器的第二分路端通过光纤连接；
[0033] 所述第二1×2光耦合器的第二分路端与所述光相位控制器的光输入端通过光纤连接；
[0034] 所述光相位控制器的输出端与所述第四1×2光耦合器的第二分路端通过光纤连接；
[0035] 所述第四1×2光耦合器的合路端与所述光子混频发射天线的光输入端通过光纤连接；
[0036] 所述第三1×2光耦合器的合路端与所述第五1×2光耦合器的合路端通过光纤连接；
[0037] 所述第五1×2光耦合器的第一分路端与所述光子混频接收参考天线的光输入端通过光纤连接；
[0038] 所述第五1×2光耦合器的第二分路端与所述光子混频接收测量天线的光输入端通过光纤连接；
[0039] 所述光子混频接收参考天线的电输出端与所述第一锁相放大器的信号输入端通过射频同轴电缆连接；
[0040] 所述第一锁相放大器的信号输出端与所述数据采集模块的第一输入通道通过射频同轴电缆连接；
[0041] 所述光子混频接收测量天线的电输出端与所述第二锁相放大器的信号输入端通过射频同轴电缆连接；
[0042] 所述第二锁相放大器的信号输出端与所述数据采集模块的第二输入通道通过射频同轴电缆连接；
[0043] 所述参考信号发生器的信号输出端与所述光相位控制器的电输入端通过射频同轴电缆连接；
[0044] 所述参考信号发生器的同步信号输出端分别与所述第一锁相放大器的参考信号输入端和所述第二锁相放大器的参考信号输入端通过射频同轴电缆连接。
[0045] 本发明另一方面提供一种根据上述装置的太赫兹单端口空间网络反射系数测量方法，所述方法包括以下步骤：
[0046] S101：窄线宽激光器产生中心波长为λ0的激光信号，可调谐激光器产生中心波长为λT的激光信号；
[0047] S102：窄线宽激光器产生的激光信号通过第一1×2光耦合器后被分为第一激光信号和第二激光信号；可调谐激光器产生的激光信号通过第二1×2光耦合器后被分为第三激光信号和第四激光信号；所述第四激光信号经过光相位控制器后和所述第二激光信号在第四1×2光耦合器合成为激励光信号并进入到光子混频发射天线；所述第一激光信号和第三激光信号在第三1×2光耦合器合成为探测光信号并进入到第五1×2光耦合器；
[0048] S103：所述激励光信号在光子混频发射天线上混频产生频率为 的太赫兹信号，光子混频发射天线将所述太赫兹信号转换为空间辐射太赫兹信号输出给第一太赫兹空间分束器；第五1×2光耦合器将所述探测光信号分为第一探测光信号和第二探测光信号并分别输出给光子混频接收参考天线和光子混频接收测量天线；
[0049] S104：第一太赫兹空间分束器将接收到的空间辐射太赫兹信号分为第一空间辐射太赫兹信号和第二空间辐射太赫兹信号两路，所述第一空间辐射太赫兹信号进入光子混频接收参考天线与所述第一探测光信号作用，使得第一空间辐射太赫兹信号下变频至中频，获得第一中频信号，之后光子混频接收参考天线将所述第一中频信号输出给第一锁相放大器，第一锁相放大器获得该第一中频信号后经过锁相放大得到参考太赫兹信号的幅度及相位，并将所述参考太赫兹信号的幅度及相位发送给数据采集模块；
[0050] S105：所述第二空间辐射太赫兹信号经过隔离器和第二太赫兹空间分束器后到达设置有校准件的测量参考面，第二空间辐射太赫兹信号经设置有校准件的测量参考面反射后经过第二太赫兹空间分束器进入光子混频接收测量天线，被设置有校准件的测量参考面反射后的第二空间辐射太赫兹信号在光子混频接收测量天线上与所述第二探测光信号作用，使得被设置有校准件的测量参考面反射后的第二空间辐射太赫兹信号下变频至中频，获得校准中频信号，之后光子混频接收测量天线将所述校准中频信号输出给第二锁相放大器，第二锁相放大器获得该校准中频信号后经过锁相放大得到校准太赫兹信号的幅度及相位，并将所述校准太赫兹信号的幅度及相位发送给数据采集模块；
[0051] S106：数据采集模块根据采集到的参考太赫兹信号的幅度及相位和校准太赫兹信号的幅度及相位信息完成对太赫兹单端口空间网络反射系数测量装置的校准；
[0052] S107：将校准件从测量参考面移走，并将被测单端口空间网络设置于测量参考面，所述第二空间辐射太赫兹信号经过隔离器和第二太赫兹空间分束器后到达设置有被测单端口空间网络的测量参考面，第二空间辐射太赫兹信号经设置有被测单端口空间网络的测量参考面反射后经过第二太赫兹空间分束器进入光子混频接收测量天线，被设置有被测单端口空间网络的测量参考面反射后的第二空间辐射太赫兹信号在光子混频接收测量天线上与第二探测光信号作用，使得被设置有被测单端口空间网络的测量参考面反射后的第二空间辐射太赫兹信号下变频至中频，获得第二中频信号，之后光子混频接收测量天线将所述第二中频信号输出给第二锁相放大器，第二锁相放大器获得该第二中频信号后经过锁相放大得到测量太赫兹信号的幅度及相位，并将所述测量太赫兹信号的幅度及相位发送给数据采集模块；
[0053] S108：数据采集模块根据采集到的参考太赫兹信号的幅度及相位和测量太赫兹信号的幅度及相位信息计算得到被测单端口空间网络在频率 处的反射系数；
[0054] 其中，c为光速。
[0055] 在一个具体实施例中，所述方法还包括：
[0056] 改变所述可调谐激光器产生的激光信号的中心波长λT；
[0057] 重复步骤S102‑S108，获得被测单端口空间网络在不同频率处的反射系数。
[0058] 本发明的有益效果如下：
[0059] 通过本发明所提供的一种太赫兹单端口空间网络反射系数测量装置和方法可以生成频率范围达到3THz以上的太赫兹信号，使测量频率超过3THz，扩大了测量频率范围；并且在全频率测量工作过程中不需要更换相关模块及器件，提高了测量的效率和准确度；同时本发明提供的测量装置通过设置接收参考链路与接收测量链路并利用校准件消除各个部件引入的系统误差，进一步提高了测量的准确度。
附图说明
[0060] 为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有的技术方案，下面将对具体实施方式或现有的技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见的，下面描述中的附图是本申请的一种实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0061] 图1示出根据本发明一个实施例的一种太赫兹单端口空间网络反射系数测量装置的结构示意图。
[0062] 图2示出根据本发明一个实施例的一种太赫兹单端口空间网络反射系数测量方法流程图。
具体实施方式
[0063] 为了使本发明的技术方案更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。以下通过具体实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域的技术人员可以做出变形与改进，也应视为本发明的保护范围。
[0064] 本实施例一方面提供一种太赫兹单端口空间网络反射系数测量装置，如图1所示，所述装置包括：
[0065] 窄线宽激光器、可调谐激光器、第一到第五1×2光耦合器、光相位控制器、参考信号发生器、光子混频发射天线、光子混频接收参考天线、光子混频接收测量天线、隔离器、第一太赫兹空间分束器、第二太赫兹空间分束器、第一锁相放大器、第二锁相放大器、数据采集模块、测量参考面和校准件；
[0066] 所述窄线宽激光器的输出端与所述第一1×2光耦合器的合路端通过光纤连接；
[0067] 所述可调谐激光器的输出端与所述第二1×2光耦合器的合路端通过光纤连接；
[0068] 所述第一1×2光耦合器的第一分路端与所述第三1×2光耦合器的第一分路端通过光纤连接；
[0069] 所述第一1×2光耦合器的第二分路端与所述第四1×2光耦合器的第一分路端通过光纤连接；
[0070] 所述第二1×2光耦合器的第一分路端与所述第三1×2光耦合器的第二分路端通过光纤连接；
[0071] 所述第二1×2光耦合器的第二分路端与所述光相位控制器的光输入端通过光纤连接；
[0072] 所述光相位控制器的输出端与所述第四1×2光耦合器的第二分路端通过光纤连接；
[0073] 所述第四1×2光耦合器的合路端与所述光子混频发射天线的光输入端通过光纤连接；
[0074] 所述第三1×2光耦合器的合路端与所述第五1×2光耦合器的合路端通过光纤连接；
[0075] 所述第五1×2光耦合器的第一分路端与所述光子混频接收参考天线的光输入端通过光纤连接；
[0076] 所述第五1×2光耦合器的第二分路端与所述光子混频接收测量天线的光输入端通过光纤连接；
[0077] 所述光子混频接收参考天线的电输出端与所述第一锁相放大器的信号输入端通过射频同轴电缆连接；
[0078] 所述第一锁相放大器的信号输出端与所述数据采集模块的第一输入通道通过射频同轴电缆连接；
[0079] 所述光子混频接收测量天线的电输出端与所述第二锁相放大器的信号输入端通过射频同轴电缆连接；
[0080] 所述第二锁相放大器的信号输出端与所述数据采集模块的第二输入通道通过射频同轴电缆连接；
[0081] 所述参考信号发生器的信号输出端与所述光相位控制器的电输入端通过射频同轴电缆连接；
[0082] 所述参考信号发生器的同步信号输出端分别与所述第一锁相放大器的参考信号输入端和所述第二锁相放大器的参考信号输入端通过射频同轴电缆连接。
[0083] 其中，第一太赫兹空间分束器、隔离器和第二太赫兹空间分束器均通过空口辐射进行信号的接收与发送；
[0084] 其中，
[0085] 所述窄线宽激光器用于产生固定频率的激光信号，并将所述固定频率的激光信号输出给所述第一1×2光耦合器；
[0086] 所述可调谐激光器用于产生频率能够调整的激光信号，并将所述频率能够调整的激光信号输出给所述第二1×2光耦合器；所述频率能够调整的激光信号与所述窄线宽激光器产生的固定频率的激光信号混频，能够实现不同频率太赫兹信号的产生与测量；
[0087] 所述第一1×2光耦合器用于将所述窄线宽激光器输出的激光信号分为第一激光信号和第二激光信号两路；
[0088] 所述第二1×2光耦合器用于将所述可调谐激光器输出的激光信号分为第三激光信号和第四激光信号两路；
[0089] 所述第三1×2光耦合器用于接收第一激光信号和第三激光信号，并将所述第一激光信号和第三激光信号合路，合成探测光信号；
[0090] 所述光相位控制器用于接收所述第四激光信号并实现对所述第四激光信号的相位调制，进而实现对输出的太赫兹信号的相位调制；
[0091] 所述第四1×2光耦合器用于接收所述第二激光信号和相位调制后的第四激光信号并将所述第二激光信号和相位调制后的第四激光信号合路，合成激励光信号；
[0092] 所述第五1×2光耦合器用于接收所述探测光信号并将所述探测光信号分为第一探测光信号和第二探测光信号两路，并分别输出给所述光子混频接收参考天线和所述光子混频接收测量天线；
[0093] 所述参考信号发生器用于输出光相位控制器的调制电信号给所述光相位控制器，并为所述第一锁相放大器和第二锁相放大器提供参考信号，实现微弱信号的锁相放大测量；
[0094] 所述光子混频发射天线用于接收所述激励光信号并将所述激励光信号转换为太赫兹信号，之后将所述太赫兹信号转换为空间辐射太赫兹信号通过空口辐射输出给所述第一太赫兹空间分束器；
[0095] 所述第一太赫兹空间分束器用于将所述空间辐射太赫兹信号分为第一空间辐射太赫兹信号和第二空间辐射太赫兹信号两路，并将所述第一空间辐射太赫兹信号和第二空间辐射太赫兹信号分别发送给光子混频接收参考天线和隔离器；其中，所述第一空间辐射太赫兹信号作为参考太赫兹信号；
[0096] 所述隔离器用于实现所述第一太赫兹空间分束器与第二太赫兹空间分束器之间的信号单向传输；
[0097] 所述第二太赫兹空间分束器用于接收由隔离器传输来的第二空间辐射太赫兹信号，并将所述第二空间辐射太赫兹信号传输到设置有被测单端口空间网络的测量参考面，之后将由所述被测单端口空间网络反射后的第二空间辐射太赫兹信号传输到光子混频接收测量天线；其中，所述被测单端口空间网络反射后的第二空间辐射太赫兹信号作为测量太赫兹信号；
[0098] 所述光子混频接收参考天线用于让所述第一探测光信号和所述第一空间辐射太赫兹信号作用，使所述第一空间辐射太赫兹信号下变频至中频，得到第一中频信号；
[0099] 所述光子混频接收测量天线用于让所述第二探测光信号和所述反射后的第二空间辐射太赫兹信号作用，使所述反射后的第二空间辐射太赫兹信号下变频至中频，得到第二中频信号；
[0100] 所述第一锁相放大器用于接收所述第一中频信号，并通过锁相放大得到参考太赫兹信号的幅度及相位；
[0101] 所述第二锁相放大器用于接收所述第二中频信号，并通过锁相放大得到测量太赫兹信号的幅度及相位；
[0102] 所述数据采集模块用于采集所述第一锁相放大器和第二锁相放大器得到的幅度及相位信息并根据所述信息完成对所述装置的校准或计算得到被测单端口空间网络的反射系数；
[0103] 所述校准件设置在所述被测单端口空间网络所在的测量参考面处时，能够用于对所述太赫兹单端口空间网络反射系数测量装置进行校准，实现反射系数的准确测量。
[0104] 本实施例的另一方面提供一种利用上述装置进行太赫兹单端口空间网络反射系数测量的方法，如图2所示，所述方法包括以下步骤：
[0105] S101：窄线宽激光器产生中心波长为λ0的激光信号，可调谐激光器产生中心波长为λT的激光信号；
[0106] S102：窄线宽激光器产生的激光信号通过第一1×2光耦合器后被分为第一激光信号和第二激光信号；可调谐激光器产生的激光信号通过第二1×2光耦合器后被分为第三激光信号和第四激光信号；所述第四激光信号经过光相位控制器后和所述第二激光信号在第四1×2光耦合器合成为激励光信号并进入到光子混频发射天线；所述第一激光信号和第三激光信号在第三1×2光耦合器合成为探测光信号并进入到第五1×2光耦合器；
[0107] S103：所述激励光信号在光子混频发射天线上混频产生频率为 的太赫兹信号，光子混频发射天线将所述太赫兹信号转换为空间辐射太赫兹信号输出给第一太赫兹空间分束器；第五1×2光耦合器将所述探测光信号分为第一探测光信号和第二探测光信号并分别输出给光子混频接收参考天线和光子混频接收测量天线；
[0108] S104：第一太赫兹空间分束器将接收到的空间辐射太赫兹信号分为第一空间辐射太赫兹信号和第二空间辐射太赫兹信号两路，所述第一空间辐射太赫兹信号进入光子混频接收参考天线与所述第一探测光信号作用，使得第一空间辐射太赫兹信号下变频至中频，获得第一中频信号，之后光子混频接收参考天线将所述第一中频信号输出给第一锁相放大器，第一锁相放大器获得该第一中频信号后经过锁相放大得到参考太赫兹信号的幅度及相位，并将所述参考太赫兹信号的幅度及相位发送给数据采集模块；
[0109] S105：所述第二空间辐射太赫兹信号经过隔离器和第二太赫兹空间分束器后到达设置有校准件的测量参考面，第二空间辐射太赫兹信号经设置有校准件的测量参考面反射后经过第二太赫兹空间分束器进入光子混频接收测量天线，被设置有校准件的测量参考面反射后的第二空间辐射太赫兹信号在光子混频接收测量天线上与所述第二探测光信号作用，使得被设置有校准件的测量参考面反射后的第二空间辐射太赫兹信号下变频至中频，获得校准中频信号，之后光子混频接收测量天线将所述校准中频信号输出给第二锁相放大器，第二锁相放大器获得该校准中频信号后经过锁相放大得到校准太赫兹信号的幅度及相位，并将所述校准太赫兹信号的幅度及相位发送给数据采集模块；
[0110] S106：数据采集模块根据采集到的参考太赫兹信号的幅度及相位和校准太赫兹信号的幅度及相位信息完成对太赫兹单端口空间网络反射系数测量装置的校准，消除系统误差的影响；
[0111] S107：将校准件从测量参考面移走，并将被测单端口空间网络设置于测量参考面，所述第二空间辐射太赫兹信号经过隔离器和第二太赫兹空间分束器后到达设置有被测单端口空间网络的测量参考面，第二空间辐射太赫兹信号经设置有被测单端口空间网络的测量参考面反射后经过第二太赫兹空间分束器进入光子混频接收测量天线，被设置有被测单端口空间网络的测量参考面反射后的第二空间辐射太赫兹信号在光子混频接收测量天线上与第二探测光信号作用，使得被设置有被测单端口空间网络的测量参考面反射后的第二空间辐射太赫兹信号下变频至中频，获得第二中频信号，之后光子混频接收测量天线将所述第二中频信号输出给第二锁相放大器，第二锁相放大器获得该第二中频信号后经过锁相放大得到测量太赫兹信号的幅度及相位，并将所述测量太赫兹信号的幅度及相位发送给数据采集模块；
[0112] S108：数据采集模块根据采集到的参考太赫兹信号的幅度及相位和测量太赫兹信号的幅度及相位信息计算得到被测单端口空间网络在频率 处的反射系数；
[0113] 其中，c为光速。
[0114] 所述方法还包括：
[0115] 改变所述可调谐激光器产生的激光信号的中心波长λT；
[0116] 重复步骤S102‑S108，获得被测单端口空间网络在不同频率处的反射系数。
[0117] 通过本实施例所提供的一种太赫兹单端口空间网络反射系数测量装置和方法可以生成频率范围达到3THz以上的太赫兹信号，使测量频率超过3THz，远远高于传统网络分析仪采用纯固态电子学技术产生的太赫兹信号频率，扩大了测量频率范围；并且与传统的测量装置相比，本实施例提供的测量装置在全频率测量工作过程中不需要像传统的测量装置那样频繁的更换相关模块例如频率扩展模块及器件，提高了测量的效率；同时，本实施例提供的测量装置通过设置接收参考链路与接收测量链路并利用校准件消除各个部件引入的系统误差，进一步提高了测量的准确度。
[0118] 显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定，对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，这里无法对所有的实施方式予以穷举，凡是属于本发明的技术方案所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之列。
