本申請涉及微納制造的和太赫茲測量的，尤其涉及用于相控陣芯片標定的矢量測量系統、方法及應用。

背景技術：

1、隨著通信技術不斷發展，商用頻譜已經逐步擴展到毫米波，而太赫茲將被應用于下一代通信系統。但是隨載波頻率的提高，電磁波的路徑衰減加劇，同時器件的飽和輸出功率降低，導致太赫茲通信系統工作距離減小。為克服這一難題，相控陣技術在實際應用中被廣泛采用。相控陣技術不僅可以增加電磁波輻射定向性，還能增加系統總輸出功率，從而顯著提升系統工作距離。相控陣芯片的準確標定是確保其在實際應用中有效工作的前提，只有在完成標定后，相控陣芯片才能可靠應用于各種系統。

2、目前，常用的相控陣芯片標定方法主要分為兩類：直接標定法和間接標定法。直接標定法采用矢量網絡分析儀(vna)，通過分析網絡輸入、輸出信號的幅度相位信息得到相控陣芯片的幅度、相位調制特性。這種方法是低頻段相控陣系統標定的主要方法，具有精度高、效率高的特點。但是在太赫茲頻段，需要采用vna和拓頻模塊的組合才能完成測量，此時鏈路復雜程度增加，路徑寄生效應加劇，帶來諸多測量誤差。如寄生電容導致太赫茲信號存在反饋路徑，產生自激現象。間接標定法采用超外差射頻鏈路，使用一路太赫茲信號作為參考光，另一路太赫茲信號作為測量光，通過比較參考光和測量光的幅度和相位信息，可得到相控陣芯片的幅度、相位調制特性。但是，相關技術中的vna測量或超外差測量鏈路測量，存在著光路和射頻鏈路的設計不簡潔、信號混疊導致的測量誤差的問題。

3、基于此，本申請提供了用于相控陣芯片標定的矢量測量系統、方法及相關設備。

技術實現思路

1、針對現有技術存在的問題，本申請提供了一種用于相控陣芯片標定的矢量測量系統、方法及應用。

2、本申請的目的采用以下技術方案實現：

3、第一方面，本申請提供了一種用于相控陣芯片標定的矢量測量系統，所述系統包括：

4、頻率輸出裝置，所述頻率輸出裝置用于生成第一本振信號、第二本振信號和第三本振信號；

5、太赫茲光源，所述太赫茲光源用于接收所述第二本振信號并經過倍頻放大后輻射太赫茲波，所述太赫茲波用于經過待測相控陣芯片的調制后產生太赫茲信號；

6、接收機，所述接收機用于接收所述第三本振信號和所述太赫茲信號，所述第三本振信號經過倍頻放大后作為第四本振信號，所述第四本振信號與所述太赫茲信號混頻后產生中頻信號并輸出；

7、iq解調器，所述iq解調器用于接收所述中頻信號和所述第一本振信號并進行解調，獲取輸出信號，所述輸出信號用于得到所述待測相控陣芯片的幅度調制特性和相位調制特性；

8、吸波裝置，所述吸波裝置設置于所述接收機和所述太赫茲光源之間，用于阻止未被調制的太赫茲波與所述太赫茲信號混疊并進入接收機。

9、在一些可能的實現方式中，所述頻率輸出裝置是頻率綜合器；或者，所述頻率輸出裝置包括函數發生器和微波源，所述函數發生器用于生成參考信號和第一本振信號，所述微波源用于接收并根據所述參考信號生成第二本振信號和第三本振信號；所述參考信號和所述第一本振信號的相位同步。

10、在一些可能的實現方式中，所述太赫茲光源用于接收所述第二本振信號并經過倍頻放大后通過喇叭輻射太赫茲波。

11、在一些可能的實現方式中，所述第一本振信號和所述中頻信號的頻率相同。

12、在一些可能的實現方式中，所述參考信號為10?mhz的信號。

13、在一些可能的實現方式中，所述待測相控陣芯片設置于位移臺上，所述系統還包括離軸拋物面鏡，所述離軸拋物面鏡設置于所述太赫茲光源和所述待測相控陣芯片之間，用于將所述太赫茲波匯聚到所述待測相控陣芯片的目標陣元。

14、在一些可能的實現方式中，所述系統還包括分束器，所述分束器設置于所述待測相控陣芯片和所述接收機之前的光路上，用于將所述太赫茲信號和未被調制的太赫茲波分離。

15、第二方面，本申請還提供了一種基于第一方面任一項所述的矢量測量系統的相控陣芯片的標定方法，所述方法包括：

16、進行所述矢量測量系統的校準；

17、根據實際測量頻點，設置頻率輸出裝置的第一本振信號的輸出頻率和電平，設置第二本振信號和第三本振信號的輸出頻率和功率；

18、獲取并處理iq解調器的輸出信號，得到待測相控陣芯片的幅度調制特性和相位調制特性。

19、在一些可能的實現方式中，所述進行所述矢量測量系統的校準，包括：進行所述矢量測量系統的位移校準和時間穩定性校準。

20、第三方面，本申請還提供了一種電子設備，包括一個或多個處理器以及存儲器；一個或多個程序被存儲在所述存儲器中并被配置為由所述一個或多個處理器執行第二方面任一項所述的方法。

21、第四方面，本申請還提供了一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有指令，所述指令被處理器執行時，以使得處理器實現如第二方面任一項所述的方法。

22、第五方面，本申請還提供了一種計算機程序產品，所述計算機程序產品包括計算機程序，所述計算機程序被至少一個處理器執行時實現第二方面任一項所述的方法的步驟。

23、相較于現有技術，本申請至少具有如下有益效果：

24、(1)本申請提供的矢量測量系統包括頻率輸出裝置、太赫茲光源、接收機、iq解調器和吸波裝置，減少了鏈路復雜性，系統設計更為簡潔。

25、(2)本申請通過在接收機和太赫茲光源之間設置吸波裝置，可以有效阻止未被調制的太赫茲波與太赫茲信號混疊并進入接收機，從而避免信號混疊導致測量誤差。

技術特征：

1.一種用于相控陣芯片標定的矢量測量系統，其特征在于，所述系統包括：

2.根據權利要求1所述的矢量測量系統，其特征在于，所述頻率輸出裝置是頻率綜合器；或者，所述頻率輸出裝置包括函數發生器和微波源，所述函數發生器用于生成參考信號和第一本振信號，所述微波源用于接收并根據所述參考信號生成第二本振信號和第三本振信號；所述參考信號和所述第一本振信號的相位同步。

3.根據權利要求2所述的矢量測量系統，其特征在于，所述第一本振信號和所述中頻信號的頻率相同；和/或，所述參考信號為10?mhz的信號。

4.根據權利要求1所述的矢量測量系統，其特征在于，所述待測相控陣芯片設置于位移臺上，所述系統還包括離軸拋物面鏡，所述離軸拋物面鏡設置于所述太赫茲光源和所述待測相控陣芯片之間，用于將所述太赫茲波匯聚到所述待測相控陣芯片的目標陣元；和/或，所述太赫茲光源用于接收所述第二本振信號并經過倍頻放大后通過喇叭輻射太赫茲波。

5.根據權利要求1所述的矢量測量系統，其特征在于，所述系統還包括分束器，所述分束器設置于所述待測相控陣芯片和所述接收機之前的光路上，用于將所述太赫茲信號和未被調制的太赫茲波分離。

6.基于權利要求1-5任一項所述的矢量測量系統的相控陣芯片的標定方法，其特征在于，所述方法包括：

7.根據權利要求6所述的標定方法，其特征在于，所述進行所述矢量測量系統的校準，包括：進行所述矢量測量系統的位移校準和時間穩定性校準。

8.一種電子設備，其特征在于，包括一個或多個處理器以及存儲器；一個或多個程序被存儲在所述存儲器中并被配置為由所述一個或多個處理器執行權利要求6-7任一所述的方法。

9.一種計算機可讀存儲介質，其特征在于，所述計算機可讀存儲介質存儲有計算機程序，所述計算機程序被至少一個處理器執行時實現權利要求6-7任一項所述的方法的步驟。

10.一種計算機程序產品，其特征在于，所述計算機程序產品包括計算機程序，所述計算機程序被至少一個處理器執行時實現權利要求6-7任一項所述的方法的步驟。

技術總結
本申請提供了一種用于相控陣芯片標定的矢量測量系統、方法及應用。所述矢量測量系統包括：頻率輸出裝置，用于生成第一本振信號、第二本振信號和第三本振信號；太赫茲光源，用于接收第二本振信號并經過倍頻放大后輻射太赫茲波；接收機，用于接收第三本振信號并經過倍頻放大后作為第四本振信號，第四本振信號與太赫茲信號混頻后產生中頻信號；IQ解調器，用于接收中頻信號和第一本振信號并進行解調，獲取輸出信號；吸波裝置，設置于接收機和太赫茲光源之間，用于阻止未被調制的太赫茲波與太赫茲信號混疊并進入接收機。本申請的矢量測量系統設計更為簡潔，可以有效避免信號混疊導致的測量誤差。

技術研發人員：秦華,于潤,劉棟,王懋,周奇,蔡昕航,靳琳,孫建東
受保護的技術使用者：中國科學院蘇州納米技術與納米仿生研究所
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28