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公開番号2025013336
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-24
出願番号2024166430,2022569558
出願日2024-09-25,2021-05-05
発明の名称テラヘルツ放射の送受信装置及びその制御装置
出願人ヘルムート・フィッシャー・ゲーエムベーハー・インスティテュート・フューア・エレクトロニク・ウント・メステクニク
代理人弁理士法人太陽国際特許事務所
主分類G01S 7/484 20060101AFI20250117BHJP(測定;試験)
要約【課題】THz放射を送信および/または受信するためのテラヘルツ(THz)装置を提供する。
【解決手段】THz放射を送信および/または受信するように設計された少なくとも1つのTHz要素と、デジタルデータ処理デバイスと、を含み、特に、デジタルデータ処理デバイスは、装置の少なくとも1つの構成要素の第1の信号を少なくとも一時的に処理するように設計されている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
少なくとも１つのＴＨｚ装置（１００）および少なくとも１つの制御装置（２００）を有するシステム（１０００）であって、
ＴＨｚ放射（ＴＳ１、ＴＳ２）を送信および受信するためのＴＨｚ装置（１００）は、前記ＴＨｚ放射（ＴＳ１、ＴＳ２）を送信および／または受信するように設計された少なくとも１つのＴＨｚ素子（１１０）を有し、
前記少なくとも１つのＴＨｚ素子（１１０）は少なくとも１つのＴＨｚ信号（ＴＳ２）を検出し、検出された前記ＴＨｚ信号（ＴＳ２）を特徴付ける出力信号（ＡＳ）を出力するように設計され、
前記ＴＨｚ装置（１００）は、前記少なくとも１つのＴＨｚ素子（１１０）の前記出力信号（ＡＳ）を第１のデジタル信号（ＤＳ１）に変換するように設計されたデジタル化ステージ（１３０）と、デジタルデータ処理デバイス（１２０）とを備え、
前記デジタルデータ処理デバイス（１２０）は、前記ＴＨｚ装置（１００）の少なくとも１つのＴＨｚ素子（１１０）の少なくとも１つの第１の信号（Ｓ１、ＤＳ１）を少なくとも一時的に処理するように設計され、
前記ＴＨｚ装置（１００）は、前記少なくとも１つの外部ユニット（２００）との双方向データ交換（ＤＡ）のための少なくとも１つの第１のデジタルインターフェース（１４０）を有し、
前記ＴＨｚ装置（１００）は、前記ＴＨｚ装置（１００）の少なくとも一時的な電気エネルギー供給（ＥＶ）のための少なくとも１つの第２のインターフェース（１５０）を有し、
前記ＴＨｚ装置（１００）は、少なくとも一時的に異なる少なくとも２つのレーザ信号を、少なくとも１つの制御装置（２００）のための第３のインターフェース（１６０）を介して受信するように設計され、
前記制御装置（２００）は、前記ＴＨｚ装置（１００）の前記第１のデジタルインターフェース（１４０）を介しての前記少なくとも１つのＴＨｚ装置（１００）との双方向のデータ交換のための少なくとも１つの第１のデジタルインターフェース（２１０）を有し、
第１のパルスレーザ放射（ＰＬ１）および／または第２のパルスレーザ放射（ＰＬ２）を前記少なくとも１つのＴＨｚ装置（１００）に少なくとも一時的に出力するための、前記制御装置（２００）の第２のインターフェース（２２０）が提供され、
前記制御装置（２００）は、前記少なくとも１つのＴＨｚ装置（１００）の動作を少なくとも一時的に制御するように設計されている、
テラヘルツシステム（１０００）。
続きを表示（約 1,900 文字）【請求項２】
前記デジタル化ステージ（１３０）は、アナログ－デジタル変換器（１３２）と、少なくとも１つの増幅器（１３４）を有し、
前記デジタルデータ処理デバイス（１２０）が、以下の要素：
ａ）マイクロプロセッサ、
ｂ）マイクロコントローラ、
ｃ）プログラマブル論理モジュール、
ｄ）デジタル信号プロセッサ、ＤＳＰ、
ｅ）グラフィックプロセッサ、ＧＰＵ、
ｆ）特定用途向け集積回路、ＡＳＩＣ、のうちの少なくとも１つを有する、請求項１に記載のシステム（１０００）。
【請求項３】
前記デジタルデータ処理デバイス（１２０）は、前記ＴＨｚ装置（１００）または前記ＴＨｚ装置（１００）の少なくとも１つのＴＨｚ素子（１１０）およびデジタル化ステージ（１３０）の動作を少なくとも一時的に制御するように設計される、請求項１に記載のシステム（１０００）。
【請求項４】
前記ＴＨｚ装置（１００）の前記デジタルデータ処理デバイス（１２０）は、少なくとも１つの制御装置（２００）によって少なくとも一時的に制御される、請求項１に記載のシステム（１０００）。
【請求項５】
前記デジタルデータ処理デバイス（１２０）および／または前記ＴＨｚ装置（１００）は、少なくとも一時的に自律的に動作される、請求項１に記載のシステム（１０００）。
【請求項６】
前記ＴＨｚ装置（１００）および／または前記デジタルデータ処理デバイス（１２０）がコンピュータプログラム（ＰＲＧ）および／またはデータ（ＤＡＴ）を少なくとも一時的に記憶するための少なくとも１つのメモリデバイス（１２０４）を有し、
前記データ（ＤＡＴ）が以下の要素：
ａ）前記ＴＨｚ装置（１００）の少なくとも１つの構成要素についての較正データ、
ｂ）前記ＴＨｚ装置（１００）の少なくとも１つの構成要素を特徴付けるモデルデータ、または、前記ＴＨｚ装置（１００）の構成要素についての少なくとも１つのモデルについてのモデルデータ、
ｃ）基準測定値のデータ、
ｄ）受信および／または送信されるべきＴＨｚ信号の少なくとも一部を特徴付けるデータ、のうちの少なくとも１つを有する、
請求項１に記載のシステム（１０００）。
【請求項７】
前記デジタルデータ処理デバイス（１２０）は少なくとも一時的に、
ａ）バックグラウンド補正、
ｂ）パルスパイルアップ補正、
ｃ）フィルタリング、
ｄ）平均化、
ｅ）基準測定値によるＴＨｚデータの補正、
ｆ）時間領域信号および／または周波数領域信号の提供、
ｇ）受信および／または送信されるべきＴＨｚ信号の少なくとも一部を特徴付けるデータ、の少なくとも１つのプロセスを実行するように設計される、請求項１に記載のシステム（１０００）。
【請求項８】
前記ＴＨｚ装置（１００）および／または前記ＴＨｚ装置（１００）の少なくとも１つのＴＨｚ素子（１１０）およびデジタル化ステージ（１３０）が、前記第１のデジタルインターフェース（１４０）を介して、以下の信号：
ａ）少なくとも１つの外部ユニット（２００）または前記少なくとも１つの外部ユニット（２００）との同期のためのクロック信号（ＣＬＫ）、
ｂ）トリガ信号（ＴＲＩＧ）、
ｃ）受信および／または送信されるべき前記ＴＨｚ信号の少なくとも一部を特徴付けるデータ信号、
ｄ）ａａ）空間内の前記ＴＨｚ装置（１００）の位置、および／または、ｂｂ）測定対象物（ＯＢＪ）の形態、および／または、ｃｃ）前記ＴＨｚ装置と前記測定対象物（ＯＢＪ）との距離、を決定する装置（１７０）の測定データ、
のうちの少なくとも１つを送信および／または受信するように設計される、請求項１に記載のシステム（１０００）。
【請求項９】
前記第１のデジタルインターフェース（１４０）は、双方向リアルタイム通信のために設計される、請求項１に記載のシステム（１０００）。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの第３のインターフェース（１４０）は、少なくとも１つの制御装置（２００）からの光放射（ＯＳ）を少なくとも一時的に受信するための光インターフェース（１６０）である、請求項１に記載のシステム（１０００）。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示はテラヘルツ、ＴＨｚ、放射を送信および／または受信するための装置に関し、以下、「ＴＨｚ装置」とも呼ばれる。
続きを表示（約 1,300 文字）【０００２】
本発明は、少なくとも１つのＴＨｚ装置の操作を少なくとも一時的に制御するための制御装置にも関する。
【発明の概要】
【０００３】
好ましい実施形態はテラヘルツ、ＴＨｚ、放射を送信および／または受信するための装置であって、ＴＨｚ放射を送信および／または受信するように設計された少なくとも１つのＴＨｚ素子と、デジタルデータ処理デバイスとを備え、特に、デジタルデータ処理デバイスは、装置の少なくとも１つの構成要素の少なくとも１つの第１の信号を少なくとも一時的に処理するように設計される、装置に関する。その結果、少なくとも１つの第１の信号は、ＴＨｚ装置においてすでに処理することができる。
【０００４】
さらなる好ましい実施形態では少なくとも１つのＴＨｚ素子が少なくとも１つのＴＨｚ信号を検出し、検出されたＴＨｚ信号を特徴付ける特に電気的な出力信号を出力するように設計され、ＴＨｚ装置は少なくとも１つのＴＨｚ素子の出力信号を第１のデジタル信号に変換するように設計されたデジタル化ステージを有する。一例として、この第１のデジタル信号は、デジタルデータ処理デバイスによって処理することができる。
【０００５】
さらに好ましい実施形態では、デジタル化段がアナログ－デジタル変換器と、任意選択で少なくとも１つの増幅器、特にトランスインピーダンス増幅器とを有する。
【０００６】
さらに好ましい実施形態では、デジタルデータ処理デバイスが以下の要素、すなわち、ａ）マイクロプロセッサ、ｂ）マイクロコントローラ、ｃ）プログラマブルロジックモジュール、特にＦＰＧＡ、ｄ）デジタル信号プロセッサ、ＤＳＰ、ｅ）グラフィックプロセッサ、ＧＰＵ、ｆ）特定用途向け集積回路、ＡＳＩＣのうちの少なくとも１つを有する。
【０００７】
さらに好ましい実施形態では、ＴＨｚ放射が０．１ＴＨｚ～１０ＴＨｚ、特に３ＴＨｚ～１０ＴＨｚ、さらに特に４．５ＴＨｚ～６．５ＴＨｚの周波数範囲を有する。
【０００８】
さらなる好ましい実施形態では、装置はハウジングを有し、特に装置の少なくとも１つの構成要素、さらに特に複数の構成要素、特に好ましくは装置の構成要素のすべてが、ハウジング内および／またはハウジング上に配置される。これにより、ＴＨｚ放射に柔軟に用いることができる測定ヘッドを提供することができる。さらに好ましい実施形態では、好ましくは同様に任意のハウジングに一体化することができるＴＨｚ光学系が少なくとも１つのＴＨｚ素子に割り当てられる。
【０００９】
さらに好ましい実施形態では、デジタルデータ処理デバイスがＴＨｚ装置またはＴＨｚ装置の少なくとも１つの構成要素の動作を少なくとも一時的に制御するように設計されている。
【００１０】
さらに好ましい実施形態では、デジタルデータ処理デバイスおよび／またはＴＨｚ装置が少なくとも１つの外部ユニットによって少なくとも一時的に制御することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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