一种远距离非成像式人体隐藏危险品检测仪制造技术

本发明专利技术公开了一种远距离非成像式人体隐藏危险品检测仪，包括显控设备、信号处理与控制模块、基带信号调制模块、开关、收发射频链路模块、发射天线、接收天线、中频信号调理与采集模块；其中收发射频链路模块包括两发两收通道，收发通道可实现水平极化和垂直极化的信号发射和接收，发射通道利用开关实现水平或垂直极化发射信号的切换，发射信号经由正交模耦合器和反射面天线后用于待测对象的探测。本发明专利技术通过开关每次选择一种特定极化方向的探测波发射，两个接收通道同时接收与发射波平行和垂直的极化方向的回波，用于评估探测波极化方向的变化状态。

A Long Distance Non-imaging Human Hidden Dangerous Goods Detector

【技术实现步骤摘要】
一种远距离非成像式人体隐藏危险品检测仪
本专利技术涉及非成像式安检装置，尤其是一种远距离非成像式人体隐藏危险品检测仪。
技术介绍
现有主要的安检手段主要是利用在室内的通道卡口处的安检人员和一些检测设备对待测对象及其携带物品进行逐一检查。这种传统的安检方式具有一定的准确率，但是局限性也比较明显。首先，这种方式主要针对合作对象，即被检对象必须自愿配合安检人员和设备进行检测；其次，这种方式速度慢，很难在人流密集场所布置使用。综上所述，现有的通道卡口式的安检措施已无法满足对暴力和恐怖犯罪进行有效预警的要求，不仅检测速度慢，而且仅能近距离进行检测，一旦有危险品，还不能及时作出预警控制，所以探索针对远距离非合作对象的隐藏危险品的快速检测技术具有重要的现实意义。
技术实现思路
本专利技术为解决上述技术问题，提供了远距离非成像式人体隐藏危险品检测仪，该检测仪能够在远距离实现人体隐藏危险品的检测识别，而且便于安装布置。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种远距离非成像式人体隐藏危险品检测仪，其特征在于：包括显控设备、信号处理与控制模块、基带信号调制模块、开关、收发射频链路模块、发射天线、接收天线、中频信号调理与采集模块；所述线控设备，用于信号处理与控制模块对检测仪进行初始化参数配置；所述信号处理与控制模块，用于控制开关切换到指定的收发射频链路模块的某一路发射链路；同时，以指定的脉冲周期向基带信号调制模块发送触发信号；所述基带信号调制模块，接收到触发信号后，用于产生基带调制信号提供给收发射频链路模块，其脉冲宽度以及发射脉冲的个数已在检测仪系统工作参数配置阶段指定；所述收发射频链路模块包括两路不同极化的发射通道和两路接收通道，两路发射通道包括水平极化发射通道和垂直极化发射通道；两路发射通道均连接至发射天线，两路接收通道分别连接水平极化接收天线和垂直极化接收天线；所述开关，用于受信号处理与控制模块控制打开或闭合收发射频链路模块的某一路发射通道；所述中频信号调理与采集模块接收所述接收通道反馈的两路中频信号，并对所述两路中频信号进行处理输出到显控设备，由显控设备显示检测结果。所述显控设备通过与信号处理与控制模块之间的通信接口配置初始化工作参数，配置的初始化工作参数包括脉冲宽度、脉冲周期、脉冲个数NCO的频率、中频增益倍数、FIR滤波器参数和数据抽取率。进一步的，所述两路发射通道包括发射链路、放大器、正交模耦合器（OMT），两路接收通道包括混频器、接收链路；所述两路发射通道分为水平极化通道和垂直极化通道，两路发射通道最后通过正交模耦合器连接至发射天线；所述基带信号调制模块，分别产生三路基带调制信号到选通的发射通道、两路接收通道。进一步的，所述中频信号调理与采集模块包括中频放大滤波模块和信号采集模块，中频放大滤波模块接收两路中频信号进行处理，然后发送到信号采集模块，信号采集模块将两路中频信号发送到显控设备。进一步的，所述检测仪通过设置的时钟分发模块分别对信号处理与控制模块、基带信号调制模块、中频信号调理与采集模块分别发出脉冲信号。本专利技术的工作流程如下：（1）初始化配置系统工作参数所述检测仪启动之后，显控设备通过与信号处理与控制模块之间的通信接口发送参数配置命令，参数配置命令中包括的工作参数包括脉冲宽度、脉冲周期、脉冲个数NCO的频率、中频增益倍数、FIR滤波器参数和数据抽取率；所述信号处理与控制模块接收到参数配置命令后，对命令进行解析，重新打包并通过其与各个子模块间的接口将命令以指定格式下发给各个子模块。子模块接收到指令后完成工作参数配置；（2）开始检测操作者将检测仪对准被检测对象，并在显控设备上发出开始检测指令；开始检测后，信号处理与控制模块将开关切换到指定的发射链路，同时，以配置的脉冲周期向基带信号调制模块发送触发信号，基带信号调制模块接收到触发信号后将产生的基带调制信号发送给收发射频链路模块；发射链路将基带信号调制模块输入的信号调制到工作频段，经过放大器后通过发射天线将探测波辐射出去；探测波被检测对象反射后，部分回波的极化方向发生改变，所改变的程度与被检测对象及其携带的物品有关；利用水平极化接收天线和垂直极化接收天线分别接收与探测波极化方向相同和垂直的回波信号；接收的两路回波信号经过低噪声放大之后，在谐波混频器内和本振信号进行混频，变为中频信号，输入至中频放大滤波模块；所述中频放大滤波模块对两路中频信号进行放大和滤波操作之后，将处理后的信号输入至信号采集模块；信号采集模块利用高速ADC，对两路放大后的中频信号进行模数变换，并通过采集数据上传接口将采集数据上传给信号处理与控制模块；最后，信号处理与控制模块在每一个脉冲周期开始阶段开始接收信号采集模块上传的采集数据，接收时间与脉冲宽度时间相同；接收到的采集数据经过数字下变频，滤波和抽取操作后，被打包并通过通信接口将数据上传给显控设备；（3）数据处理，显示检测结果显控设备接收到采集数据之后，可利用发射信号的高带宽获得待测对象的一维距离像，为提高数据的信杂比，可利用距离门滤波的方式提取待测对象所在距离的回波，滤除环境杂波的干扰，通过统计被检测对象的两路不同极化回波的强度值的对比可以判断被检测对象是否带有危险品。本专利技术的硬件上，主要是包括两发两收通道，收发通道可实现水平极化和垂直极化的信号发射和接收，发射通道利用开关实现水平或垂直极化发射信号的切换，发射信号经由正交模耦合器（OMT）和反射面天线后用于待测对象的探测。本专利技术通过开关每次选择一种特定极化方向的探测波发射，两个接收通道同时接收与发射波平行和垂直的极化方向的回波，用于评估探测波极化方向的变化状态。检测仪可选择线性调频连续波（FMCW）或其他宽带调制波形作为探测波，这样的设计一方面有利于利用距离维数据滤除周围环境的杂波，另一方面得益于脉冲压缩的增益，可降低对输出功率的要求，有利于系统的小型化。工作频率的选择，需要综合考虑探测距离，发射功率需求，天线波束宽度，仿真计算复杂度和课题组研究基础等各方面因素。本专利技术的有益效果如下：（1）本专利技术检测速度快，不需要约束待测对象的状态即可完成检测；（2）本专利技术检测距离远，一方面有利于给安检人员预留一定安全距离，另一方面能够在不引起可疑对象注意的情况下完成探测和预警；（3）相比于现有检测方法，该检测仪结构紧凑，有利于快速布置。附图说明图1是本专利技术的系统架构示意图。图2是本专利技术的工作流程示意图。图3是本专利技术的数字信号处理流程示意图。具体实施方式如图1所示，远距离非成像式人体隐藏危险品检测仪，包括显控设备、信号处理与控制模块、基带信号调制模块、开关、收发射频链路模块、发射天线、接收天线、中频信号调理与采集模块；所述线控设备，用于信号处理与控制模块对检测仪进行初始化参数配置；所述信号处理与控制模块，用于控制开关切换到指定的收发射频链路模块的某一路发射链路；同时，以指定的脉冲周期向基带信号调制模块发送触发信号；所述基带信号调制模块，接收到触发信号后，用于产生基带调制信号提供给收发射频链路模块，其脉冲宽度以及发射脉冲的个数已在检测仪系统工作参数配置阶段指定；所述收发射频链路模块包括两路不同极化的发射通道和两路接收通道，两路发射通道包括水平极化发射通道和垂直极化发射通道；两路发射通道均连接至发射天线，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种远距离非成像式人体隐藏危险品检测仪，其特征在于：包括显控设备、信号处理与控制模块、基带信号调制模块、开关、收发射频链路模块、发射天线、接收天线、中频信号调理与采集模块；所述线控设备，用于信号处理与控制模块对检测仪进行初始化参数配置；所述信号处理与控制模块，用于控制开关切换到指定的收发射频链路模块的某一路发射链路，同时，以指定的脉冲周期向基带信号调制模块发送触发信号；所述基带信号调制模块，接收到触发信号后，用于产生基带调制信号提供给收发射频链路模块；所述收发射频链路模块包括两路不同极化的发射通道和两路接收通道，两路发射通道包括水平极化发射通道和垂直极化发射通道；两路发射通道均连接至发射天线，两路接收通道分别连接水平极化接收天线和垂直极化接收天线；所述开关，用于受信号处理与控制模块控制打开或闭合收发射频链路模块的某一路发射通道；所述中频信号调理与采集模块接收所述接收通道反馈的两路中频信号，并对所述两路中频信号进行处理输出到显控设备，由显控设备显示检测结果。

【技术特征摘要】
1.一种远距离非成像式人体隐藏危险品检测仪，其特征在于：包括显控设备、信号处理与控制模块、基带信号调制模块、开关、收发射频链路模块、发射天线、接收天线、中频信号调理与采集模块；所述线控设备，用于信号处理与控制模块对检测仪进行初始化参数配置；所述信号处理与控制模块，用于控制开关切换到指定的收发射频链路模块的某一路发射链路，同时，以指定的脉冲周期向基带信号调制模块发送触发信号；所述基带信号调制模块，接收到触发信号后，用于产生基带调制信号提供给收发射频链路模块；所述收发射频链路模块包括两路不同极化的发射通道和两路接收通道，两路发射通道包括水平极化发射通道和垂直极化发射通道；两路发射通道均连接至发射天线，两路接收通道分别连接水平极化接收天线和垂直极化接收天线；所述开关，用于受信号处理与控制模块控制打开或闭合收发射频链路模块的某一路发射通道；所述中频信号调理与采集模块接收所述接收通道反馈的两路中频信号，并对所述两路中频信号进行处理输出到显控设备，由显控设备显示检测结果。2.根据权利要求1所述的远距离非成像式人体隐藏危险品检测仪，其特征在于：所述显控设备通过与信号处理与控制模块之间的通信接口配置初始化工作参数，配置的初始化工作参数包括脉冲宽度、脉冲周期、脉冲个数NCO的频率、中频增益倍数、FIR滤波器参数和数据抽取率。3.根据权利要求1所述的远距离非成像式人体隐藏危险品检测仪，其特征在于：所述两路发射通道包括发射链路、放大器、正交模耦合器，两路接收通道包括混频器、接收链路；所述两路发射通道分为水平极化通道和垂直极化通道，两路发射通道最后通过正交模耦合器连接至发射天线；所述基带信号调制模块，分别产生三路基带调制信号到选通的发射通道、两路接收通道。4.根据权利要求1所述的远距离非成像式人体隐藏危险品检测仪，其特征在于：所述中频信号调理与采集模块包括中频放大滤波模块和信号采集模块，中频放大滤波模块接收两路中频信号进行处理，然后发送到信号采集模块，信号采集模块将两路中频信号发送到显控设备。5.根据权利要求1所述的远距离非成像式人体隐藏危险品检测仪，其特征在于：所述检测仪通过设置的时钟分发模块分别对信号处理与控制模块、基带信号调制模块、中频信号调理与采集模块分别发出脉...

【专利技术属性】
技术研发人员：安健飞，成彬彬，崔振茂，邓贤进，刘杰，喻洋，赵宇姣，陆彬，岑冀娜，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院电子工程研究所，
类型：发明
国别省市：四川,51