主动式毫米波三维全息成像系统及安检系统技术方案

本发明专利技术公开了一种主动式毫米波三维全息成像系统及安检系统，其中成像系统包括：信号收发机用于发射源信号以及将毫米波收发天线阵列回传的接收信号转换为采集信号；数据采集装置用于采集采集信号并获得采集数据；图像处理装置用于根据采集数据和采集数据的空间位置信息合成三维全息图像；平面扫描驱动装置用于驱动毫米波收发天线阵列直线移动；控制装置用于控制信号收发机、数据采集装置、毫米波收发天线阵列和平面扫描驱动装置，以使得所述毫米波收发天线阵列进行平面扫描。本发明专利技术弥补了现有的主动式毫米波人体安检系统体积庞大的不足，并且改变了扫描探测方式和系统结构，具有体积小、结构简单、系统损耗低，灵敏度高，结构配置灵活等优点。

【技术实现步骤摘要】
主动式毫米波三维全息成像系统及安检系统
本专利技术涉及三维全息成像领域，尤其涉及一种主动式毫米波三维全息成像系统及安检系统。
技术介绍
当前国内外反恐反暴意识的提升和形式的严峻，对人体安检方面提出更多要求：第一，需要能够对人体衣物掩盖下的物品实现非脱衣式三维成像检测，提高识别可疑物品的效率；第二，需要拓展检测能力，能够对金属以及非金属实现检测，包括枪支、刀具、炸药、毒品、光盘、现金、液体、胶体、陶瓷、芯片等；第三，需要在保障以上需求的基础上，降低安检系统探测手段对人体健康的危害。目前，国内外对人体安检的手段主要包括：金属探测、X射线成像、被动毫米波探测、主动毫米波探测。传统的人员安检，基本是采用金属探测门和手持式金属探测器对人体进行金属违禁品探测，这种方式无法探测出隐匿携带的非金属违禁品，如毒品、炸药等，给安防带来隐患。基于X射线成像的人体安检仪，可以实现对金属及非金属目标的探测。但由于X线其对人员身体存在辐射危害，不被公众所接受，难以在日常安检中推广使用。毫米波探测技术具有能够穿透人体衣物，对人体安全，且能够成像，能够识别各类金属及非金属违禁品等诸多优点。近年来随着毫米波技术的发展和器件成本的降低，毫米波探测在人体安检领域逐步引起重视。毫米波探测技术可分为被动式探测和主动式探测。被动式探测技术是通过检测物体自发辐射的微波实现成像，目前这种方式存在精度不高、系统观测实时性差等问题。主动式探测技术，是设备首先向人体发射毫米波，而后通过接收器检测和人体进行相互作用后的毫米波电磁场，从而对人体成像。该检测技术对人体安全、可获得高分辨率的图像。现有的主动式毫米波人体安检系统，主要利用平面合成孔径技术、柱面合成孔径技术。目前多使用柱面合成孔径技术，这种技术采取了天线阵列圆周方向机械带动旋转扫描的探测方式。但是，利用柱面合成孔径技术的主动式毫米波人体安检系统，体积庞大，系统损耗大，灵敏度低，结构配置不灵活，且工艺实现难度大。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是为了克服现有使用柱面合成孔径技术的主动式毫米波人体安检系统体积庞大、系统损耗大、灵敏度低、结构配置不灵活且工艺实现难度大的缺陷，提供一种体积小、系统损耗低，灵敏度高，结构配置灵活，工艺实现简单，并实现对被检测人员的快速检测的主动式毫米波三维全息成像系统及安检系统。本专利技术是通过以下技术方案解决上述技术问题的：本专利技术提供一种主动式毫米波三维全息成像系统，其特点是，包括：信号收发机，与所述信号收发机连接的毫米波收发天线阵列；所述信号收发机，用于发射源信号以及将所述毫米波收发天线阵列回传的接收信号转换为采集信号；数据采集装置，用于采集所述采集信号并获得采集数据，所述采集数据包括在各空间位置和频点的探测波幅度和相位信息；图像处理装置，用于根据所述采集数据和所述采集数据的空间位置信息合成三维全息图像；平面扫描驱动装置，用于驱动所述毫米波收发天线阵列直线移动；控制装置，用于控制所述信号收发机、所述数据采集装置、所述毫米波收发天线阵列和所述平面扫描驱动装置，以使得所述毫米波收发天线阵列进行平面扫描。其中，所述直线移动包括水平方向上的移动或者竖直方向上移动。本技术方案将现有的天线阵列圆周方向机械带动旋转扫描的探测方式替换为毫米波收发天线阵列直线移动平面扫描的探测方式，以扫描同样的面积为例，本技术方案的探测方式扫描的区域更小、扫描的效率更高，同时本技术方案的主动式毫米波三维全息成像系统的体积更小，系统损耗更低，灵敏度更高，结构配置更灵活，工艺实现更简单。较佳地，所述主动式毫米波三维全息成像系统包括两个所述毫米波收发天线阵列；所述平面扫描驱动装置包括驱动结构和两个扫描臂，该些毫米波收发天线阵列分别设置于所述扫描臂上；所述控制装置，还用于控制所述驱动结构，所述驱动结构驱动该些扫描臂同步或异步直线移动以使得该些毫米波收发天线阵列进行同步或异步平面扫描。其中，每个扫描臂上分别设置一个毫米波收发天线阵列；控制装置通过控制驱动结构来控制扫描臂，进而控制毫米波收发天线阵列的移动线路；同步直线移动即指两个扫描臂的移动方向和移动速率均相同，同步平面扫描是基于两个扫描臂同步直线移动的前提下的扫描；异步直线移动即指两个扫描臂的移动方向不同但是移动速率相同，异步平面扫描是基于两个扫描臂异步直线移动的前提下的扫描。本技术方案通过两个毫米波收发天线阵列并行工作的方式，大大缩短了扫描时间，避免了待检物体(如人体)在过长的扫描探测期间出现晃动影响成像质量。较佳地，该些扫描臂通过扫描臂固定件固定在一起，所述驱动结构通过驱动所述扫描臂固定件以带动该些扫描臂同步直线移动；或者，该些扫描臂相互独立，所述驱动结构分别驱动该些扫描臂以使得该些扫描臂同步直线移动或异步直线移动。将两个扫描臂固定的形式可以保证两个扫描臂同步移动，进而保证两个毫米波收发天线阵列同步移动；将两个扫描臂独立的形式可以使得两个扫描臂单独控制，可以使它们同步直线移动或异步直线移动，移动方式更灵活。其中，在该些扫描臂通过扫描臂固定在一起时，驱动结构可以包括一个伺服电机和一个与扫描臂固定件连接的驱动轴，通过伺服电机和驱动轴之间的传动关系带动扫描臂固定件移动，进而带动该些扫描臂同步直线移动；在该些扫描臂相互独立时，驱动结构可以包括一个伺服电机和若干个与该些扫描臂连接的驱动轴，通过伺服电机和该些驱动轴之间的传动关系带动该些扫描臂同步直线移动，或带动该些扫描臂进行移动方向不同但移动速率相同的异步直线移动；在该些扫描臂相互独立时，驱动结构还可以包括两个伺服电机和若干个与该些扫描臂连接的驱动轴，两个伺服电机分别连接不同的驱动轴带动两个扫描臂进行移动。较佳地，所述主动式毫米波三维全息成像系统包括一个所述信号收发机，所述信号收发机固定不移动或随着该些毫米波收发天线阵列移动而同步移动；所述控制装置，还用于控制两个所述毫米波收发天线阵列依次进行扫描。本技术方案的两个毫米波收发天线阵列与同一个信号收发机连接，达到了节约系统成本的效果。由于信号收发机与毫米波收发天线阵列连接，所以，在信号收发机固定不移动时，信号收发机与毫米波收发天线阵列之间的连接线应该足够长，以避免因为连接线不够长而限制了毫米波收发天线阵列的移动范围，本技术方案的优点是扫描臂结构简单、体积小、负载小、移动灵活；在信号收发机随着毫米波收发天线阵列的移动而同步移动时，信号收发机与毫米波收发天线阵列之间的连接线则不会在扫描时摆动，本技术方案的优点是信号收发机与毫米波收发天线阵列固定在一起，信号收发机与毫米波收发天线阵列之间的信号传递不容易受到干扰，此技术方案尤其适用于两个扫描臂同步直线移动的情况。较佳地，所述主动式毫米波三维全息成像系统包括两个所述信号收发机，分别连接不同的毫米波收发天线阵列，该些信号收发机均固定不移动或随着相连的毫米波收发天线阵列的移动而同步移动；所述控制装置，还用于控制所述毫米波收发天线阵列采用频分扫描方式和/或空分扫描方式进行扫描。本技术方案的两个毫米波收发天线阵列与不同的信号收发机连接，使得两个毫米波收发天线阵列同时分别独立工作，扫描更为快捷。由于信号收发机与毫米波收发天线阵列连接，所以，在信号收发机固定不移动时，信号收发机与毫米波收发天线阵列之间的连接线应该本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种主动式毫米波三维全息成像系统，其特征在于，包括：信号收发机，与所述信号收发机连接的毫米波收发天线阵列；所述信号收发机，用于发射源信号以及将所述毫米波收发天线阵列回传的接收信号转换为采集信号；数据采集装置，用于采集所述采集信号并获得采集数据，所述采集数据包括在各空间位置和频点的探测波幅度和相位信息；图像处理装置，用于根据所述采集数据和所述采集数据的空间位置信息合成三维全息图像；平面扫描驱动装置，用于驱动所述毫米波收发天线阵列直线移动；控制装置，用于控制所述信号收发机、所述数据采集装置、所述毫米波收发天线阵列和所述平面扫描驱动装置，以使得所述毫米波收发天线阵列进行平面扫描。

【技术特征摘要】
1.一种主动式毫米波三维全息成像系统，其特征在于，包括：信号收发机，与所述信号收发机连接的毫米波收发天线阵列；所述信号收发机，用于发射源信号以及将所述毫米波收发天线阵列回传的接收信号转换为采集信号；数据采集装置，用于采集所述采集信号并获得采集数据，所述采集数据包括在各空间位置和频点的探测波幅度和相位信息；图像处理装置，用于根据所述采集数据和所述采集数据的空间位置信息合成三维全息图像；平面扫描驱动装置，用于驱动所述毫米波收发天线阵列直线移动；控制装置，用于控制所述信号收发机、所述数据采集装置、所述毫米波收发天线阵列和所述平面扫描驱动装置，以使得所述毫米波收发天线阵列进行平面扫描。2.如权利要求1所述的主动式毫米波三维全息成像系统，其特征在于，所述主动式毫米波三维全息成像系统包括两个所述毫米波收发天线阵列；所述平面扫描驱动装置包括驱动结构和两个扫描臂，该些毫米波收发天线阵列分别设置于所述扫描臂上；所述控制装置，还用于控制所述驱动结构，所述驱动结构驱动该些扫描臂同步或异步直线移动以使得该些毫米波收发天线阵列进行同步或异步平面扫描。3.如权利要求2所述的主动式毫米波三维全息成像系统，其特征在于，该些扫描臂通过扫描臂固定件固定在一起，所述驱动结构通过驱动所述扫描臂固定件以带动该些扫描臂同步直线移动；或者，该些扫描臂相互独立，所述驱动结构分别驱动该些扫描臂以使得该些扫描臂同步直线移动或异步直线移动。4.如权利要求2或3所述的主动式毫米波三维全息成像系统，其特征在于，所述主动式毫米波三维全息成像系统包括一个所述信号收发机，所述信号收发机固定不移动或随着该些毫米波收发天线阵列移动而同步移动；所述控制装置，还用于控制两个所述毫米波收发天线阵列依次进行扫描。5.如权利要求2或3所述的主动式毫米波三维全息成像系统，其特征在于，所述主动式毫米波三维全息成像系统包括两个所述信号收发机，分别连接不同的毫米波收发天线阵列，该些信号收发机均固定不移动或分别随着相连的毫米波收发天线阵列的移动而同步移动；所述控制装置，还用于控制所述毫米波收发天线阵列采用频分扫描方式和/或空分扫描方式进行扫描。6.如权利要求1所述的主动式毫米波三维全息成像系...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑礼朋，南建军，
申请(专利权)人：上海铭剑电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31