周期型双阵列通道式毫米波主动三维运动成像系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种周期型双阵列通道式毫米波主动三维运动成像系统及方法，包括两个相同结构的平面阵列，每个阵列以特定结构的子阵列周期式展开构成，中间的通道区域供被成像人体通过，其特点在于：采用频分‑多输入多输出与单快拍成像相结合的技术方案，大幅度提高了采样速度，具备运动人体实时三维成像的能力；通道式双阵列成像保证了电磁波覆盖能力，有效成像面积加倍；周期子阵列构成的单位阵列交替式工作，提高了通道铺设的灵活性，并保证被测目标在整个通道中，全程图像分辨率不随空间变化，有利于后续的图像识别或多图像融合处理。

Periodic type double array channel type millimeter wave active three-dimensional motion imaging system and method

The invention discloses a cycle type double array channel type millimeter wave active 3D imaging system and method, including two planar arrays with the same structure, each array to the specific structure of the sub array expansion cycle, channel area in the middle for the human body through the imaging, which is characterized in that: the technical scheme of using frequency division multiple input multiple output and single snapshot imaging combination, greatly improves the sampling speed, capable of moving human real-time three-dimensional imaging; dual channel array imaging to ensure the electromagnetic wave coverage, effective imaging area and unit array cycle times; sub array composed of alternating work, improve the channel laying flexibility. And to ensure that the measured target in the channel, the entire image resolution does not change with space, is conducive to the subsequent image recognition or image fusion.

【技术实现步骤摘要】
周期型双阵列通道式毫米波主动三维运动成像系统及方法
本专利技术涉及一种周期型双阵列通道式毫米波主动三维运动成像系统及方法。
技术介绍
主动式毫米波成像仪是一种重要的人体安检设备，不同于X射线，毫米波技术为非电离辐射，具有穿透普通衣服、塑料、陶瓷等材料能力的同时，不会对人体造成伤害，且能有效区分皮肤与金属、易爆品等违禁物品；采用电磁成像技术完成三维图像重构，具有比微波成像更高的分辨率。被动式毫米波成像仪采用更为简单的采样方式，完全利用目标本身的电磁辐射，例如同方威视技术股份有限公司提出的一种通过式人体安全检查系统，专利号为“CN201110424156.9”。无源的系统结构只包含接收通道，无法形成相干信息，因此分辨率比主动式成像仪低很多，但是较强的实时成像能力使得此类系统在特定的场合具有应用价值。目前，主动式毫米波三维人体成像系统的实现以两种技术方案为主，线阵圆柱扫描和平面阵列电子扫描。如美国L3通信公司研发的Provision系列安检门应用线阵圆柱扫描成像技术，其特点是具有全向电磁波覆盖范围，通道数比平面阵列少，成本低，但是扫描时间长，成像效率低，不利于高人流密度场所使用；德国纽森堡本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种周期型双阵列通道式毫米波主动三维运动成像系统，其特征是：包括天线阵列系统、发射系统、接收系统和数字信号处理系统，其中：所述天线阵列系统包括两个相互平行放置的平面阵列，且平面阵列与地面垂直，两平面阵列之间形成的通道供被测目标通过；所述发射系统包括依次连接的频率合成器、多级倍频器、功率放大器和毫米波开关网络，被配置为提供辐射信号和本振信号，并由发射阵元辐射至空间中，各发射阵元的频率切换通过开关网络实现；所述接收系统包括依次相连的下变频器组、功率分配网络和多个接收机，每个接收机对应连接有一个接收阵元，接收本振信号；所述接收阵元和发射阵元设置于平面阵列上；所述数字信号处理系统接收接收机的多路信号，...

【技术特征摘要】
1.一种周期型双阵列通道式毫米波主动三维运动成像系统，其特征是：包括天线阵列系统、发射系统、接收系统和数字信号处理系统，其中：所述天线阵列系统包括两个相互平行放置的平面阵列，且平面阵列与地面垂直，两平面阵列之间形成的通道供被测目标通过；所述发射系统包括依次连接的频率合成器、多级倍频器、功率放大器和毫米波开关网络，被配置为提供辐射信号和本振信号，并由发射阵元辐射至空间中，各发射阵元的频率切换通过开关网络实现；所述接收系统包括依次相连的下变频器组、功率分配网络和多个接收机，每个接收机对应连接有一个接收阵元，接收本振信号；所述接收阵元和发射阵元设置于平面阵列上；所述数字信号处理系统接收接收机的多路信号，进行AD转换后存储，实现正交解调和成像。2.如权利要求1所述的一种周期型双阵列通道式毫米波主动三维运动成像系统，其特征是：所述两平面阵列结构完全相同，皆以子阵列为基本单元，向通道的长度和高度两个维度上周期性、无交叠地延伸构成；或，每个子阵列包含固定数目的发射和接收阵元，发射阵元和接收阵元等间隔排布在阵列平面的长度和高度两个维度上。3.如权利要求2所述的一种周期型双阵列通道式毫米波主动三维运动成像系统，其特征是：同一时刻只有若干子阵列工作，称为单位阵列，单位阵列完成一次数据采集，得到一幅三维图像，单位阵列以子阵列为单元划分，相邻单位阵列之间彼此交叠，一次全通道扫描通过顺序激励单位阵列完成。4.如权利要求1所述的一种周期型双阵列通道式毫米波主动三维运动成像系统，其特征是：所述发射系统中的频率合成器在晶振的控制下，产生源信号和参考信号，源信号是一组频域上等间隔采样的单频信号，共N路经过相同的多级倍频和功率放大后，得到毫米波信号；参考信号直接连接接收系统中的下变频器组；毫米波信号一部分用于辐射，另一部分连接下变频器组，和参考信号一起产生本振信号；用于辐射的毫米波信号通过毫米波开关网络并经由发射阵元辐射至空间中，探测波形采用宽带步进频率连续波。5.如权利要求1所述的一种周期型双阵列通道式毫米波主动三维运动成像系统，其特征是：所述接收系统的接收机共有M个，M个接收阵元与M个接收机对应相连；各接收机包含N个并行接收通道，各通道采用超外差方式且结构完全相同。6.如权利要求1所述的一种周期型双阵列通道式毫米波主动三维运动成像系统，其特征是：所述接收系统的接收信号依次通过限幅器、低噪声放大器和滤波器后，分别与对应通道的本...

【专利技术属性】
技术研发人员：常天英，郭企嘉，王忠民，崔洪亮，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林,22