用于通过电磁辐射产生对象的图像的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于通过电磁辐射产生对象的图像的装置，其具有用于产生电磁辐射的发射设备，被连接到发射设备以用于发射电磁辐射的多个发射天线，接收发射天线所发射的电磁辐射的多个接收天线，被连接到该多个接收天线以用于接收电磁辐射的接收设备，以及电机驱动的旋转扫描器，其中发射天线和接收天线被布置在该扫描器上，其中该扫描器被以使得发射天线和接收天线能以相同的速度围绕旋转轴旋转的方式设置，并且其中发射天线和接收天线被以如下方式相对于彼此布置：对象可被移过经过它们，并因此在该装置的操作模式中，电磁辐射穿过对象传输或被对象反射。基于毫米波辐射的成像系统从现有技术中已知。静态系统要求复杂且昂贵的发射和接收设备，以用于生成和检测电磁毫米波辐射。不存在可用于毫米波辐射的同时生成多个图像点的合适的发射设备和接收设备，就像例如对于CCD相机形式的电磁辐射的其他波长范围的情形一样。因此，从现有技术已知的成像设备基于随时间相继地(即，连续地)生成各个个体图像点。为此目的，其图像将通过电磁辐射生成的对象必须借助于电磁辐射被以这样或那样的方式逐个图像点地扫描。

Devices and methods for generating images of objects by electromagnetic radiation

The invention relates to a device for generating an image of an object by electromagnetic radiation, which has a transmitting device for generating electromagnetic radiation, a plurality of transmitting antennas connected to the transmitting device for transmitting electromagnetic radiation, a plurality of receiving antennas for receiving electromagnetic radiation emitted by the transmitting antenna, and a receiving device connected to the plurality of receiving antennas for receiving electromagnetic radiation. And a motor-driven rotating scanner in which the transmitting antenna and the receiving antenna are arranged on the scanner, wherein the scanner is set so that the transmitting antenna and the receiving antenna can rotate around the rotating axis at the same speed, and in which the transmitting antenna and the receiving antenna are arranged relative to each other in the following manner: the object can be moved through them, and therefore, there In the operation mode of the device, electromagnetic radiation is transmitted through or reflected by the object. The imaging system based on millimeter wave radiation is known from the existing technology. Static systems require complex and expensive transmitting and receiving devices to generate and detect electromagnetic millimeter wave radiation. There is no suitable transmitting and receiving device for generating multiple image points simultaneously for millimeter wave radiation, as in the case of other wavelength ranges of electromagnetic radiation in the form of CCD cameras, for example. Therefore, the imaging device known from the prior art generates individual image points successively (i.e., successively) over time. For this purpose, the objects generated by electromagnetic radiation must be scanned point by point in one way or another by means of electromagnetic radiation.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于通过电磁辐射产生对象的图像的装置和方法本专利技术涉及一种用于通过电磁辐射产生对象的图像的装置，其具有用于产生电磁辐射的发射设备，被连接到发射设备以用于发射电磁辐射的多个发射天线，用于接收发射天线所发射的电磁辐射的多个接收天线，被连接到该多个接收天线以用于接收电磁辐射的接收设备，以及电机驱动的旋转扫描器，其中发射天线和接收天线被布置在该扫描器上，其中该扫描器被以使得发射天线和接收天线能以相同的速度围绕旋转轴旋转的方式设置。本专利技术还涉及一种用于通过电磁辐射产生对象的图像的方法，其步骤如下：在发射设备中产生电磁辐射，同时使用连接到发射设备的多个发射天线发射电磁辐射，使用连接到多个接收天线的接收设备接收电磁辐射，以及使发射天线和接收天线以相同的速度围绕旋转轴旋转。基于毫米波辐射的成像系统是现有技术中已知的。此类系统要求复杂且昂贵的发射和接收设备，以用于生成和检测电磁毫米波辐射。不存在可用于毫米波辐射的同时记录多个像素的合适的接收设备，就像例如对于CCD相机形式的电磁辐射的其他波长范围的情形一样。现有技术中已知的成像装置因此依赖于各个个体像素的时间上相继的(即连续的)生成。为此，其图像将使用电磁辐射捕捉的对象必须借助于电磁辐射被以这样或那样的方式逐个像素地扫描或筛选。为了获得足够的记录速度，这里的已知系统依赖于对象的线性平移移动以及发射天线和接收天线的同步旋转移动的叠加。发射和接收天线的旋转移动确保了图像线的生成，而对象的线性平移移动确保了必要的换行(linefeed)。从德国专利说明书DE102015203743B3中已知一种用于高频扫描的天线布置，其中天线载体可围绕旋转轴旋转，该天线布置具有在垂直于旋转轴的平面中相对于彼此成角度地偏移的若干天线臂，这些天线臂来自旋转轴所贯穿的天线载体的中央区域；被布置在天线臂上的若干高频天线；沿天线臂从中央区域延伸到高频天线并具有频率过滤器的高频线路，每个频率过滤器仅允许一个频率范围通过；以及在天线载体的中央区域中形成的高频转环耦合器(swivelcoupling)，经由该高频转环耦合器高频信号可以被馈送到可旋转天线载体的高频线路中或者被从高频线路转移出去，其中高频线路的高频过滤器和天线臂允许不交叠的不同频率范围通过。与现有技术中已知的这样的装置相比，本专利技术的目的是提供一种用于通过电磁辐射产生对象的图像的装置，该装置更便于制造。本专利技术的另一目的是提供一种用于通过电磁辐射产生对象的图像的装置，该装置为每个像素提供相同的电磁辐射频率带宽。先前提到的目的中的至少一个由用于通过电磁辐射产生对象的图像的装置来实现，该装置具有用于产生电磁辐射的发射设备，被连接到发射设备以用于发射电磁辐射的多个发射天线，用于接收发射天线所发射的电磁辐射的多个接收天线，被连接到该多个接收天线以用于接收电磁辐射的接收设备，以及电机驱动的旋转扫描器，其中发射天线和接收天线被布置在该扫描器上，其中该扫描器被以使得发射天线和接收天线能以相同的速度围绕旋转轴旋转的方式设置，其中该装置具有带有通孔的盖子，该盖子被布置在发射天线和接收天线之间的电磁辐射的波束路径中，并且其中盖子、通孔、发射天线和接收天线被以如下方式相对于彼此布置：在该装置的操作期间，接收设备仅接收从恰好一个发射天线穿过通孔到恰好一个接收天线的波束路径的电磁辐射，而所有其他波束路径被盖子中断。本专利技术的基本原理是以比发射设备更大的数量提供发射天线和以比接收设备更大的数量提供接收天线。以这种方式，该装置在技术上被简化并且变得不太昂贵。为此，每个发射设备被连接到多个发射天线以用于发射电磁辐射，并且多个接收天线被连接到每个接收设备。在本专利技术的一个实施例中，该装置具有恰好一个发射设备，该发射设备被连接到多个发射天线，并且在一个实施例中，该装置具有恰好一个接收设备，该接收设备被连接到多个接收天线。借助于扫描器使发射天线和接收天线以相同的速度围绕旋转轴旋转是必要的，其结果是位于恰好一个发射天线和恰好一个接收天线之间的电磁辐射的波束路径中的对象基本上由波束路径逐行扫描。在一个实施例中，如果半径(即，从发射天线和接收天线到旋转轴的距离)足够大，则发射天线和接收天线在对象的区域中的移动仍然是部分圆形的，但具有轻微的曲率，其结果是基本上线性的像素线被生成。在本专利技术的一个实施例中，半径(即，从发射天线和接收天线到旋转轴的径向距离)大于(优选地，在大小上两倍于)其图像可借助于该装置生成的对象的最大宽度。应该理解，发射天线和接收天线必须以如下方式布置在扫描器上：从发射天线到接收天线的电磁辐射的波束路径在每种情形中被成对地形成。为此，所有发射天线和接收天线的旋转移动必须彼此同步。应该理解，根据本专利技术的装置可以在透射几何结构和反射几何机构两者中起作用。根据几何结构，发射和接收天线必须被布置在对象的同一侧(反射几何)或对象的相对侧(透射几何)。在一个实施例中，发射天线和接收天线配对可以由单个组件形成，该单个组件被设置为既发射电磁辐射又接收电磁辐射。应该理解，这样的实施例特别适用于在反射几何结构中进行成像。在替代实施例中，一对天线的发射天线和接收天线由分开的组件(即，由两个天线)形成。应该理解，这样的实施例中的装置具有相同数量的发射天线和相同数量的接收天线，其结果是每个发射天线有一个接收天线。如果发射天线和被连接到同一接收设备的接收天线的所有配对现在同时在接收设备中生成信号，则将不再有可能区分要捕捉的对象当前位于各个发射天线和接收天线配对中的哪个波束路径中。因此，本专利技术的核心是以如下方式编码发射天线和接收天线的各个个体配对：使得将接收设备中所生成的信号清楚地分配给当前正在扫描对象并且从这个意义上说对其进行照明的发射天线和接收天线配对成为可能。为此目的，该装置具有用于电磁辐射的带通孔的盖子。这种带有通孔的盖子被以如下方式设计：在该装置的操作期间，其使得仅通过恰好一个发射天线和接收天线配对(即当前正在扫描对象的配对)的信号生成成为可能。为此目的，盖子中的通孔被以如下方式设计：使得跨对象的一条线的从单单恰好一个发射天线到恰好一个接收天线的不受阻碍的波束路径成为可能。同时，其他发射天线和接收天线配对之间的所有其他波束路径被盖子中断。应该理解，盖子的性质还可以取决于发射天线和接收天线之间的波束路径的几何结构。如果在反射几何结构中操作该装置，则建议盖子是吸收性的，其结果是当发射天线和接收天线配对位于盖子的区域中时(即不是通孔被布置的位置)，发射天线所发射的电磁辐射被盖子吸收，其结果是接收天线无法将任何电磁辐射中继到接收设备。另一方面，如果在透射几何结构中操作根据本专利技术的装置，则如果盖子在其不具有通孔的情况下有效地中断波束路径(即具体而言，反射或吸收电磁辐射)就足够了。与来自现有技术的其中对当前正扫描对象的一部分的一对天线的编码基于各个个体发射天线所发射的电磁辐射的频率过滤的装置相比，根据本专利技术的装置具有的优点在于，对于每个发射天线和接收天线配对，其提供由发射设备生成的电磁辐射的全带宽。在本专利技术的一个实施例中，电磁辐射具有从10GHz至15THz，优选地从40GHz至1.5THz的范围中的频率或频带。关于频带，这意味着其中心频率位于指定范围中。在该频率范围中，发射设备和接收设备仍然非常复本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于通过电磁辐射(3)产生对象(2)的图像的装置(1,1‘,1“)，所述装置具有用于产生所述电磁辐射(3)的发射设备(4,4‘)，被连接到所述发射设备(4,4‘)以用于发射所述电磁辐射(3)的多个发射天线(10,11)，用于接收由所述发射天线(10,11)发射的所述电磁辐射(3)的多个接收天线(16,17)，被连接到所述多个接收天线(16,17)以用于接收所述电磁辐射(3)的接收设备(5,5‘)以及电机驱动的旋转扫描器(6,6‘)，其中所述发射天线(10,11)和所述接收天线(16,17)被布置在所述扫描器(6,6‘)上，其中所述扫描器(6,6‘)被以如下方式设置：所述发射天线(10,11)和所述接收天线(16,17)能围绕旋转轴(9)以相同的速度旋转，其特征在于所述装置(1,1‘)具有带有通孔(25‘)的盖子(24,24‘)，所述盖子被布置在所述发射天线(10,11)和所述接收天线(16,17)之间的所述电磁辐射(3)的波束路径中，其中所述盖子(24,24‘)、所述通孔(25,25‘)、所述发射天线(10,11)和所述接收天线(16,17)被以如下方式相对于彼此布置：在所述装置(1,1‘)的操作期间，所述接收设备(5,5‘)仅接收从恰好一个发射天线(11)穿过所述通孔(25,25‘)到恰好一个接收天线(17)的波束路径的所述电磁辐射(3)，而所有其他波束路径被所述盖子(24,24‘)中断。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.07.19 DE 102016113314.01.一种用于通过电磁辐射(3)产生对象(2)的图像的装置(1,1‘,1“)，所述装置具有用于产生所述电磁辐射(3)的发射设备(4,4‘)，被连接到所述发射设备(4,4‘)以用于发射所述电磁辐射(3)的多个发射天线(10,11)，用于接收由所述发射天线(10,11)发射的所述电磁辐射(3)的多个接收天线(16,17)，被连接到所述多个接收天线(16,17)以用于接收所述电磁辐射(3)的接收设备(5,5‘)以及电机驱动的旋转扫描器(6,6‘)，其中所述发射天线(10,11)和所述接收天线(16,17)被布置在所述扫描器(6,6‘)上，其中所述扫描器(6,6‘)被以如下方式设置：所述发射天线(10,11)和所述接收天线(16,17)能围绕旋转轴(9)以相同的速度旋转，其特征在于所述装置(1,1‘)具有带有通孔(25‘)的盖子(24,24‘)，所述盖子被布置在所述发射天线(10,11)和所述接收天线(16,17)之间的所述电磁辐射(3)的波束路径中，其中所述盖子(24,24‘)、所述通孔(25,25‘)、所述发射天线(10,11)和所述接收天线(16,17)被以如下方式相对于彼此布置：在所述装置(1,1‘)的操作期间，所述接收设备(5,5‘)仅接收从恰好一个发射天线(11)穿过所述通孔(25,25‘)到恰好一个接收天线(17)的波束路径的所述电磁辐射(3)，而所有其他波束路径被所述盖子(24,24‘)中断。2.根据前述权利要求所述的装置(1,1‘,1“)，其特征在于，所述通孔(25,25‘)在围绕所述旋转轴(9)的圆周方向上具有等于或小于360°除以接收天线(16,17)的数量的范围。3.根据前述权利要求之一所述的装置(1,1‘,1“)，其特征在于，所述通孔(25')由所述盖子(24)中的狭缝(25)形成，并且所有发射天线(10,11)、所有接收天线(16,17)和所述狭缝(25)具有距离所述旋转轴(9)相同的径向距离，其中所述狭缝(25)被以带有曲率半径的部分圆弧的形式来设计，所述曲率半径等于从所述发射天线(10,11)和所述接收天线(16,17)到所述旋转轴(9)的径向距离。4.根据前述权利要求之一所述的装置(1,1‘,1“)，其特征在于，所述电磁辐射(3)具有从10GHz至15THz的范围中的频率或频带，并且优选地所述电磁辐射(3)具有带宽为3GHz或更高，优选地为4GHz或更高，以及特别优选地为8GHz或更高的频带。5.根据前述权利要求之一所述的装置(1,1‘,1“)，其特征在于，所述多个发射天线(10,11)被以如下方式连接到所述发射设备(4,4‘)：具有相同的中心频率以及优选地具有相同的带宽的电磁辐射(3)能够由每个发射天线(10,11)发射，并且所述多个接收天线(16,17)被以如下方式连接到所述接收设备(5,5‘)：通过所述接收设备(5,5‘)，具有相同的中心频率以及优选地具有相同的带宽的电磁辐射(3)能够由每个接收天线(16,17)接收。6.根据前述权利要求之一所述的装置(1,1‘)，其特征在于，所述扫描器(6)具有围绕旋转轴(9)电机驱动的可旋转的第一转动设备(7)，其中所述多个发射天线(10,11)被布置在所述第一转动设备(7)上，以及围绕所述旋转轴(9)电机驱动的可旋转的第二转动设备(8)，其中所述多个接收天线(16,17)被布置在所述第二转动设备(8)上，其中所述第一转动设备(7)和所述第二转动设备(8)被以如下方式设计：在所述装置(1,1‘)的操作期间，所述第一转动设备(7)和所述第二转动设备(8)以相同的角速度旋转，其中所述发射天线(10,11)和所述接收天线(16,17)被以如下方式相对于彼此布置：在每种情形中能够穿过其移动所述对象(2)的间隙被形成在发射天线(11)和接收天线(17)之间，其中具有所述通孔(25‘)的所述盖子(24,24‘)被布置在所述发射天线(10,...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·斯普伦加，MH·舒伯特，Y·科代伊，T·罗森塞尔，R·萨尔曼，R·齐默尔曼，S·科塞，D·尼斯勒，R·布劳恩斯，
申请(专利权)人：虎伯拉有限两合公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE