毫米波/太赫兹波成像设备制造技术

本公开提供了一种毫米波/太赫兹波成像设备，其包括：准光学组件，其适用于将被检对象自发辐射或反射回来的毫米波/太赫兹波反射并汇聚至毫米波/太赫兹波探测器阵列，并包括适用于接收并反射来自被检对象的波束的反射板；毫米波/太赫兹波探测器阵列，其适用于接收来自准光学组件的波束；以及反射板调节装置，其适用于调节反射板的运动，以使得对视场形成的扫描轨迹包络为类圆形或类椭圆形，并包括旋转机构和俯仰摆动机构。通过将扫描轨迹包络为类圆形或类椭圆形，使得采样密集点集中在全视场中间，且在视场的大部分区域，采样点分布均匀。

Millimeter/terahertz wave imaging equipment

【技术实现步骤摘要】
毫米波/太赫兹波成像设备
本公开涉及安检
，特别是涉及一种毫米波/太赫兹波成像设备。
技术介绍
在当前国内外防恐形势日益严峻的形势下，恐怖分子利用隐匿方式随身携带刀具、枪支、爆炸物等危险物品对公共安全构成了严重的威胁。基于毫米波/太赫兹波的人体安检技术，具有独特的优点，通过检测目标本身的毫米波/太赫兹波辐射实现成像，无需主动辐射，对人体进行安检，利用毫米波/太赫兹波的穿透能力实现藏匿危险物的检测。根据成像体制的不同，毫米波和太赫兹波成像技术可以分为焦平面成像体制和基于机械扫描的成像体制。基于焦平面成像技术的毫米波太赫兹相机使用复杂的技术而且需要特殊的装置，其基本原理是通过分布在焦平面上的众多单元天线以及适当的反射镜、透镜对目标的不同位置同时成像。如美国NorthropGrumman公司的NGC系统，使用焦平面阵列天线可以实现实时成像，但是系统复杂，例如NGC系统在水平15°，垂直10°的视场分辨率为0.5°的角分辨率，需要1040个探测器。为了降低系统成本和复杂度，当前主流的解决方案是一维线性探测器阵列加上机械扫描的方式对整个视场进行扫描成像。典型的探测器呈线性分布且探测器圆锥扫描时，探测器的线性布置导致图像在视场的中间部分相比边缘的采样密度低很多，而边缘区域相比中心区域是我们更不关心的地方。此外，对这样的布置，旋转图像(不旋转整个相机)可能导致损失一些潜在信息。
技术实现思路
本公开的目的是提供一种毫米波/太赫兹波成像设备，以使得采样密集点集中在全视场中间，且在视场的大部分区域，采样点分布均匀。根据本公开的实施例，提供了一种毫米波/太赫兹波成像设备，其包括：准光学组件、毫米波/太赫兹波探测器阵列和反射板调节装置，所述准光学组件适用于将被检对象自发辐射或反射回来的毫米波/太赫兹波反射并汇聚至所述毫米波/太赫兹波探测器阵列，并包括适用于接收并反射来自被检对象的波束的反射板；所述毫米波/太赫兹波探测器阵列适用于接收来自所述准光学组件的波束；以及所述反射板调节装置适用于调节所述反射板的运动，以使得对所述被检对象所在的视场形成的扫描轨迹包络为类圆形或类椭圆形，并包括：旋转机构，所述旋转机构适用于驱动所述反射板在水平方向上往复摆动，以使得所述反射板对所述被检对象位于所述视场不同水平位置的部分自发辐射或反射回来的波束进行反射，和俯仰摆动机构，所述俯仰摆动机构适用于驱动所述反射板在竖直方向上的俯仰摆动，以使得所述反射板对所述被检对象位于所述视场不同竖直位置的部分自发辐射或反射回来的波束进行反射。在一些实施例中，所述旋转机构和所述俯仰摆动机构均被配置成在正弦信号/余弦信号的驱动下运行，适用于驱动所述旋转机构的正弦信号/余弦信号和适用于驱动所述俯仰摆动机构的正弦信号/余弦信号的频率相同，且相位差为90°。在一些实施例中，所述毫米波/太赫兹波探测器阵列呈环形分布。在一些实施例中，所述环形包括圆形环、椭圆形环、多边形环中的至少一种。在一些实施例中，所述多边形环包括正菱形环、扁菱形环、长方形环中的至少一种。在一些实施例中，所述毫米波/太赫兹波探测器阵列中的多个毫米波/太赫兹波探测器均匀分布在所述环形上。在一些实施例中，所述毫米波/太赫兹波探测器阵列中的多个毫米波/太赫兹波探测器在视场法向或垂直于所述视场法向的方向上的投影是均匀分布的。在一些实施例中，所述毫米波/太赫兹波探测器阵列呈线性分布。在一些实施例中，所述旋转机构包括：基座；和转台，所述转台与所述基座转动式连接，所述反射板安装在所述转台上，以在所述转台的带动下在水平方向上往复摆动；转台驱动装置，所述转台驱动装置与所述转台连接，适用于驱动所述转台转动。在一些实施例中，所述转台包括：转台本体，所述转台本体适用于与所述基座转动式连接；和倒置的L形支架，所述L形支架的一端部与所述转台本体连接，所述L形支架的另一端部与所述俯仰摆动机构连接。在一些实施例中，所述L形支架的数量为两个，两个所述L形支架对应设置在所述俯仰摆动机构的两侧。在一些实施例中，所述俯仰摆动机构包括：曲柄连杆机构，所述曲柄连杆机构的曲柄与所述反射板连接，并与所述L形支架转动式连接，所述曲柄连杆机构的连杆与所述L形支架滑动连接，以通过所述连杆相对于所述L形支架的滑动来带动所述曲柄的转动，进而带动所述反射板的俯仰摆动；俯仰摆动驱动装置，所述俯仰摆动驱动装置适用于驱动所述连杆相对于所述L形支架的滑动运动。在一些实施例中，所述曲柄采用半圆形板，所述半圆形板的直径部分与所述反射板连接。在一些实施例中，所述L形支架上设置有导向件，所述曲柄连杆机构的连杆滑动地套设在所述导向件内。在一些实施例中，所述基座呈L形结构，并包括水平部以及与所述水平部连接的竖直部。在一些实施例中，毫米波/太赫兹波成像设备还包括适用于安装所述毫米波/太赫兹波探测器阵列的探测器平台，所述探测器平台固定在所述L形结构的竖直部上。在一些实施例中，所述准光学组件还包括适用于汇聚来自反射板的波束的聚焦透镜，所述聚焦透镜沿所述波束的路径位于所述反射板和所述毫米波/太赫兹波探测器阵列之间。在一些实施例中，毫米波/太赫兹波成像设备还包括适用于安装所述聚焦透镜的透镜支架，所述透镜支架设置在所述L形结构的竖直部上。在一些实施例中，所述准光学组件还包括适用于汇聚来自所述被检对象的波束的聚焦透镜，所述聚焦透镜位于所述反射板和被检对象之间。在一些实施例中，所述反射板是平面的。在一些实施例中，所述反射板采用光滑的金属表面或金属栅网格。在一些实施例中，所述反射板是菲涅尔反射镜或抛物面反射镜。在一些实施例中，毫米波/太赫兹波成像设备还包括：数据处理装置，所述数据处理装置与所述毫米波/太赫兹波探测器阵列连接以接收来自所述毫米波/太赫兹波探测器阵列的对于被检对象的扫描数据并生成毫米波/太赫兹波图像；和显示装置，所述显示装置与所述数据处理装置相连接，用于接收和显示来自数据处理装置的毫米波/太赫兹波图像。根据本公开上述各种实施例所述的毫米波/太赫兹波成像设备及人体或物品检测方法，通过旋转机构带动反射板在水平方向上往复摆动，同时俯仰摆动机构驱动所述反射板在竖直方向上进行俯仰摆动，通过反射板调节装置的旋转机构和俯仰摆动机构的配合可以使反射板对被检对象所在的视场形成的扫描轨迹包络为类圆形或类椭圆形，从而使得采样密集点集中在全视场中间，且在视场的大部分区域，采样点分布均匀，插值方便。附图说明图1为根据本公开的一个实施例的毫米波/太赫兹波成像设备的结构示意图；图2为根据本公开的一个实施例的反射板调节装置的主视示意图；图3为图2所示的反射板调节装置的侧视示意图；图4为根据本公开的一种毫米波/太赫兹波成像设备的原理示意图；图5为根据本公开的一个实施例的转台驱动信号和俯仰摆动驱动信号及其合成效果的示意图；图6为呈圆形环均匀分布的毫米波/太赫兹波探测器阵列及其相应的扫描轨迹和采样统计；图7为呈圆形环横向插空分布的毫米波/太赫兹波探测器阵列及其相应的扫描轨迹和采样统计；图8为呈正菱形环均匀分布的毫米波/太赫兹波探测器阵列及其相应的扫描轨迹和采样统计；图9为呈正菱形环横向插空分布的毫米波/太赫兹波探测器阵列及其相应的扫描轨迹和采样统计；图10为呈扁菱形环均匀分布的毫米波/太赫兹波探测器阵列及其相本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种毫米波/太赫兹波成像设备，其特征在于，包括：准光学组件、毫米波/太赫兹波探测器阵列和反射板调节装置，所述准光学组件适用于将被检对象自发辐射或反射回来的毫米波/太赫兹波反射并汇聚至所述毫米波/太赫兹波探测器阵列，并包括适用于接收并反射来自被检对象的波束的反射板；所述毫米波/太赫兹波探测器阵列适用于接收来自所述准光学组件的波束；以及所述反射板调节装置适用于调节所述反射板的运动，以使得对所述被检对象所在的视场形成的扫描轨迹包络为类圆形或类椭圆形，并包括：旋转机构，所述旋转机构适用于驱动所述反射板在水平方向上往复摆动，以使得所述反射板对所述被检对象位于所述视场不同水平位置的部分自发辐射或反射回来的波束进行反射，和俯仰摆动机构，所述俯仰摆动机构适用于驱动所述反射板在竖直方向上的俯仰摆动，以使得所述反射板对所述被检对象位于所述视场不同竖直位置的部分自发辐射或反射回来的波束进行反射。

【技术特征摘要】
1.一种毫米波/太赫兹波成像设备，其特征在于，包括：准光学组件、毫米波/太赫兹波探测器阵列和反射板调节装置，所述准光学组件适用于将被检对象自发辐射或反射回来的毫米波/太赫兹波反射并汇聚至所述毫米波/太赫兹波探测器阵列，并包括适用于接收并反射来自被检对象的波束的反射板；所述毫米波/太赫兹波探测器阵列适用于接收来自所述准光学组件的波束；以及所述反射板调节装置适用于调节所述反射板的运动，以使得对所述被检对象所在的视场形成的扫描轨迹包络为类圆形或类椭圆形，并包括：旋转机构，所述旋转机构适用于驱动所述反射板在水平方向上往复摆动，以使得所述反射板对所述被检对象位于所述视场不同水平位置的部分自发辐射或反射回来的波束进行反射，和俯仰摆动机构，所述俯仰摆动机构适用于驱动所述反射板在竖直方向上的俯仰摆动，以使得所述反射板对所述被检对象位于所述视场不同竖直位置的部分自发辐射或反射回来的波束进行反射。2.根据权利要求1所述的成像设备，其特征在于，所述旋转机构和所述俯仰摆动机构均被配置成在正弦信号/余弦信号的驱动下运行，适用于驱动所述旋转机构的正弦信号/余弦信号和适用于驱动所述俯仰摆动机构的正弦信号/余弦信号的频率相同，且相位差为90°。3.根据权利要求1所述的成像设备，其特征在于，所述毫米波/太赫兹波探测器阵列呈环形分布。4.根据权利要求3所述的成像设备，其特征在于，所述环形包括圆形环、椭圆形环、多边形环中的至少一种。5.根据权利要求4所述的成像设备，其特征在于，所述多边形环包括正菱形环、扁菱形环、长方形环中的至少一种。6.根据权利要求3所述的成像设备，其特征在于，所述毫米波/太赫兹波探测器阵列中的多个毫米波/太赫兹波探测器均匀分布在所述环形上。7.根据权利要求3所述的成像设备，其特征在于，所述毫米波/太赫兹波探测器阵列中的多个毫米波/太赫兹波探测器在视场法向或垂直于所述视场法向的方向上的投影是均匀分布的。8.根据权利要求1所述的成像设备，其特征在于，所述毫米波/太赫兹波探测器阵列呈线性分布。9.根据权利要求1-8中任一项所述的成像设备，其特征在于，所述旋转机构包括：基座；和转台，所述转台与所述基座转动式连接，所述反射板安装在所述转台上，以在所述转台的带动下在水平方向上往复摆动；转台驱动装置，所述转台驱动装置与所述转台连接，适用于驱动所述转台转动。10.根据权利要求9所述的成像设备，其特征在于，所述转台包括：转台本体，所述转台本体适用于与所述基座转动式连接；和倒置的L形支架，所述L形支架的一端部与所述转台本体连接，所述L形...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈志强，赵自然，游燕，马旭明，武剑，
申请(专利权)人：同方威视技术股份有限公司，清华大学，
类型：新型
国别省市：北京,11