一种太赫兹毫米波弧形天线阵列及具有该阵列的检测设备制造技术

本实用新型专利技术公开了一种太赫兹毫米波弧形天线阵列及具有该阵列的检测设备，包括多个发射天线子阵、接收天线子阵、发射控制模块、接收控制模块；所述发射天线子阵按照弧形依次排布构成发射天线阵列，所述接收天线子阵按照弧形依次排布构成接收天线阵列，所述发射控制模块连接对应的发射天线子阵，所述接收控制模块连接对应的接收天线子阵，所述发射天线阵列与接收天线阵列相互平行。本实用新型专利技术的太赫兹毫米波弧形天线阵列相比于水平圆弧扫描的直线阵列，本实用新型专利技术的弧形半径可以改变，阵元的数量和占用空间都能够减小，缩小成本。相比于垂直机械扫描的直线阵列，本实用新型专利技术可以波束范围可以覆盖到侧面，形成一个扇形区域。

A terahertz millimeter wave arc antenna array and its detection equipment

【技术实现步骤摘要】
一种太赫兹毫米波弧形天线阵列及具有该阵列的检测设备
本技术涉及一种太赫兹和毫米波成像技术，尤其涉及的是一种太赫兹毫米波弧形天线阵列及具有该阵列的检测设备。
技术介绍
近些年来火车站、地铁站发生暴力事件让人们意识到目前公共安全问题严重性，以前金属安检门足以检测出各种各样的危险品，但随着科学技术的发展，犯罪分子所携带的危险品科技含量也越来越高，种类也越来越多，使得能够迅速有效的检测出潜在危险品的方法成为当务之急。现在的危险品材料包括金属和非金属的各种材料，这些危险品可能是液体、塑料制品、陶瓷制品、粉末以及散装爆炸物等，这些危险品金属安检门无法检测出来。因此急需一种与时俱进的安检方式予以应对。随着太赫兹成像技术和毫米波成像技术的不断发展，太赫兹毫米波安检仪的应用前景越来越被看好，与传统手持式和通过式金属探测器相比，太赫兹毫米波安检仪的突出特点是无感触，同时能够识别非金属危险品。太赫兹毫米波安检仪主要分为两类：被动式安检仪和主动式安检仪。被动式安检仪主要是接收人体辐射出的电磁波来检测人体，由于人体辐射出的电磁波能量弱，受环境影响大。目前市场主动式安检仪大部分使用直线阵，有水平方向弧形机械扫描的和垂直方向机械扫描。水平方向弧形扫描的直线阵列，天线阵元多，占用空间大。垂直方向机械扫描的直线阵列，无法完全覆盖待测物或人的侧面，存在扫描盲区。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于：解决现有毫米波成像过程中存在的盲区，提供了一种太赫兹毫米波弧形天线阵列及具有该阵列的检测设备。本技术是通过以下技术方案解决上述技术问题的，本技术的一种太赫兹毫米波弧形天线阵列，包括多个发射天线子阵、接收天线子阵、发射控制模块、接收控制模块；所述发射天线子阵按照弧形依次排布构成发射天线阵列，所述接收天线子阵按照弧形依次排布构成接收天线阵列，所述发射控制模块连接对应的发射天线子阵，所述接收控制模块连接对应的接收天线子阵，所述发射天线阵列与接收天线阵列相互平行。作为本技术的优选方式之一，所述弧形天线阵列的工作范围为毫米波到太赫兹。作为本技术的优选方式之一，所述发射天线子阵和接收天线子阵分别包括多个天线单元。相邻所述发射或接收天线子阵的夹角β＝180°-2×N×水平方向采样角度，N为任意正整数。所述发射或接收天线阵列的弧形夹角α为0～360°。作为本技术的优选方式之一，所述发射控制模块和接收控制模块分别由多个开关级联构成控制矩阵。但不仅限于开关级联，任意电切换控制模块均属所述控制模块范围内。每个发射控制模块或接收控制模块的通道数≥发射天线子阵数目×天线单元数目。一种检测设备，包括至少一组所述的弧形天线阵列，所述弧形天线阵列相对水平设置并可沿垂直方向上下移动。所述弧形天线阵列选用皮带传动、链传动、齿轮传动中的任一种驱动机构实现垂直方向的上下移动。本技术相比现有技术具有以下优点：本技术的太赫兹毫米波弧形天线阵列相比于水平圆弧扫描的直线阵列，本技术的弧形半径可以改变，阵元的数量和占用空间都能够减小，缩小成本。相比于垂直机械扫描的直线阵列，本技术可以波束范围可以覆盖到侧面，形成一个扇形区域，全面而有效的检测待测物或人，减少安检盲区，可以应用在安检、医疗、雷达等各种电子科学
附图说明图1是本技术的结构示意图；图2是本技术的俯视图；图3是本技术用作安检设备的结构示意图；图4是本技术同一平面内收发天线子阵的原理示意图；图5是本技术的发射控制矩阵示意图；图6是本技术的接收控制矩阵示意图。具体实施方式下面对本技术的实施例作详细说明，本实施例在以本技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本技术的保护范围不限于下述的实施例。如图1～6所示，本实施例的太赫兹毫米波弧形天线阵列包括：M个发射天线子阵1、M个接收天线子阵2、发射控制模块3、接收控制模块4，其中：M个发射天线子阵1按弧形方式分布形成了发射天线阵列，所述M个接收天线子阵2按弧形分布方式形成了接收天线子阵，收发控制模块安装在对应的天线子阵后，所述M个发射控制模块3通过传输线连接到总发射控制模块，形成发射控制矩阵。M个接收控制模块4通过传输线连接到总接收控制模块，形成接收控制矩阵。所述收发天线阵列和收发控制控制模块以一定的距离平行放置。本实施例的太赫兹毫米波弧形天线阵列以20～40GHz为例，但其工作范围不仅限于该频段，从毫米波到太赫兹任意频段都可以实现。本实施例中以常用的角锥喇叭为例，但不限于此，微带天线、喇叭天线、波导缝隙天线及偶极子天线等任意适用于组阵的天线单元都可以实现。本实施例中太赫兹毫米波弧形天线阵列的弧形是任意的圆弧和椭圆弧，弧度的范围α为0～360°，水平或垂直放置均可。本实施例中发射天线子阵1或接收天线子阵2是由N个天线单元组成的线阵，N为任意正整数。本实施例应用于安检领域时，需要使用两组太赫兹毫米波弧形天线阵列相对水平放置，两组太赫兹毫米波弧形天线阵列的发射阵列按先后按一定的时序在水平方向向弧形区域待测物发射连续波，同时两组太赫兹毫米波弧形天线阵列的接收阵列按一定的时序接收待测物的回波信号。水平方向扫描结束后，两个太赫兹毫米波弧形天线阵列在垂直方向平移到下一个采样位置继续进行水平扫描。接收到的回波信号经过后续处理实现对待测物的三维成像。本实施例可以通过皮带传动、链传动、齿轮传动等任意传动方式实现平移。本实施例应用于安检领域时，所述太赫兹毫米波弧形天线阵列的弧度由待测物的尺寸和成像距离决定。弧度最小值能使天线波束范围能够360°覆盖待测物。本实施例应用于安检领域时，相邻天线子阵夹角β＝180°-2×N×水平方向采样角度，N为任意正整数。本实施例中发射控制模块3和接收控制模块4可由多个开关级联构成控制矩阵，但不仅限于开关级联，任意电切换控制模块均属所述控制模块范围内。以上所述仅为本技术的较佳实施例而已，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种太赫兹毫米波弧形天线阵列，其特征在于，包括多个发射天线子阵、接收天线子阵、发射控制模块、接收控制模块；所述发射天线子阵按照弧形依次排布构成发射天线阵列，所述接收天线子阵按照弧形依次排布构成接收天线阵列，所述发射控制模块连接对应的发射天线子阵，所述接收控制模块连接对应的接收天线子阵，所述发射天线阵列与接收天线阵列相互平行。

【技术特征摘要】
1.一种太赫兹毫米波弧形天线阵列，其特征在于，包括多个发射天线子阵、接收天线子阵、发射控制模块、接收控制模块；所述发射天线子阵按照弧形依次排布构成发射天线阵列，所述接收天线子阵按照弧形依次排布构成接收天线阵列，所述发射控制模块连接对应的发射天线子阵，所述接收控制模块连接对应的接收天线子阵，所述发射天线阵列与接收天线阵列相互平行。2.根据权利要求1所述的一种太赫兹毫米波弧形天线阵列，其特征在于，所述弧形天线阵列的工作范围为毫米波到太赫兹。3.根据权利要求1所述的一种太赫兹毫米波弧形天线阵列，其特征在于，所述发射天线子阵和接收天线子阵分别包括多个天线单元。4.根据权利要求1所述的一种太赫兹毫米波弧形天线阵列，其特征在于，相邻所述发射或接收天线子阵的夹角β＝180°-2×N×水平方...

【专利技术属性】
技术研发人员：王健，陈林，阮晓明，姚武生，龚晓凌，
申请(专利权)人：博微太赫兹信息科技有限公司，
类型：新型
国别省市：安徽,34