本发明专利技术提供了一种毫米波处理装置，处理向待扫描对象发射的发射信号，并且处理从待扫描对象反射回的回波信号，其中，毫米波处理装置包括：毫米波信号生成模块，其包括宽带毫米波频率源和滤波单元，滤波单元对宽带毫米波频率源产生的毫米波宽带信号进行滤波匹配，以形成毫米波本振信号；发射模块，该发射模块包括：镜像频率信号抑制部，其用于将预定的输入信号转换成I/Q信号；发射侧混频器，其通过将所述毫米波本振信号与所述I/Q信号进行混频，以实现对所述预定的输入信号的上变频；和滤波器，其滤除与经过所述上变频处理后的信号不同频率的信号，以防止信号间的串扰；以及接收模块，用于处理从待扫描对象反射回的回波信号。
Millimeter wave processing device and millimeter wave scanning system
【技术实现步骤摘要】
毫米波处理装置和毫米波扫描系统
本专利技术涉及一种毫米波处理装置和一种毫米波扫描系统。
技术介绍
随着雷达技术的发展，合成孔径雷达(SAR)已经从单纯的军事领域应用扩展到民用领域，从外太空对地面远距离侦测甚至到近距离的人体危险品检测，从平面的静态二维图像重构发展到立体的三维动态成像。它的发展与微波收发通道技术的进步密不可分，尤其从微波收发通道目前发展来看，其工作频段越来越高、工作频带越来越宽、集成度越来越高、电性能越来越优、成本越来越低。对于微波三维成像收发系统，其工作频段越高，在相对带宽一定的条件下，越容易获得大的绝对带宽，进而越容易获得高的距离分辨；同时频段越高越容易获得高的方位和距离分辨率。因此，微波三维成像收发系统的工作频段已经从厘米波发展到8mm、甚至3mm。同时由于工作频段越高、微波器件的成本和组件装配成本也越高，因此收发系统在满足性能要求的前提下需要选择合适的方案。目前毫米波处理装置主要应用在航空航天、5G通信和车载雷达等领域，用来实现空间数据通信、高精度测量定位等功能，其工作瞬时带宽一般都很窄或者为点频应用。毫米波三维成像是通过对俯仰维、方位维以及距离维发射宽带信号来形成三维成像几何，从而记录目标散射的幅度和相位信息，重构目标的三维复图像，图像中包含了目标的形状、结构、散射特性等信息。为了获得高分辨率的距离像和更清晰的图像质量，需要采用宽带信号形式。现有毫米波处理装置基本为窄带系统，因此，不能满足三维成像系统应用。而且，在将毫米波系统工作带宽变宽后，更容易引起杂散和干扰，因此对电路的发射低杂散设计和接收低噪声设计提出更高的要求。具体地，在毫米波处理装置的发射链路中，首先进行上变频，然后经功率放大器输出，有两次非线性工作状态，同时宽带毫米波发射信号还需要进行线性调频和脉冲调制，因此引入的信号杂散比较高。而信号杂散直接影响系统的接收灵敏度以及最终的SAR图像质量，若杂散幅度较高直接落入宽带接收系统内，接收系统无法滤除该杂散信号。因此，需要对发射通道进行低杂散方案设计。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供一种毫米波处理装置和一种毫米波扫描系统，其适用于主动毫米波人体安检系统，对近距离目标信息进行毫米波信号的收发采集，其能够在采用宽带的接收信号和发射信号的同时，实现系统的低杂散、低噪声、高增益、高镜像抑制度。根据本专利技术的一方面，提供一种毫米波处理装置，该毫米波处理装置处理向待扫描对象发射的发射信号，并且处理从待扫描对象反射回的回波信号，其中，所述毫米波处理装置包括：毫米波信号生成模块，该毫米波信号生成模块包括宽带毫米波频率源和滤波单元，该滤波单元对所述宽带毫米波频率源产生的毫米波宽带信号进行滤波匹配，以形成毫米波本振信号；发射模块，该发射模块包括：镜像频率信号抑制部，该镜像频率信号抑制部用于将预定的输入信号转换成I/Q信号；发射侧混频器，该发射侧混频器通过将所述毫米波本振信号与所述I/Q信号进行混频，以实现对所述预定的输入信号的上变频；和滤波器，该滤波器滤除与经过所述上变频处理后的信号不同频率的信号，以防止信号间的串扰；以及接收模块，该接收模块用于处理从待扫描对象反射回的回波信号。优选地，所述镜像频率信号抑制部利用90°电桥将预定的输入信号转换成I/Q信号。优选地，所述接收模块还包括低噪声放大器，该低噪声放大器对所述毫米波处理装置接收到的所述回波信号进行低噪声匹配。优选地，采用钼铜载片和地孔进行设计所述低噪声放大器。优选地，所述接收模块还包括：接收侧混频器，该接收侧混频器将滤波后的回波信号与所述毫米波本振信号进行混频，从而实现对所述回波信号的下变频；和镜像频率信号抑制部，该镜像频率信号抑制部对所述回波信号被混频后形成的I/Q信号进行合成，从而获得中频信号。优选地，所述发射模块还包括：发射侧的平坦度调整部，经所述发射侧混频器上变频的发射信号输入到该发射侧的平坦度调整部，以调整所述发射模块的发射信号的发射功率带内平坦度。优选地，所述接收模块还包括：接收侧的平坦度调整部，该接收侧的平坦度调整部设置在所述低噪声放大器与所述接收侧混频器之间，经所述低噪声放大器进行低噪声匹配的所述回波信号输入到该接收侧的平坦度调整部，以调整所述接收模块的回波信号的接收增益带内平坦度。优选地，发射侧和接收侧的所述平坦度调整部均包括：正斜率放大器，该正斜率放大器对信号进行带内增益补偿；以及级间可调均衡器，该级间可调均衡器对信号进行增益斜率的调整。优选地，所述毫米波处理装置的工作带宽为30-40GHz。根据本专利技术的另一方面，提供一种毫米波扫描系统，用于对待扫描对象进行扫描，其中，包括：根据上述一方面所述的毫米波处理装置；以及发射天线和接收天线，所述毫米波处理装置经由所述发射天线向所述待扫描对象辐射毫米波发射信号，并且经由所述接收天线接收从所述待扫描对象反射回的毫米波回波信号。专利技术的有益效果本专利技术提供一种毫米波处理装置和一种毫米波扫描系统，其在采用的接收信号和发射信号均为宽带毫米波线性调频(LFM)信号，工作瞬时带宽高达几GHz甚至10GHz以上。此外，本专利技术的毫米波处理装置和毫米波扫描系统还具有发射上变频杂散低、功率适中、镜像抑制度高，接收下变频低噪声、高增益、镜像抑制度高的优点。附图说明此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本专利技术的一部分，但其说明仅用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。图1为根据本专利技术的实施例的毫米波扫描系统的框图。图2为根据本专利技术的实施例的毫米波处理装置中的低噪声放大器的结构设计图。图3图示出根据本专利技术的实施例的毫米波处理装置中的混频器的频率响应曲线。图4图示出根据本专利技术的实施例的毫米波处理装置中的正斜率放大器的增益频率响应曲线。图5图示出根据本专利技术的实施例的毫米波处理装置中的均衡器的插损频率响应曲线。参考标号列表100：毫米波扫描系统1：毫米波处理装置2：发射天线3：接收天线10：发射模块11：镜像频率信号抑制部12：发射侧混频器13：平坦度调整部131：正斜率放大器132：级间可调均衡器20：接收模块21：镜像频率信号抑制部22：接收侧混频器23：平坦度调整部24：低噪声放大器241：钼铜载片242：散热地孔243：印制板244：结构外壳231：正斜率放大器232：级间可调均衡器30：毫米波宽带信号生成模块具体实施方式以下基于实施例对本专利技术进行描述，但是本专利技术并不仅仅限于这些实施例。在下文对本专利技术的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本专利技术。为了避免混淆本专利技术的实质，公知的方法、过程、流程、元件并没有详细叙述。结合图1-5说明本专利技术的毫米波扫描系本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种毫米波处理装置，该毫米波处理装置处理向待扫描对象发射的发射信号，并且处理从待扫描对象反射回的回波信号，其中，所述毫米波处理装置包括：/n毫米波信号生成模块，该毫米波信号生成模块包括宽带毫米波频率源和滤波单元，该滤波单元对所述宽带毫米波频率源产生的毫米波宽带信号进行滤波匹配，以形成毫米波本振信号；/n发射模块，该发射模块包括：镜像频率信号抑制部，该镜像频率信号抑制部用于将预定的输入信号转换成I/Q信号；发射侧混频器，该发射侧混频器通过将所述毫米波本振信号与所述I/Q信号进行混频，以实现对所述预定的输入信号的上变频；和滤波器，该滤波器滤除与经过所述上变频处理后的信号不同频率的信号，以防止信号间的串扰；以及/n接收模块，该接收模块用于处理从待扫描对象反射回的所述回波信号。/n
【技术特征摘要】
1.一种毫米波处理装置，该毫米波处理装置处理向待扫描对象发射的发射信号，并且处理从待扫描对象反射回的回波信号，其中，所述毫米波处理装置包括：
毫米波信号生成模块，该毫米波信号生成模块包括宽带毫米波频率源和滤波单元，该滤波单元对所述宽带毫米波频率源产生的毫米波宽带信号进行滤波匹配，以形成毫米波本振信号；
发射模块，该发射模块包括：镜像频率信号抑制部，该镜像频率信号抑制部用于将预定的输入信号转换成I/Q信号；发射侧混频器，该发射侧混频器通过将所述毫米波本振信号与所述I/Q信号进行混频，以实现对所述预定的输入信号的上变频；和滤波器，该滤波器滤除与经过所述上变频处理后的信号不同频率的信号，以防止信号间的串扰；以及
接收模块，该接收模块用于处理从待扫描对象反射回的所述回波信号。
2.根据权利要求1所述的毫米波处理装置，其中，所述镜像频率信号抑制部利用90°电桥将所述基带信号转换成I/Q信号。
3.根据权利要求1或2所述的毫米波处理装置，其中，
所述接收模块还包括低噪声放大器，该低噪声放大器对所述毫米波处理装置接收到的所述回波信号进行低噪声匹配。
4.根据权利要求3所述的毫米波处理装置，其中，采用钼铜载片和地孔进行设计所述低噪声放大器。
5.根据权利要求3或4所述的毫米波处理装置，其中，所述接收模块还包括：接收侧混频器，该接收侧混频器将滤波后的回波信号与所述毫米波本振信号进行混频，从而实现对所述回波信号的下变频；和镜像频率...
【专利技术属性】
技术研发人员：张元超，
申请(专利权)人：北京华研微波科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11
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