一种近场实时成像系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种近场实时成像系统，其中，所述系统包括：信号产生模块、射频前端、发射天线、接收天线、中频解调模块、运动模块和图像显示模块，通过信号产生模块、射频前端、发射天线、接收天线和中频解调模块的配合得到被测对象单一维度的数字信号，通过运动模块获得沿导轨方向不同位置的多个单一维度的数字信号，通过图像显示模块对多个单一维度的数字信号进行处理，生成并显示所述被测对象的图像。通过本实用新型专利技术的系统，可以解决现有的毫米波近场成像系统设计复杂、成像时间长、成本高的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种近场实时成像系统
本技术涉及成像
，特别是涉及一种近场实时成像系统。
技术介绍
公共安全问题依旧在国内外占据着重要的位置，而面对目前一直在应用的金属安检门、手持安检以及人工手检等安检方式存在着一定的弊端，不能高效检测一些潜在的非金属隐匿违禁品、危险物品等。而对于X射线等辐射性安检设备对被检对象，特别是被检人体都存在一定的安全问题，因此亟需一种安全、高效的成像检测手段。随着科学技术的发展，基于毫米波、太赫兹波的近场成像检测方法被逐渐应用，其能够同时兼具安全、高效的特点，被市场所亟需，因此各研究院校、企业不断的完善基于毫米波、太赫兹波的近场成像检测方法中的设计，使得设备可以以最佳的性能完成物品或者人体检测工作，从而为公共安全领域提供一份可靠的保障。采用现有的毫米波、太赫兹波近场成像方法的毫米波近场成像系统的设计复杂、成像时间长、成本高。
技术实现思路
本技术提供一种近场实时成像系统，以解决现有的近场成像系统存在的成像时间长、成像成本高的问题。为了解决上述问题，本技术公开了一种近场实时成像系统，包括：信号产生模块，用于产生射频信号、本振信号和参考信号，将所述射频信号和所述本振信号发送至射频前端，将所述本振信号发送到中频解调模块，将所述参考信号发送到所述中频解调模块，所述射频信号和所述本振信号为相互具有固定的频率差的两路连续波信号；射频前端，用于对所述射频信号进行处理，得到待发送信号，将所述待发送信号发送到发射天线，以及用于对所述本振信号进行处理，得到中间信号，以及用于对所述反射信号以及所述中间信号进行处理，得到中频信号，将所述中频信号发送到所述中频解调模块；发射天线，用于将所述待发送信号按照信号频率的不同，辐射到被测对象单一维度的不同角度，所述单一维度的不同角度为水平方向的不同角度或者竖直方向的不同角度；接收天线，用于接收所述被测对象反射的反射信号，将所述反射信号发送到所述射频前端；中频解调模块，用于对所述参考信号以及所述中频信号进行处理，得到单一维度的数字信号，将所述单一维度的数字信号发送到图像显示模块；运动模块，用于带动所述中频解调模块、信号产生模块、射频前端、发射天线以及接收天线沿导轨移动，获得沿导轨方向不同位置的多个单一维度的数字信号，所述导轨方向垂直于所述发射天线辐射信号维度方向；图像显示模块，用于接收中频解调模块发送的多个单一维度的数字信号，对多个单一维度的数字信号进行处理，生成并显示所述被测对象的图像。可选地，所述信号产生模块包括：频率源，用于产生射频信号和本振信号；第一功分器，用于对所述射频信号进行功分处理，得到第一信号；第二功分器，用于对所述本振信号进行功分处理，得到第二信号；第一混频器，用于所述第一信号和所述第二信号进行混频处理得到初始信号；第一倍频器，用于对所述初始信号进行倍频处理，得到参考信号。可选地，所述射频前端包括：第二倍频器，用于对所述射频信号进行倍频处理；第一放大器，用于对倍频处理后的射频信号进行放大处理；第三倍频器，用于对放大处理后的射频信号再次进行倍频处理，得到待发送信号；第四倍频器，用于对所述本振信号进行倍频处理；第二放大器，用于对倍频处理后的本振信号进行放大处理；第五倍频器，用于对放大处理后的本振信号再次进行倍频处理，得到中间信号。可选地，所述射频前端还包括：第二混频器，用于对所述反射信号和所述中间信号进行混频处理，得到所述中频信号。可选地，所述中频解调模块包括：第一带通滤波器，用于对所述参考信号进行滤波处理；第三放大器，用于对滤波处理后的所述参考信号进行放大处理，得到处理后的参考信号；第四放大器，用于对所述中频信号进行放大处理；第二带通滤波器，用于对放大处理后的所述中频信号进行滤波处理，得到处理后的中频信号；第三混频器，用于对所述处理后的参考信号和处理后的中频信号进行混频处理，得到I/Q两路回波信号；A/D转换器，用于对所述I/Q两路回波信号分别进行采样处理，得到所述单一维度的数字信号。可选地，所述第四放大器为可调增益放大器，所述系统还包括：FPGA自动增益控制模块，用于根据所述数字信号确定增益控制码，以及根据所述增益控制码，对所述可调增益放大器的增益进行调整。可选地，所述运动模块包括：电机驱动器、电机、运动平台和导轨，所述频率源、射频前端、发射天线和接收天线均放置于运动平台上；电机驱动器，用于驱动电机转动；电机，用于带动所述运动平台以及放置于运动平台上的所述中频解调模块、频率源、射频前端、发射天线以及接收天线沿导轨移动，获得沿导轨方向不同位置的多个单一维度的数字信号。可选地，所述发射天线为以下任一种：频率扫描准光天线；频率扫描准光天线和透镜；频率扫描准光天线和反射镜；频率扫描准光天线、透镜和反射镜。可选地，所述频率扫描准光天线为以下任一种：周期性漏波天线；频率扫描反射栅天线；所述透镜为以下任一种：圆柱透镜；双焦广角透镜；双曲面透镜；所述反射镜为以下任一种：椭圆反射镜；抛物面反射镜；双曲面反射镜。与现有技术相比，本技术包括以下优点：本技术公开了一种近场实时成像系统，系统包括：信号产生模块、射频前端、发射天线、接收天线、中频解调模块、运动模块和图像显示模块，通过信号产生模块、射频前端、发射天线、接收天线和中频解调模块的配合得到被测对象单一维度的数字信号，通过运动模块带动所述中频解调模块、信号产生模块、射频前端、发射天线以及接收天线沿导轨移动，获得沿导轨方向不同位置的多个单一维度的数字信号，通过图像显示模块对多个单一维度的数字信号进行处理，生成并显示所述被测对象的图像。采用本技术的系统，只需要设置一组信号产生模块、射频前端、发射天线、接收天线、中频解调模块、运动模块和图像显示模块，通过使其沿运动平台运动，即可实现对被测对象的二维扫描，因此无需设置多个收发天线和射频通道，大大降低了毫米波近场成像系统的复杂度和成本，并且，采用本申请的近场实时成像系统，扫频信号一次扫频的周期一般在几十微秒，运动平台运动方向只需发射几百次扫频信号，因此扫描完整个被测对象的二维场景所需要的理论时间为几十毫秒，因此可以实现实时成像，减少成像时间。附图说明图1是本技术实施例提供的一种近场实时成像系统的结构框图；图2是本技术实施例提供的频率扫描准光天线的辐射示意图；图3是本技术实施例提供的另一种近场实时成像系统的局部结构框图；图4是本技术实施例提供的另一种近场实时成像系统的局部结构框图；图5是本技术实施例提供的一种近场实时成像方法的步骤流程图。具体实施方式为使本技术的上述目的、特征和优点能本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种近场实时成像系统，其特征在于，包括：/n信号产生模块，用于产生射频信号、本振信号和参考信号，将所述射频信号和所述本振信号发送至射频前端，将所述本振信号发送到中频解调模块，将所述参考信号发送到所述中频解调模块，所述射频信号和所述本振信号为相互具有固定的频率差的两路连续波信号；/n射频前端，用于对所述射频信号进行处理，得到待发送信号，将所述待发送信号发送到发射天线，以及用于对所述本振信号进行处理，得到中间信号，以及用于对反射信号以及所述中间信号进行处理，得到中频信号，将所述中频信号发送到所述中频解调模块；/n发射天线，用于将所述待发送信号按照信号频率的不同，辐射到被测对象单一维度的不同角度，所述单一维度的不同角度为水平方向的不同角度或者竖直方向的不同角度；/n接收天线，用于接收所述被测对象反射的反射信号，将所述反射信号发送到所述射频前端；/n中频解调模块，用于对所述参考信号以及所述中频信号进行处理，得到单一维度的数字信号，将所述单一维度的数字信号发送到图像显示模块；/n运动模块，用于带动所述中频解调模块、信号产生模块、射频前端、发射天线以及接收天线沿导轨移动，获得沿导轨方向不同位置的多个单一维度的数字信号，所述导轨方向垂直于所述发射天线辐射信号维度方向；/n图像显示模块，用于接收中频解调模块发送的多个单一维度的数字信号，对多个单一维度的数字信号进行处理，生成并显示所述被测对象的图像。/n...

【技术特征摘要】
1.一种近场实时成像系统，其特征在于，包括：
信号产生模块，用于产生射频信号、本振信号和参考信号，将所述射频信号和所述本振信号发送至射频前端，将所述本振信号发送到中频解调模块，将所述参考信号发送到所述中频解调模块，所述射频信号和所述本振信号为相互具有固定的频率差的两路连续波信号；
射频前端，用于对所述射频信号进行处理，得到待发送信号，将所述待发送信号发送到发射天线，以及用于对所述本振信号进行处理，得到中间信号，以及用于对反射信号以及所述中间信号进行处理，得到中频信号，将所述中频信号发送到所述中频解调模块；
发射天线，用于将所述待发送信号按照信号频率的不同，辐射到被测对象单一维度的不同角度，所述单一维度的不同角度为水平方向的不同角度或者竖直方向的不同角度；
接收天线，用于接收所述被测对象反射的反射信号，将所述反射信号发送到所述射频前端；
中频解调模块，用于对所述参考信号以及所述中频信号进行处理，得到单一维度的数字信号，将所述单一维度的数字信号发送到图像显示模块；
运动模块，用于带动所述中频解调模块、信号产生模块、射频前端、发射天线以及接收天线沿导轨移动，获得沿导轨方向不同位置的多个单一维度的数字信号，所述导轨方向垂直于所述发射天线辐射信号维度方向；
图像显示模块，用于接收中频解调模块发送的多个单一维度的数字信号，对多个单一维度的数字信号进行处理，生成并显示所述被测对象的图像。


2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述信号产生模块包括：
频率源，用于产生射频信号和本振信号；
第一功分器，用于对所述射频信号进行功分处理，得到第一信号；
第二功分器，用于对所述本振信号进行功分处理，得到第二信号；
第一混频器，用于所述第一信号和所述第二信号进行混频处理得到初始信号；
第一倍频器，用于对所述初始信号进行倍频处理，得到参考信号。


3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述射频前端包括：
第二倍频器，用于对所述射频信号进行倍频处理；
第一放大器，用于对倍频处理后的射频信号进行放大处理；
第三倍频器，用于对放大处理后的射频信号再次进行倍频处理，得到待发送信号；
第四倍频器，用于对所述本振信号进行倍频处理；
第二放大器，用于对倍频处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：李世超，侯培培，郝丛静，苗守功，刘瑞强，陈辉，张婷婷，李树，贾渠，
申请(专利权)人：北京航天易联科技发展有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11