一种曲面共形的超材料表面滤波装置，包括：柔性介质基板和紧贴于介质基板上表面的金属方环，介质基板表面刻蚀有金属阵列表面，金属阵列表面由多个铜箔单元阵列而成，每个铜箔单元均包括外圈矩形框和内圈矩形区域；外圈矩形框和内圈矩形区域之间的铜箔蚀刻去除，形成间隙，两相邻铜箔单元之间无缝连接。由内至外依次为：安检对象、金属阵列表面、介质基板和安检仪主机。安检仪的毫米波天线臂在介质基板和安检仪主机之间的环形区域旋转，安检仪的毫米波天线臂与介质基板不接触。本实用新型专利技术通过覆盖在安检仪主机发射前段实现空间电磁波有效过滤。过滤。过滤。
【技术实现步骤摘要】
一种曲面共形的超材料表面滤波装置
[0001]本技术属于毫米波安检成像
，涉及一种曲面共形的超材料表面滤波装置，更具体的，涉及一种圆柱面共形的超材料表面滤波装置。
技术介绍
[0002]近年来国内外的恐怖袭击事件频繁发生，危险物品的种类也越来越多，传统的安检手段已经不满足当前安检市场的需求。传统的金属探测器仅能探测金属违禁品，对塑料炸弹、陶瓷刀具都无能为力；X光安检设备虽然能检测所有的违禁物品，但是对人体健康有一定的威胁，不是最佳的安检手段。目前毫米波三维成像技术是一种替代传统安检手段的有效方法。L3公司的圆柱扫描三维成像系统是目前市场上主要的毫米波三维成像系统。现有毫米波安检仪采用亚克力或者玻璃覆盖在天线臂前端，起到保护效果，但由于亚克力和玻璃材质透波性缺陷，导致毫米波产生了一定程度的衰减，不利于成像。
技术实现思路
[0003]本技术的技术解决问题是：为了实现对圆周扫描三维成像系统收发天线阵列前端的全覆盖，并实现较好的毫米波透射效果，本技术提出了一种曲面共形的超材料表面滤波装置。
[0004]本技术的技术方案是：
[0005]一种曲面共形的超材料表面滤波装置，包括：金属阵列表面、介质基板；
[0006]介质基板表面刻蚀有金属阵列表面；
[0007]金属阵列表面由多个铜箔单元阵列而成，每个铜箔单元均包括外圈矩形框和内圈矩形区域；外圈矩形框和内圈矩形区域之间的铜箔蚀刻去除，形成间隙；两相邻铜箔单元之间无缝连接；
[0008]由内至外依次为：安检对象、金属阵列表面、介质基板和安检仪主机；安检仪的毫米波天线臂在介质基板和安检仪主机之间的环形区域旋转；安检仪的毫米波天线臂以安检对象为轴线旋转；
[0009]安检仪的毫米波天线臂发射出的电磁波依次穿过介质基板和金属阵列表面后照射到安检对象表面；安检对象反射出的回波信号依次穿过金属阵列表面和介质基板后被安检仪的毫米波天线臂接收；
[0010]介质基板和安检对象不接触。
[0011]铜箔单元的边长为10mm，外圈矩形框和内圈矩形区域之间的单边间隙为1mm。
[0012]介质基板为圆筒结构，介质基板的轴线与毫米波天线臂的旋转轴重合。
[0013]介质基板的轴线长度大于250mm。
[0014]介质基板的材料为玻璃纤维材料、陶瓷材料或罗杰斯5880材料中的任意一种。
[0015]经过介质基板和金属阵列表面透射的回波信号和经过介质基板和金属阵列表面透射的发射信号频率相同。
28GHz，反射谱段为26-28GHz。
[0031]在一些实施例中，所述介质基板2不仅仅用于支撑超材料表面金属结构，也能保障较好的电磁波透过率。在一些实施例中，介质基板2采用的材料为玻璃纤维材料、陶瓷材料或由罗杰斯公司提供罗杰斯5880材料，厚度为2mm-4mm，在本技术实施例中，所采用的介质基板材料为罗杰斯5880材料。
[0032]在本技术中，毫米波天线臂3由伺服驱动旋转并发射电磁波通过超材料表面对人体进行扫描，接收天线接收从人体反射回的回波信号并将信号传输到后端进行成像，天线臂高度为220mm-250mm。
[0033]在本技术中，亚克力板作为安检仪外壳包裹在安检仪主机4的最外侧，起到保护和美观效果。在一些实施例中，所述亚克力外壳也可由树脂玻璃替代，所述安检仪外壳厚度为5-8mm。
[0034]本技术所述超材料表面由在介质基板2上按行列周期排布铜箔单元的金属阵列表面1组成。本技术中超材料表面是将金属阵列表面1和介质基板2作为一个整体制备得到。现有制备技术有多种，如贴片法、印制电路板加工、湿法蚀刻法。本技术所述超材料表面是采用蚀刻法制得，即在介质基板2表面覆铜箔板，通过湿法蚀刻在铜箔表面制作图形，所制金属图形位于覆铜一侧。
[0035]本技术所述超材料表面由若干个相同的金属结构单元组成，其单元排布按照行列等间距排布，铜箔单元如附图2所示，所述金属结构图形由方形缝隙环图案构成，图3为本技术超材料表面在二维平面上的示意图。
[0036]金属方形缝隙环图案在本技术中实质为导电金属薄片，在电磁波照射下，所述方形缝隙环的表面产生感应电流，对特定频率的入射电磁波起到透射作用。
[0037]实施例
[0038]由内向外依次包括金属阵列表面1，介质基板2，毫米波天线臂3、安检仪主机4。其中，介质基板2上面具有按二维方向周期排布的金属结构图形。毫米波天线臂3由伺服驱动沿着环形轨道旋转，旋转同时毫米波天线臂3内侧发出电磁波照射到人体上，电磁波经过由金属阵列表面1和介质基板2组成的超材料表面并透射特定频率电磁波照射到人体，人体反射电磁波再次经过由金属阵列表面1和介质基板2组成的超材料表面，通过超材料表面的特定频率电磁波由毫米波天线臂3接收，并将回波信号传输到安检仪主机4的后端进行成像处理，从而完成一次成像。
[0039]通过CST仿真软件，可以看出本技术超材料表面在频率26-28GHz时具有较好的透射性能，与毫米波安检仪所需频段相符合，并在其他频段电磁波实现全波反射，从而实现了空间滤波的目标。
[0040]本技术说明书中未作详细描述的内容属本领域专业技术人员的公知技术。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种曲面共形的超材料表面滤波装置，其特征在于，包括：金属阵列表面(1)、介质基板(2)；介质基板(2)表面刻蚀有金属阵列表面(1)；金属阵列表面(1)由多个铜箔单元阵列而成，每个铜箔单元均包括外圈矩形框和内圈矩形区域；外圈矩形框和内圈矩形区域之间的铜箔蚀刻去除，形成间隙；两相邻铜箔单元之间无缝连接；由内至外依次为：安检对象、金属阵列表面(1)、介质基板(2)和安检仪主机(4)；安检仪的毫米波天线臂(3)在介质基板(2)和安检仪主机(4)之间的环形区域旋转；安检仪的毫米波天线臂(3)以安检对象为轴线旋转；安检仪的毫米波天线臂(3)发射出的电磁波依次穿过介质基板(2)和金属阵列表面(1)后照射到安检对象表面；安检对象反射出的回波信号依次穿过金属阵列表面(1)和介质基板(2)后被安检仪的毫米波天线臂(3)接收；介质基板(2)和安检对象不接触。2.根据权利要求1所述的一种曲面共形的超材料表面滤波装置，其特征在于，铜箔单元的边长为10mm，外圈矩形框和内圈矩形区域之间的单边间隙为1mm。3.根据权利要求1所述的一种曲面共形的超材料表面滤波装置，其特征在于，介质...
【专利技术属性】
技术研发人员：阙凯峰，任百玲，孙兆阳，刘昊，
申请(专利权)人：北京遥测技术研究所，
类型：新型
国别省市：
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