【技术实现步骤摘要】
本公开涉及近场穿透探测成像，具体涉及基于超宽带射频近场穿透探测成像方法及系统。
技术介绍
1、本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
2、近场穿透探测成像技术在人类市场生活、工业生产、科学研究和生物医学领域有着广泛的应用。例如，人体/货物的安全检查、合金材料成分分析、矿物成分分析、半导体晶片检验分析、生物医学成像、考古、刑侦等。传统设备多基于x-射线探测技术，包括ct扫描和核磁共振技术。
3、但是专利技术人发现，目前所基于传统设备实现的探测成像技术还存在一定的问题：
4、1)放射线是一种人眼看不见并感觉不到的射线，它可以穿透人体和一般物体，甚至金属制品，x射线在穿透人体时，会对人体产生轻度危害，引起人体生物大分子及水分子的电离和激发反应，产生有害效应；
5、2)一般的放射源与射线装置通常体积较大、射线较强或者存在特殊的屏蔽要求，体积庞大且非常笨重，不便于进行移动。
6、3)射线装置的价格一般都是十分昂贵的，使用高档的高品质材料，所以使用的成本相对较高；
7、4)射线设备、装置在制造上对于某些地区、国家存在一定的技术壁垒，供应方的技术垄断和需求方在较短时间内难以突破。
技术实现思路
1、本公开为了解决上述问题，提出了基于超宽带射频近场穿透探测成像方法及系统，通过超宽带射频近场穿透探测，采用功率谱密度在-41.3dbm、直流48度低功耗的超宽带射频(3.1–30.6ghz)近场探测
2、根据一些实施例，本公开采用如下技术方案：
3、基于超宽带射频近场穿透探测成像方法，包括：
4、获取超宽带近场射频探测被测区域，构建超宽带近场射频探测天线阵；
5、在设定时间内持续发射超宽带射频信号并接收，每完成一个发射、接收周期，则整个天线阵按照设定环形探测轨道顺时针方向移动设定的距离，进入下一个周期；
6、将环形探测轨道划分为多个探测单元，被测区域以极坐标形式进行网格划分，获取某一探测单元到任意一个被测的目标网格的矢量距离，引入一个描述目标与区域中心不同步造成的误差矢量函数，某一探测单元位置所获取的探测目标的影响信息为在探测区域区间内融合探测目标回波信号频谱对应射频信息信号波数的过程，通过移动天线阵获得高精度探测目标影像。
7、根据一些实施例，本公开采用如下技术方案：
8、基于超宽带射频近场穿透探测成像系统，包括：
9、初始化模块，用于获取超宽带近场射频探测被测区域，构建超宽带近场射频探测天线阵；
10、探测模块，用于在设定时间内持续发射超宽带射频信号并接收，每完成一个发射、接收周期，则整个天线阵按照设定环形探测轨道顺时针方向移动设定的距离，进入下一个周期；
11、将环形探测轨道划分为多个探测单元，被测区域以极坐标形式进行网格划分，获取某一探测单元到任意一个被测的目标网格的矢量距离，引入一个描述目标与区域中心不同步造成的误差矢量函数，某一探测单元位置所获取的探测目标的影响信息为在探测区域区间内融合探测目标回波信号频谱对应射频信息信号波数的过程；
12、成像模块，用于通过移动天线阵获得高精度探测目标影像。
13、根据一些实施例，本公开采用如下技术方案：
14、一种非暂态计算机可读存储介质，所述非暂态计算机可读存储介质用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，实现所述的基于超宽带射频近场穿透探测成像方法。
15、根据一些实施例，本公开采用如下技术方案：
16、一种电子设备，包括：处理器、存储器以及计算机程序；其中，处理器与存储器连接，计算机程序被存储在存储器中，当电子设备运行时，所述处理器执行所述存储器存储的计算机程序，以使电子设备执行实现所述的基于超宽带射频近场穿透探测成像方法。
17、与现有技术相比，本公开的有益效果为：
18、本公开提供了基于超宽带射频近场穿透探测成像方法，通过在设定时间内持续发射超宽带射频信号并接收，每完成一个发射、接收周期，则整个天线阵按照设定环形探测轨道顺时针方向移动设定的距离，进入下一个周期；将环形探测轨道划分为多个探测单元，被测区域以极坐标形式进行网格划分，获取某一探测单元到任意一个被测的目标网格的矢量距离，引入一个描述目标与区域中心不同步造成的误差矢量函数，某一探测单元位置所获取的探测目标的影响信息为在探测区域区间内融合探测目标回波信号频谱对应射频信息信号波数的过程，来获取高精度的目标影像，本公开所述的方法能给远离一般放射线对人体的伤害，并且采用功率谱密度在-41.3dbm、直流48度低功耗的超宽带射频(3.1–30.6ghz)近场探测(5–100cm)，无接触性的穿透探测成像，并且为3d影像，体积小适用于多种不同的场景中，成像的精度较高。
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1.基于超宽带射频近场穿透探测成像方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的基于超宽带射频近场穿透探测成像方法，其特征在于，所述超宽带近场射频探测被测区域的超宽带近场射频探测轨道呈圆形环绕，直径为R，中心为O。
3.如权利要求1所述的基于超宽带射频近场穿透探测成像方法，其特征在于，所述超宽带近场射频探测天线阵为弧形探测天线阵，所述弧形探测天线阵含有N个天线单元A1,…An,…AN沿探测圆环轨道等间隔夹角θ弧度向心线性排列组成一个弧形探测天线阵，其中天线A1定义为弧形天线阵的参照点。
4.如权利要求1所述的基于超宽带射频近场穿透探测成像方法，其特征在于，发射超宽带射频信号，A1,…An,…AN天线单元接收反射信号，将设定时间划分为多个时间周期，周期ΔT时间完成信号发射、接收，每完成一个发射、接收周期，以A1为基准整个天线阵沿圆形探测轨道顺时针方向移动θR距离，进入下一个周期。
5.如权利要求1所述的基于超宽带射频近场穿透探测成像方法，其特征在于，被探测的区域以极坐标形式网格划分，区域中的任何一个网格到区域中心O的极坐标矢量用表示
6.如权利要求1所述的基于超宽带射频近场穿透探测成像方法，其特征在于，天线阵与被测目标之间的矢量方程是理想条件下互动关系，实际探测感知过程二者之间存在误差，天线阵所在的探测感知圆形轨迹的中心与目标网格极坐标原点不是同一个位置点，引入一个描述目标与区域中心不同步造成的误差矢量函数，如果发射的探测脉冲信号带宽是B＝f0±Δf,其中f0是载频频率，那么参照天线A1在探测位置A1(k)所接收到的目标的回波信号频谱为：
7.如权利要求1所述的基于超宽带射频近场穿透探测成像方法，其特征在于，依次得到弧形探测天线阵中除参照天线A1以外其他天线An,n∈(2,…,N)在探测位置An(k+n)所接收的目标的回波信号频谱，参照天线A1探测位置A1(k)所获取的被探测目标的影像信息通过目标的回波信号频谱的波数因子q1积分而获得，弧形探测天线阵中其余天线An在探测位置An(k+n)所得到的被探测目标的影像信息通过目标的回波信号频谱的波数因子qn积分而获得，融合分别得到的被测目标的影像信息就得到天线阵在探测位置k对非移动目标的影像。
8.基于超宽带射频近场穿透探测成像系统，其特征在于，包括：
9.一种非暂态计算机可读存储介质，其特征在于，所述非暂态计算机可读存储介质用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，实现如权利要求1-7任一项所述的基于超宽带射频近场穿透探测成像方法。
10.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器、存储器以及计算机程序；其中，处理器与存储器连接，计算机程序被存储在存储器中，当电子设备运行时，所述处理器执行所述存储器存储的计算机程序，以使电子设备执行实现如权利要求1-7任一项所述的基于超宽带射频近场穿透探测成像方法。
...【技术特征摘要】
1.基于超宽带射频近场穿透探测成像方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的基于超宽带射频近场穿透探测成像方法，其特征在于，所述超宽带近场射频探测被测区域的超宽带近场射频探测轨道呈圆形环绕，直径为r，中心为o。
3.如权利要求1所述的基于超宽带射频近场穿透探测成像方法，其特征在于，所述超宽带近场射频探测天线阵为弧形探测天线阵，所述弧形探测天线阵含有n个天线单元a1,…an,…an沿探测圆环轨道等间隔夹角θ弧度向心线性排列组成一个弧形探测天线阵，其中天线a1定义为弧形天线阵的参照点。
4.如权利要求1所述的基于超宽带射频近场穿透探测成像方法，其特征在于，发射超宽带射频信号，a1,…an,…an天线单元接收反射信号，将设定时间划分为多个时间周期，周期δt时间完成信号发射、接收，每完成一个发射、接收周期，以a1为基准整个天线阵沿圆形探测轨道顺时针方向移动θr距离，进入下一个周期。
5.如权利要求1所述的基于超宽带射频近场穿透探测成像方法，其特征在于，被探测的区域以极坐标形式网格划分，区域中的任何一个网格到区域中心o的极坐标矢量用表示，当参照天线a1处于探测位置时，a1到中心o的矢量距离以矢量r1(k)表示，当a1处于探测位置a1(k)，(k∈{1,…,k})时，a1(k)到任意一个被探测的目标网格的矢量距离记为则
6.如权利要求1所述的基于超宽带射频近场穿透探测成像方法，其特征在于，天线阵与被测目标之间的矢量方程是理想条件下互动关系，实际探测感知过程二者之间存在...
【专利技术属性】
技术研发人员：张立人，刘宏伟，
申请(专利权)人：中际医学科技山东有限公司，
类型：发明
国别省市：
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