[發(fā)明專(zhuān)利]短毫米波交流輻射成像法及成像裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210283666.3
• 申請(qǐng)日: 2012-08-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103576144A
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張光鋒;婁國(guó)偉;李躍華;李興國(guó);朱莉;王虹;王琪
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 南京理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01S13/89
• 分類(lèi)號(hào): G01S13/89
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專(zhuān)利中心 32203
• 代理人: 朱顯國(guó)

1.一種短毫米波交流輻射成像法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟一：利用大口徑的短毫米波天線接收目標(biāo)的短毫米波天線相應(yīng)波段自然輻射信息；

步驟二：利用短毫米波射頻低噪放模塊將目標(biāo)輻射信息的射頻信號(hào)放大；

步驟三：利用檢波模塊將射頻信號(hào)轉(zhuǎn)化為低頻信號(hào)；

步驟四：利用選通低放模塊選出目標(biāo)的低頻交流信號(hào)；

步驟五：利用峰值法選擇合適的正或負(fù)能量電壓進(jìn)行成像，利用單片機(jī)A/D采樣模塊將低頻的模擬交流信號(hào)數(shù)字化，負(fù)電壓需利用導(dǎo)相電路轉(zhuǎn)化為正電壓；

步驟六：成像結(jié)束后將數(shù)字化后的電壓轉(zhuǎn)化為256等級(jí)原始灰度圖像；

步驟七：將原始灰度圖像根據(jù)掃描方式進(jìn)行圖像幾何校正，消除掃描畸變；

步驟八：將校正后的灰度圖像根據(jù)不同目標(biāo)的灰度特征進(jìn)行能量補(bǔ)償；

步驟九：將能量補(bǔ)償后的灰度圖像根據(jù)灰度－偽彩色映射顯示為偽彩色圖像。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種短毫米波交流輻射成像法，其特征在于：步驟一中所述的大口徑的短毫米波天線是指直徑小于600mm的所有口徑的卡式天線。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種短毫米波交流輻射成像法，其特征在于：步驟二中所述的射頻低噪放的工作頻帶為70－110GHz，增益大于50dB。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種短毫米波交流輻射成像法，其特征在于：步驟三中所述的檢波模塊的靈敏度500?W/V?-800W/V。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種短毫米波交流輻射成像法，其特征在于：步驟四中所述的選通低放的輸出電阻1千歐，積分電容為2微法。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種短毫米波交流輻射成像法，其特征在于：步驟五中所述的數(shù)字化的電壓數(shù)值精確到0.01mV。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種短毫米波交流輻射成像法，其特征在于：步驟七中所述的掃描方式為圓錐掃描方式。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種短毫米波交流輻射成像法，其特征在于：步驟八中所述的能量補(bǔ)償是根據(jù)不同目標(biāo)的峰值均值重新確定目標(biāo)的電壓-灰度值，以區(qū)分不同的目標(biāo)。

9.一種短毫米波交流輻射成像裝置，其特征在于：包括天線模塊、射頻低噪放模塊、檢波模塊、選通低放模塊、A/D采樣模塊、掃描控制模塊、交流成像模塊、幾何校正模塊、能量補(bǔ)償模塊、圖像顯示模塊，其中天線模塊、射頻低噪放模塊、檢波模塊、選通低放模塊、A/D采樣模塊、交流成像模塊、幾何校正模塊、能量補(bǔ)償模塊、圖像顯示模塊依次連接，掃描控制模塊分別與天線模塊和A/D采樣模塊連接；背景信息經(jīng)天線模塊接收，然后進(jìn)入到射頻低噪放模塊經(jīng)低噪放放大后的射頻信息進(jìn)入檢波模塊檢波，再送入選通低放模塊，經(jīng)過(guò)選通低放模塊獲得低頻信息；接著經(jīng)A/D采樣模塊進(jìn)入到交流成像模塊，在交流成像模塊處理后送入幾何校正模塊，對(duì)于機(jī)械掃描和交流形狀畸變進(jìn)行校正糾偏，經(jīng)幾何校正模塊處理后送入能量補(bǔ)償模塊進(jìn)行能量補(bǔ)償，彌補(bǔ)不能區(qū)分大目標(biāo)的技術(shù)缺陷，最后送入圖像顯示模塊，顯示的接近自然地物輻射的場(chǎng)景圖像，其中掃描控制模塊，控制天線進(jìn)行二維掃描成像。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種短毫米波交流輻射成像裝置，其特征在于：控制垂直方向的垂直步進(jìn)電機(jī)（1）和它的配重金屬塊（2）位于水平旋轉(zhuǎn)框架（5）的左右兩側(cè)，在垂直旋轉(zhuǎn)框架（16）上放置天線（3）和輻射計(jì)（4），輻射計(jì)（4）的信號(hào)線和電源線以及步進(jìn)電機(jī)的相線經(jīng)過(guò)水平旋轉(zhuǎn)框架（5）的內(nèi)壁開(kāi)過(guò)線槽（6），再經(jīng)過(guò)中空的水平旋轉(zhuǎn)軸（7）進(jìn)入到減速室，經(jīng)過(guò)空間隔板進(jìn)入下一層的控制室，其中減速室內(nèi)裝有水平步進(jìn)電機(jī)（9）和蝸輪蝸桿減速箱（8），控制室內(nèi)裝有驅(qū)動(dòng)裝置（10）、直流穩(wěn)壓電源（11）和單片機(jī)控制模塊（12），電源線連接到電源座（13），信號(hào)線通過(guò)信號(hào)線接口（14）連接計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理與成像，整個(gè)裝置安裝在支撐支架（15）上；其中，輻射計(jì)（4）中包含射頻低噪放模塊、檢波模塊、選通低放模塊，單片機(jī)控制模塊（12）中包含A/D采樣模塊、掃描控制模塊，信號(hào)線通過(guò)信號(hào)線接口（14）連接的計(jì)算機(jī)中包含交流成像模塊、幾何校正模塊、能量補(bǔ)償模塊、圖像顯示模塊。