[實用新型]一種掃描成像應用的光機掃描天線裝置

有效

• 申請號: 201320672054.3
• 申請日: 2013-10-29
• 公開（公告）號: CN203536564U
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發明（設計）人: 時翔;殷娟;季芳;王東亞
• 申請（專利權）人: 常州芯飛寧電子有限公司
• 主分類號: H01Q3/08
• 分類號: H01Q3/08;H01Q19/19
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 湯東鳳

技術領域

本實用新型涉及的是一種掃描成像應用的光機掃描天線裝置。

背景技術

掃描成像技術，例如微波成像（含毫米波、亞毫米波成像）、太赫茲波成像，可廣泛應用于工業檢測、軍事偵察、制導與跟蹤、醫學成像、遙感探測、人體安檢等領域。特別由于微波、太赫茲波具有良好的穿透性和較高的空間分別率，能夠透過人體衣物檢測隱匿違禁物品（槍支、刀具、炸藥等），在反恐、航空安檢等技術領域有重要應用。

近年來，由于器件與儀器技術的發展，微波、太赫茲波成像技術不斷發展，形成了以下幾種體制：

1）單通道式的機械掃描成像：

利用單通道單個探測器的機械運動獲取大視域場景的目標特性，但是由于只有一個天線波束進行逐行、逐列的掃描，需要一定的時間來覆蓋二維成像場景，因此實現快速實時成像存在困難。

2）多通道式的機械掃描焦平面成像：

利用排列在聚焦拋物面天線焦平面上的接收單元各饋源的偏焦不同，產生多個指向不一的波束，在逐行、逐列的機械式掃描中，有多個波束同時進行掃描，因而減小了波束覆蓋二維成像場景的行程和時間，通常用在微波波段，在太赫茲波低頻段的掃描成像中，由于單個太赫茲波探測器研制困難，器件價格高，多通道式的太赫茲波成像具有昂貴的成本，離實用階段較遠。

3）光學振鏡掃描成像：

光學掃描振鏡主要是為光學應用開發的，具有高性能旋轉電機。它包括基于運動電磁技術的電機和高精度的位置檢測器，主要應用領域是激光束偏轉鏡片的快速精準定位，能夠快速實時成像，主要應用在太赫茲波高頻段的掃描成像，在微波與太赫茲波低頻段，由于存在遠場條件和物理光學的限制，還存在應用瓶頸。

4）電子掃描成像：利用電子掃描替代機械掃描，通過控制每個接受單元相對應移動器的相位和幅度，實現天線波速在視域的掃描，能夠使單通道、多通道的成像系統快速實時成像。通常應用在器件價格低廉、技術簡單的微波低頻端，在微波高頻段、太赫茲波低頻端，設計有效的電子掃描器件相當困難、價格昂貴，且饋電系統損耗很大，因此在微波高頻段、太赫茲波低頻段的應用不多。

5）光機掃描成像：對于微波、太赫茲波電磁輻射與散射的掃描成像來說，純粹的使用機械式的掃描，在成像的精度、時間上難以達到實用要求，因此，通常采用拋物面聚焦系統—卡塞格倫光學系統，將地物的微波、太赫茲波電磁輻射能量聚焦到探測器，再利用幾何光學的透射、折射或反射，通過光學器件本身的旋轉或擺動形成一維螺旋掃描或線性掃描，加上平臺的平動或轉動，實現對目標平面的掃描成像。

實用新型內容

本實用新型要解決的技術問題是針對現有技術的不足提供一種掃描成像應用的光機掃描天線裝置；具體是一種結構簡單、信號與圖像處理簡單、成像精度好、成像時間快、可用于單個探測器，亦可用于多個探測器，成本低廉，特別適用與微波（300MHz～300GHz）和太赫茲波低頻段（300GHz～1THz）的二維快速掃描成像。

本實用新型的技術方案如下：

一種掃描成像應用的光機掃描天線裝置，包括主反射面（6）、饋源（5）、副反射面（7）、自旋電機（3）、探測器，所述光機掃描天線裝置為卡塞格倫天線結構，所述的饋源（5）與探測器連接在一起，連接位置為饋源（5）末端；所述的饋源（5）與主反射面（6）連接在一起，連接位置為饋源（5）中段、主反射面（6）中心處；所述的主反射面（6）中心軸與饋源（5）中心軸重合；所述的副反射面（7）為拋物面；所述的副反射面（7）的中心軸線與主反射面（6）中心軸線呈一定角度；所述的副反射面（7）的凸面與主反射面（6）的凹面相對；所述的副反射面（7）背面與自旋電機（3）相連接；所述的自旋電機（3）的軸與主反射面（6）中心軸重合；所述的自旋電機（3）自旋時，帶動副反射面（7）自旋；所述的副反射面（7）自旋，形成卡塞格倫天線波束的圓周掃描；所述的自旋電機（3）、副反射面（7），通過天線支架或天線罩與主反射面（6）連接。

所述的光機掃描天線裝置，所述的副反射面（7）為非拋物面。

和現有技術相比較，本實用新型具有以下有益效果：

1、通過卡塞格倫天線的副反射面一定角度的傾斜，實現天線波束與天線主反射面中心軸線的一定角度的偏離；

2、通過該傾斜的副反射面的繞天線主反射面中心軸線的自旋，實現與天線主反射面中心軸線偏離一定角度的天線波束的自旋式圓周掃描；

3、在實現天線波束的快速圓周掃描的前提下，對整個天線系統進行豎直或水平的一維平動或轉動，從而實現對成像場景的天線波束二維覆蓋，實現快速掃描成像；