[發明專利]一種太赫茲頻段旋轉陣列掃描成像系統

有效

• 申請號: 201710310169.0
• 申請日: 2017-05-05
• 公開（公告）號: CN107102325B
• 公開（公告）日: 2019-11-15
• 發明（設計）人: 秦玉亮;蔣彥雯;鄧彬;王宏強;范波;羅成高
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科學技術大學
• 主分類號: G01S13/88
• 分類號: G01S13/88;G01S13/89
• 代理公司: 11429 北京中濟緯天專利代理有限公司
• 代理人: 陸薇薇<國際申請>=<國際公布>=<進入

1.一種太赫茲頻段旋轉陣列掃描成像系統，其特征在于，該成像系統包括太赫茲天線陣列、旋轉電機、太赫茲信號產生裝置、太赫茲信號采集裝置和主控計算機；

太赫茲天線陣列是由呈線性排布的N個太赫茲發射天線和M個太赫茲接收天線組成，等效為N×M個等效相位中心；太赫茲天線陣列采用多發多收體制，負責向待測人體發射太赫茲信號和接收待測人體的散射回波；

太赫茲天線陣列固定安裝在旋轉平臺上，旋轉平臺由旋轉電機驅動實現旋轉平臺上的太赫茲天線陣列的勻速旋轉掃描運動；旋轉平臺為一根長條形的旋轉桿，旋轉桿上安裝有多個太赫茲發射天線和多個太赫茲接收天線，多個太赫茲發射天線和多個太赫茲接收天線分布在與旋轉桿平行的同一直線上；所述旋轉桿上還安裝有太赫茲信號產生裝置和太赫茲信號采集裝置；旋轉桿的中心位置O點處安裝有旋轉電機，太赫茲天線陣列、太赫茲信號產生裝置和太赫茲信號采集裝置所在旋轉桿由旋轉電機驅動而圍繞O點旋轉；所述旋轉平臺上安裝有太赫茲信號產生裝置和太赫茲信號采集裝置；太赫茲信號產生裝置用于產生成像系統所需的太赫茲信號，采用線性調頻連續波體制，所產生的太赫茲信號由信號傳輸線輸出到太赫茲天線陣列中的N個太赫茲發射天線，實現太赫茲信號的發射；太赫茲信號采集裝置用于采集太赫茲天線陣列中的M個太赫茲接收天線接收到的散射回波，并通過旋轉連通裝置向主控計算機實時傳輸；

太赫茲天線陣列、旋轉電機、太赫茲信號產生裝置以及太赫茲信號采集裝置均與主控計算機連接；主控計算機通過旋轉連通裝置負責整個成像系統的協調控制和目標散射信息的成像處理，旋轉連通裝置安裝在旋轉平臺的旋轉圓心，其中整個成像系統的協調控制包括旋轉電機的速度控制以及太赫茲天線陣列的收發時序控制；目標散射信息的成像處理是利用后向投影算法或波數域成像算法對目標區域進行成像。

2.根據權利要求1所述的太赫茲頻段旋轉陣列掃描成像系統，其特征在于，組成太赫茲天線陣列的N個太赫茲發射天線和M個太赫茲接收天線分布在同一直線上。

3.根據權利要求2所述的太赫茲頻段旋轉陣列掃描成像系統，其特征在于，該成像系統的方位向分辨率ρ_a和距離向分辨率ρ_r分別為

其中，λ為太赫茲信號波長，α為旋轉平臺的旋轉圓心與太赫茲天線陣列相對成像場景中心的夾角，c為光速，B為太赫茲信號帶寬。

4.一種太赫茲頻段旋轉陣列掃描成像系統的成像方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)旋轉電機控制太赫茲天線陣列開始進行勻速旋轉掃描運動，由主控計算機控制旋轉掃描速度；

(2)待測人體進入太赫茲天線陣列輻射區域；

(3)太赫茲信號產生裝置產生太赫茲信號并輸入到太赫茲發射天線和太赫茲接收天線；

(4)多個太赫茲發射天線依次發射太赫茲信號，多個太赫茲接收天線持續接收待測人體的散射回波，收發天線的時序由主控計算機控制；

(5)多個太赫茲發射天線依次發射完畢為一個發射周期，一個發射周期結束后馬上進入下一個發射周期，保證整個成像系統持續發射太赫茲波和接收散射回波；

(6)主控計算機在太赫茲天線陣列旋轉一圈后對接收到的散射回波進行成像處理，得到目標高分辨成像結果。