[發明專利]一種復用多子陣結構安檢陣列

在審

• 申請號: 201811470816.5
• 申請日: 2018-12-04
• 公開（公告）號: CN109407072A
• 公開（公告）日: 2019-03-01
• 發明（設計）人: 吳福偉;李思明;尚士澤
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第十四研究所
• 主分類號: G01S7/42
• 分類號: G01S7/42
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 高嬌陽

本發明公開了一種復用多子陣結構的安檢陣列，該陣列采用復用多子陣的稀疏陣列結構，利用多種工作模式，實現滿陣的虛擬重構。該安檢陣列可以將安檢陣列陣元數量降低一半以上，成本大大降低，同時陣元設計排布復雜度也得到降低。該安檢陣列可以將安檢掃描時間降低一半以上，提高了人體安檢速度。該安檢陣列在降低成本和掃描時間的基礎上，成像質量基本不受影響，且本發明所述的安檢方案與成熟的汽車雷達芯片兼容，可進一步降低安檢陣列設計成本和復雜度。

技術領域

本發明涉及一種基于復用多子陣結構的安檢陣列，屬于人體安檢領域。

背景技術

近年來隨著國際安全形式的惡化和恐怖主義的猖獗，飛機場、地鐵站等人流密集場所的安全開始面臨越來越多的威脅，人體安檢設備需求迫切。目前人體安檢設備采用的線性陣列基本特征在于，利用天線陣列的電子開關逐個陣元切換來完成一維掃描(CollinsH D,Mcmakin D L,Hall T E,et al.Real-time holographic surveillance system:U.S.Patent 5,455,590[P].1995-10-3；Sheen D M,Collins H D,Hall T E,et al.Real-time wideband holographic surveillance system:U.S.Patent 5,557,283[P].1996-09-17)，然后通過控制天線陣列的機械移動來完成另一個方向的掃描。傳統逐個陣元切換的線性陣列掃描時間過長，造成人體安檢設備檢查速度太慢。采用復用多子陣結構安檢陣列既可以減少陣元數量，提高掃描速度，同時對成像質量影響不大，配合成熟的汽車雷達芯片，還可以大幅降低設備成本，對低成本人體快速安檢設備的研制具有重要的意義。

發明內容

針對以上問題，本發明提供了一種基于復用多子陣結構的安檢陣列，該安檢陣列采用復用多子陣的稀疏陣列結構，利用多發多收(MIMO)工作模式，實現滿陣的虛擬重構，降低了陣元數量和掃描時間。

為了解決以上問題，本發明采用了如下技術方案：一種復用多子陣結構安檢陣列，其特征在于，由M個復用子陣構成，其中M≥1,每個子陣由1個發射陣元和2N個接收陣元構成，接收陣元在發射陣元兩邊對稱分布，每邊各N個，其中2≤N≤32；一個發射陣元和2N個接收陣元構成了第一個子陣，第二個子陣也由一個發射陣元和2N個接收陣元構成，其中有N個接收陣元與第一個子陣復用，以此類推，所有相鄰子陣復用N個接收陣元，整個陣列有M個發射陣元和(M+1)×N個接收陣元，接收陣元排布成一條直線，發射陣元排布成一條直線，在線陣兩邊邊緣各設有富余陣元，數量各1個，也可以是多個。富余陣元不發射也不接收信號，起到修正由于幾何不對稱性造成的邊緣天線方向圖畸變的作用。

接收陣元間的中心間距d1為0.5λ-λ，其中λ代表安檢系統工作波長，接收陣元與發射陣元的橫向中心間距d2等于0.5×d1，縱向中心間距d3為0-10λ，為了天線排布空間的考慮，發射陣元和接收陣元設計在不同直線上，即一般d3＞0。

復用多子陣結構安檢陣列，可采用子陣間分時工作模式，或子陣間同時工作模式，或子陣間分時工作和同時工作相結合的模式。陣間分時工作和同時工作相結合的模式。

采用子陣間分時工作模式：首先第一個子陣工作，第一個發射陣元發射線性調頻連續波或者步進頻信號，第一個子陣內2N個接收陣元同時接收信號；之后第二個子陣工作，第二個發射陣元發射同樣信號，第二個子陣內2N個接收陣元同時接收信號；以此類推，直到最后一個子陣工作完；處理時，將第一個子陣中2N個接收陣元采集的數據按順序排成一行為[1-1,1-2,…，1-2N]，同樣，第二個子陣的2N個數據按順序在第一個子陣數據后排成一行[2-1,2-2,…,2-2N],以此類推，直到最后一個子陣的2N個數據按順序排在整個陣列數據的末尾，該行數據即為整個陣列的一維掃描數據[1-1,1-2,1-3,…,M-2N]，整個安檢陣列通過機械掃描即可完成另一維的掃描，最后通過后向投影(BP)算法實現人體的二維圖像重建。