[發明專利]一種基于弧形陣列的毫米波成像系統

在審

• 申請號: 202011200033.2
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112415622A
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 李世超
• 申請（專利權）人: 李世超
• 主分類號: G01V8/00
• 分類號: G01V8/00;G01V8/26;G01S13/90;G01S7/282;G01S7/285;G01S7/292
• 代理公司: 中原信達知識產權代理有限責任公司 11219
• 代理人: 郝紅玉;馮培培

1.一種基于弧形陣列的毫米波成像系統，包括毫米波收發機、主控器、弧線形收發天線陣列和運動平臺，其特征在于，

所述毫米波收發機，用于基于所述主控器下發的觸發信號，產生毫米波信號并傳輸至所述弧線形收發天線陣列進行處理，接收所述弧線形收發天線陣列傳輸的毫米波回波信號并處理，得到數字中頻信號并發送至所述主控器進行處理；

所述弧線形收發天線陣列，用于處理所述毫米波收發器傳輸的毫米波信號，得到所述毫米波回波信號；包括發射天線陣列和接收天線陣列，所述發射天線陣列包括發射天線和電子開關，所述接收天線陣列包括接收天線和電子開關，兩者天線數量相等，且相鄰發射天線/相鄰接收天線之間的弧長小于電磁波波長的一倍；

所述主控器，用于控制所述電子開關的選通時序邏輯，以及控制所述運動平臺的運動邏輯和下發觸發信號給所述毫米波收發機，以及，以及對接收自所述毫米波收發機的數字中頻信號進行合成孔徑雷達信號處理，得到三維圖像；

所述運動平臺，用于承載所述毫米波收發機、所述主控器、所述弧線形收發天線陣列，以基于所述主控器下發的控制指令使其一起上下運動對目標物進行一次陣列采樣。

2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，相鄰發射天線/相鄰接收天線之間的弧長為電磁波波長的0.5～1倍。

3.根據權利要求2所述的系統，其特征在于，相鄰發射天線/相鄰接收天線之間的弧長為電磁波波長的0.9倍。

4.根據權利要求1-3中任一項所述的系統，其特征在于，弧線形采用圓弧形、橢圓弧形或雙曲線弧形中的一種。

5.根據權利要求4所述的系統，其特征在于，當采用圓弧形或橢圓弧形時，所述發射天線陣列和所述接收天線陣列在水平方向沿弧線錯開所述弧長的一半，在垂直方向上的距離小于電磁波波長的5倍。

6.根據權利要求1-3中任一項所述的系統，其特征在于，所述發射天線和所述接收天線為角錐喇叭天線、圓錐喇叭天線、雙模喇叭天線、貼片天線、微帶陣列天線中的一種。

7.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述毫米波收發機包括毫米波發射機和毫米波接收機；

所述產生毫米波信號并傳輸至所述弧線形收發天線陣列進行處理，接收所述弧線形收發天線陣列傳輸的毫米波回波信號并處理，得到數字中頻信號并發送至所述主控器進行處理，包括：

所述毫米波發射機，用于產生毫米波信號并傳輸至所述發射天線陣列，由所述發射天線陣列的電子開關傳輸至一發射天線，以將所述毫米波信號發射到空間中，所述毫米波信號經散射后被所述接收天線接收到，經所述接收天線陣列進行信號放大處理，得到毫米波回波信號；

所述毫米波接收機，用于接收所述接收天線陣列傳輸的毫米波回波信號，將所述毫米波回波信號下變頻為中頻信號并采樣、濾波、數字IQ處理，得到所述數字中頻信號并發送至所述主控器進行處理。

8.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述控制所述運動平臺的運動邏輯和下發觸發信號給所述毫米波收發機，包括：

所述主控器下發控制指令至所述運動平臺，以控制所述運動平臺開始運動；

在所述運動平臺運動的過程中，接收所述運動平臺傳輸的脈沖信號；其中，所述脈沖信號反應所述弧線形收發天線陣列的運動位置；

將所述脈沖信號轉換為位置信息，并按照預設距離進行一次陣列采樣。

9.根據權利要求8所述的系統，其特征在于，還包括：

所述主控器根據所述預設距離和成像高度，設定陣列采樣次數閾值；以及

在采樣次數達到所述采樣次數閾值，下發控制指令至所述運動平臺使其停止運動。

10.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述控制所述電子開關的選通時序邏輯，包括：

在一個選通時序邏輯中，一個發射天線在兩個時序周期內分別對應兩個相鄰接收天線。