[發明專利]毫米波實時成像人員安檢系統的收發天線模塊及系統

在審

• 申請號: 202011446517.5
• 申請日: 2020-12-09
• 公開（公告）號: CN112763514A
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發明（設計）人: 費鵬;溫鑫;李文揚;郭洧華
• 申請（專利權）人: 北京無線電計量測試研究所
• 主分類號: G01N22/00
• 分類號: G01N22/00;G01S13/89
• 代理公司: 中國航天科工集團公司專利中心 11024
• 代理人: 張國虹

本發明公開一種毫米波實時成像人員安檢系統的收發天線模塊及系統，包括：壓控振蕩器，用于產生微波頻段調頻連續波信號；倍頻器，用于將所述微波頻段調頻連續波信號倍頻后頻率提升；毫米波信號與點頻信號源，用于產生中頻信號；混頻器，用于對所述中頻信號進行調制；第一放大器，用于對調制后的信號進行放大；發射開關陣列，用于接收放大后的信號，同時依次打開各發射通道，經多個發射天線發出毫米波電磁波；接收開關陣列，用于依次打開各接收通道，通過多個接收天線接收所述發射天線發出的經目標反射后的回波信號；第二放大器，用于對回波信號進行信號放大；第二混頻器，用于對放大后的回波信號進行調制；本發明成像精度高和成像性能好。

技術領域

本發明屬于通信技術領域，特別是一種毫米波實時成像人員安檢系統的收發天線模塊及系統。

背景技術

隨著全球化進程推進，恐怖主義活動從局部問題演化為全球危機。尤其是“911”事件之后，人員安檢問題成為世界各國的關注焦點，各種新體制的安檢技術不斷涌現。在基于成像檢測的人體安檢技術中，毫米波人體安檢引起了人們的廣泛興趣。與X射線相比，毫米波不會引起電離效應，在一定功率下對人體安全無害，更容易被公眾接受；與紅外、可見光頻段相比，微波毫米波可以穿透衣物的遮蔽，對隱藏的危險品進行直接成像；與低頻微波相比，毫米波成像具有更高的成像分辨率和更小的器件尺寸，十分適合應對目前爆炸裝置及違禁物品隱蔽化、多樣化、小型化的特點，是用于人體安檢的理想頻段。在現有的毫米波安檢技術中，被動式毫米波安檢成像對目標的輻射亮溫進行反演，本質上是一臺毫米波輻射計，具有實時性好的優點，但是，由于該技術成像質量差，精度不高。與之相對地，主動成像技術則具有完整的信號發射和接收系統，可以提供更高的信噪比和目標對比度，成像質量和精度明顯高于被動成像。然而，現有的主動毫米波人體安檢實施例，如美國L3公司Provision系列圓柱掃描毫米波安檢儀、同方威視MW1000系列平面掃描毫米波安檢儀等，均采用了電掃描結合機械掃描的合成孔徑雷達成像技術，數據采集時間為秒級，被檢人員必須按照指定站位和姿勢配合掃描。德國RohdeSchwarz公司的QPS100平板式毫米波安檢儀采用了基于數字波束形成技術的電掃描人體成像系統，可實現準實時的被檢人員數據采集，然而由于數據量巨大，目前無法實現實時成像。上述主動毫米波安檢效率較低，無法滿足大客流場景下實時通過的需求。近年來，隨著雷達技術和計算機技術的不斷進步，雷達信號的快速處理能力得到極大地提高。二維甚至三維雷達目標實時成像成為可能。在數據獲取端，雷達多天線同時發射、多天線同時接收的MIMO(Multi Input Multi Output)工作方式能夠以相對較低的成本獲得遠多于實際天線數目的等效觀測通道，在雷達成像方面具有優于傳統體制雷達的系統性能。因此基于MIMO技術的毫米波實時三維成像技術稱為下一代人體安檢的重要發展方向，現有技術亟待出現毫米波實時成像人員安檢系統的收發天線模塊來實現成像精度高和成像性能好的目的。

發明內容

本發明的目的在于提供一種毫米波實時成像人員安檢系統的收發天線模塊及系統，解決毫米波成像人員安檢系統成像精度高和成像性能好的問題。

有鑒于此，本發明提供一種毫米波實時成像人員安檢系統的收發天線模塊，其特征在于，包括：

壓控振蕩器，用于產生微波頻段調頻連續波信號；

倍頻器，用于將所述微波頻段調頻連續波信號倍頻后頻率提升，成為毫米波FMCW信號；

毫米波信號與點頻信號源，用于產生中頻信號；

混頻器，用于對所述中頻信號進行調制；

第一放大器，用于對調制后的信號進行放大；

發射開關陣列，用于接收放大后的信號，同時依次打開各發射通道，經多個發射天線發出毫米波電磁波；

接收開關陣列，用于依次打開各接收通道，通過多個接收天線接收所述發射天線發出的經目標反射后的回波信號；

第二放大器，用于對回波信號進行信號放大；