[發(fā)明專利]一種適用于被動毫米波三維成像安檢的橢球體通道結(jié)構(gòu)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110290196.2
• 申請日: 2021-03-18
• 公開（公告）號: CN113093297B
• 公開（公告）日: 2022-07-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 諸葛曉棟;苗俊剛;孫雪蕾
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號: G01V8/00
• 分類號: G01V8/00;G01S13/88;G01S13/89;G01S7/02
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責(zé)任公司 11251
• 代理人: 安麗;楊學(xué)明

本發(fā)明公開了一種適用于被動毫米波三維成像安檢的橢球體通道結(jié)構(gòu)，包括一個兩側(cè)開口的橢球體通道；包括一個透波地面，該地面材料為透波材料；還包括由分布在通道內(nèi)表面上的天線單元構(gòu)成的共形天線陣列，所述的天線單元為單極化或雙極化天線，可均勻或非均勻的分布在橢球體通道內(nèi)表面上。該橢球體通道結(jié)構(gòu)配合毫米波成像系統(tǒng)的信號測量與處理系統(tǒng)，可以在被檢人員通過安檢通道時實(shí)現(xiàn)快速人體被動三維成像安檢。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微波遙感、目標(biāo)探測以及毫米波安檢成像技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種適用于被動毫米波三維成像安檢的橢球體通道結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

鑒于全球范圍內(nèi)日益猖獗的恐怖主義和暴力犯罪活動，各國政府對公共場所人體攜帶違禁物品的安全檢測提出了更高的要求。傳統(tǒng)基于金屬探測器的安檢手段無法檢測包括炸藥、汽油，陶瓷等非金屬類違禁物品。毫米波成像系統(tǒng)具有穿透人體衣物的成像能力，可檢測隱匿在人體衣物下的各種金屬及非金屬類違禁物品。被動毫米波成像系統(tǒng)自身不發(fā)射電磁波，對人體不造成任何傷害，并具有全天時、全天候工作能力，可廣泛應(yīng)用于機(jī)場、車站等人員聚集的公共場所，對人體攜帶的隱匿違禁物品進(jìn)行快速、非接觸式檢測。毫米波成像技術(shù)是解決高通量人體安檢問題的重要技術(shù)方案。

被動毫米波成像技術(shù)通過測量視場內(nèi)物體及人體所發(fā)射和反射的熱輻射，獲得視場范圍內(nèi)場景的輻射亮溫分布。輻射計安檢系統(tǒng)通過探測危爆品與人體和背景之間亮溫的差異來實(shí)現(xiàn)違禁品成像和檢測。綜合孔徑輻射計成像技術(shù)采用小孔徑稀疏天線陣列，利用干涉測量技術(shù)完成對視場內(nèi)亮溫分布的空間頻域(可視度函數(shù))的測量，進(jìn)而基于可視度函數(shù)進(jìn)行圖像反演實(shí)現(xiàn)實(shí)時成像。綜合孔徑輻射計的空間分辨率取決于天線單元間的最大相對距離，利用稀疏天線陣列仍可實(shí)現(xiàn)高空間分辨率實(shí)時成像，有效地緩解了天線陣列規(guī)模與空間分辨率之間的矛盾。

目前的基于綜合孔徑輻射計的被動安檢成像系統(tǒng)均基于一維或二維陣列，可以實(shí)現(xiàn)對被檢人員的二維成像。由于缺少距離向信息，無法精確檢測人體可能攜帶物品的精確檢測。因此，需要一種適用于綜合孔徑輻射計三維成像的安檢通道，在無需被檢人員駐留配合、不造成大客流量場景人員堵塞的情況下，對觀測目標(biāo)人體輻射信號進(jìn)行有效探測并進(jìn)行三維成像。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明技術(shù)解決問題：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種適用于被動毫米波三維成像安檢的橢球體通道結(jié)構(gòu)，在被檢人員通過安檢通道時實(shí)現(xiàn)快速人體被動三維成像安檢。

本發(fā)明技術(shù)解決方案：一種適用于被動毫米波三維成像安檢的橢球體通道結(jié)構(gòu)，包括橢球體通道(1)、透波地面(2)、天線單元(3)、共形天線陣列(4)；其中，所述的橢球體通道(1)是一個兩側(cè)開口可供行人通行的橢球體結(jié)構(gòu)，該橢球體可由一個平面橢圓形沿長軸旋轉(zhuǎn)180度得到；所述的透波地面(2)位于橢球體通道內(nèi)部，其材料為對電磁輻射信號無衰減或衰減可忽略的透波材料；所述的天線單元(3)構(gòu)成的共形天線陣列(4)分布在橢球體通道內(nèi)表面上，能夠接收通道內(nèi)的電磁輻射信號；該橢球體通道結(jié)構(gòu)配合毫米波成像系統(tǒng)的信號測量與處理系統(tǒng)，可以在被檢人員通過安檢通道時實(shí)現(xiàn)快速人體被動三維成像安檢。

所述橢球體通道(1)通過將平面內(nèi)的橢圓形沿長軸旋轉(zhuǎn)180度得到；此時垂直通道方向的橫截面為圓形，且橫截面直徑在入口和出口處2.0-2.3米，而在通道中央有最大橫截面直徑2.3-2.8米；所述橢球體通道(1)垂直通道方向的橫截面也可為橢圓形，以降低橢球體通道體積，且截面橢圓形的長軸和短軸分別與垂直地面方向和平行地面方向平行。該橢圓截面的長軸和短軸長度即通道入口的最大高度和寬度分別約2.0-2.3米、1.5-2.0米。

所述的透波地面(2)位于橢球體通道(1)內(nèi)部，提供可供行人通過的路徑。

所述的透波地面(2)的材料為對電磁輻射無衰減或衰減極小可忽略，對通道底部的天線單元測量通道內(nèi)部存在的電磁輻射不產(chǎn)生影響。