專利名稱：用于室內(nèi)毫米波成像安檢系統(tǒng)的輔助源照射裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于安檢技術(shù)領(lǐng)域，涉及
米波成像安檢系統(tǒng)的輔助源照射裝置。
種輔助源照射裝置，尤其涉及一種用于室內(nèi)毫
背景技術(shù)：
現(xiàn)在安檢部門基本上使用X射線安檢儀檢測(cè)行李中的違禁品，由于X射線電離作 用對(duì)人體有危害，不能用來(lái)檢測(cè)人身上隱藏的違禁品。而使用金屬檢測(cè)器只能檢測(cè)人身上 是否有金屬物品，不能檢測(cè)金屬物品的形狀，無(wú)法判斷是否是安全的金屬品。比如假肢中有 金屬的成分，也有可能其中藏有槍支，金屬檢測(cè)器不能把假肢中的金屬和槍支區(qū)分開(kāi)，另外 金屬檢測(cè)器需要檢測(cè)對(duì)象配合，效率較低。其他的一些成像檢測(cè)手段，如紅外成像檢測(cè)，因 其穿透人體衣物的能力較弱，而不適用于人體安檢，微波雷達(dá)成像因?yàn)橐蛉梭w發(fā)射電磁 波，而且其成像的分辨率達(dá)不到目標(biāo)識(shí)別的要求，也不能應(yīng)用于人體安檢中。因此，現(xiàn)代安 檢亟待一種可不接觸人體成像、穿透人體衣物、對(duì)現(xiàn)代危險(xiǎn)品(含金屬武器、陶瓷刀具、塑 膠炸藥等)敏感、具有足夠的分辨率的成像安檢新技術(shù)。 毫米波成像系統(tǒng)應(yīng)用于安檢在室外已經(jīng)得到廣泛的研究和應(yīng)用，在室外條件下， 自然天空是最均勻的毫米波照射源，根據(jù)人體表面和人體衣物內(nèi)隱匿危險(xiǎn)品的輻射特性差 異，毫米波成像安檢技術(shù)可以穿透人體衣物，檢測(cè)出隱匿在人體衣物下的危險(xiǎn)品。但是，在 安檢技術(shù)更為廣泛應(yīng)用的室內(nèi)，由于缺少了室外自然天空(冷源)的毫米波照射，人體和衣 物內(nèi)隱匿的危險(xiǎn)品的毫米波輻射差異并不明顯，往往不能夠在室內(nèi)實(shí)現(xiàn)毫米波成像安檢的 目的。 國(guó)內(nèi)外對(duì)于更為實(shí)用的室內(nèi)毫米波成像安檢技術(shù)已開(kāi)始研究，研究成果還處于理
論論證和實(shí)驗(yàn)測(cè)試階段，并沒(méi)有一個(gè)安全、有效的室內(nèi)毫米波成像安檢系統(tǒng)。 美國(guó)專利US2009/0015457A1(中請(qǐng)日2009年)發(fā)明了 一種"Passive
outdoormillimeter wave illuminator",用于室外毫米波成像的輔助照射；中國(guó)專利
CN1864079A(申請(qǐng)日2004年)發(fā)明了一種"使用毫米波成像的安全系統(tǒng)"只是對(duì)毫米波成
像系統(tǒng)進(jìn)行了闡述，但上述兩個(gè)方案沒(méi)有述及系統(tǒng)在室內(nèi)安檢中的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種用于室內(nèi)毫米波成像安檢系統(tǒng)的輔助源 照射裝置，可以增強(qiáng)室內(nèi)成像安檢技術(shù)中目標(biāo)識(shí)別所必需的圖像對(duì)比度，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)毫米波 成像安檢的目的。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案 —種用于室內(nèi)毫米波成像安檢系統(tǒng)的輔助源照射裝置，所述裝置包括 多個(gè)毫米波輔助源，用于產(chǎn)生多入射角度的寬帶、低功率可調(diào)、寬波束角的毫米波
輻射； 毫米波離散體，用于將各個(gè)毫米波輔助源發(fā)射的毫米波波束進(jìn)行波束擴(kuò)展和相位離散，以使其向各個(gè)方向散射，到達(dá)成像場(chǎng)景時(shí)各波前各向同性、相位離散； 成像背景墻，用于提供一個(gè)干凈成像背景，從而在毫米波圖像中消減背景的干擾，
凸現(xiàn)成像目標(biāo)體。 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述毫米波輔助源包括毫米波匪IC VC0芯片、白噪 聲調(diào)制模塊、電源供給模塊和微帶天線；所述白噪聲調(diào)制模塊對(duì)毫米波匪ICVCO芯片進(jìn)行 噪聲調(diào)制，其噪聲幅度的變化可調(diào)整毫米波輔助源的發(fā)射功率；所述電源供給模塊對(duì)毫米 波匪IC VCO芯片進(jìn)行精密、快速正負(fù)電翻轉(zhuǎn)的電源供給；毫米波匪IC VCO芯片的振蕩信號(hào) 通過(guò)集成的毫米波微帶天線向外發(fā)射出去，從而產(chǎn)生寬頻帶、低功率可調(diào)、寬波束角的毫米 波照射。 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述毫米波輔助源基于匪IC芯片技術(shù)的毫米波電 路設(shè)計(jì)。 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述毫米波離散體由全反射的金屬材料構(gòu)成，形狀 為凹凸不平面或凸面或鋸齒面；或者，毫米波離散體部分為凹凸不平面或鋸齒面，部分為凸 面；所述毫米波離散體的大小依毫米波輔助源與其擺放的相對(duì)位置，與毫米波輔助源發(fā)射 的主波束寬度相比擬，從而將毫米波輔助源發(fā)射的毫米波向各個(gè)方向散射出去，各波前各 項(xiàng)同性、相位離散，形成室內(nèi)空間的均勻毫米波輻射場(chǎng)。 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述毫米波離散體構(gòu)成的材料為反射率為1的全反 射體，其表面的凹凸不平或鋸齒狀使其反射的波束各波前相位離散，其表面的凸面設(shè)計(jì)使 其波束擴(kuò)展。 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述毫米波離散體構(gòu)成的材料為金屬。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述成像背景墻由半封閉的弧形或圓柱形結(jié)構(gòu)組 成，內(nèi)襯吸波性能在30 50dB以上的毫米波吸波材料，將入射的毫米波進(jìn)行吸收，為成像 場(chǎng)景提供一個(gè)無(wú)斑點(diǎn)、無(wú)閃爍的干凈背景。 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述成像背景墻的材料為反射率為1的材料，其幾
何形狀為半封閉的弧形或圓柱形，或者為半無(wú)限的平面結(jié)構(gòu)，其內(nèi)壁襯以毫米波吸收材料，
成像目標(biāo)在室內(nèi)成像時(shí)，以成像背景墻為成像背景，位于半封閉背景墻的內(nèi)部。 作為本發(fā)明的一種優(yōu)選方案，所述成像背景墻的材料為鋁塑板。 本發(fā)明的有益效果在于本發(fā)明提出的用于室內(nèi)毫米波成像安檢系統(tǒng)的輔助源照
射裝置，可以增強(qiáng)室內(nèi)成像安檢技術(shù)中目標(biāo)識(shí)別所必需的圖像對(duì)比度，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)毫米波成
像安檢的目的。


圖1為本發(fā)明的輔助源照射裝置的室內(nèi)毫米波成像安檢場(chǎng)景； 圖2為本發(fā)明中毫米波輔助源的原理框圖； 圖3為本發(fā)明中毫米波離散體的結(jié)構(gòu)圖； 圖4為本發(fā)明中毫米波成像背景墻的截面圖和側(cè)面圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
實(shí)施例一 請(qǐng)參閱圖1至圖4，本發(fā)明揭示了一種用于室內(nèi)毫米波成像安檢系統(tǒng)的輔助源照 射裝置，所述裝置包括多個(gè)毫米波輔助源1、毫米波離散體2、成像背景墻3。多個(gè)毫米波輔 助源1用于產(chǎn)生多入射角度的寬帶、低功率可調(diào)、寬波束角的毫米波輻射。毫米波離散體2 用于將各個(gè)毫米波輔助源發(fā)射的毫米波波束進(jìn)行波束擴(kuò)展和相位離散，以使其向各個(gè)方向 散射，到達(dá)成像場(chǎng)景時(shí)各波前各向同性、相位離散。成像背景墻3用于提供一個(gè)干凈成像背 景，從而在毫米波圖像中消減背景的干擾，凸現(xiàn)成像目標(biāo)體。 本發(fā)明設(shè)計(jì)寬帶、低功率可調(diào)、寬波束角度的毫米波輔助源l，在室內(nèi)毫米波成像 安檢場(chǎng)景空間中，按成像距離大小，各自間隔毫米波輔助源l照射的波束寬度(主波束寬 度)距離，布置多個(gè)毫米波輔助源1 ;在各個(gè)毫米波輔助源1照射波前設(shè)置離散體2，各毫米 波輔助源l的發(fā)射波束經(jīng)離散體2離散后，向成像場(chǎng)景方向輻射；上述各毫米波輔助源與各 自離散體組合分散均勻放置與成像系統(tǒng)與成像場(chǎng)景之間；成像目標(biāo)——人體5置于背景墻 3內(nèi)，背景墻采用半封閉狀的弧形或半圓柱形內(nèi)凹結(jié)構(gòu)，內(nèi)襯毫米波吸波材料，以減少背景 干擾，提供一個(gè)"干凈"的成像背景；毫米波成像系統(tǒng)4接收成像場(chǎng)景中背景墻3、人體5及 人體內(nèi)隱匿的危險(xiǎn)品輻射的毫米波能量，生成成像場(chǎng)景的毫米波圖像。
如圖2所示，毫米波輔助源1由毫米波波段匪IC VC0芯片11、毫米波波段平面微 帶天線14、白噪聲調(diào)制模塊12及電源供給模塊13構(gòu)成，通過(guò)系統(tǒng)集成，封裝在內(nèi)襯有吸波 材料的金屬盒內(nèi)，整個(gè)毫米波輔助源具有小型化、功耗低、方便安裝、方便調(diào)整照射角度等 特點(diǎn)。通過(guò)噪聲調(diào)制模塊12的幅度變化，可以改變毫米波輔助源的輻射功率；電源供給模 塊13提供VC0芯片所需的正、負(fù)電源，電源芯片具有緊密電壓、快速正、負(fù)電壓翻轉(zhuǎn)特點(diǎn)；毫 米波VC011振蕩產(chǎn)生的毫米波通過(guò)集成在一起的毫米波微帶天線14向外發(fā)射出去；特殊設(shè) 計(jì)的毫米波微帶天線具有較寬的波束寬度和較低的增益。 如圖3所示的毫米波離散體，該離散體材質(zhì)為鋁金屬(反射率為1)，其表面形狀可 為凸面或鋸齒面等。毫米波輔助源通過(guò)微帶天線24向外發(fā)射毫米波，入射毫米波波束22 投射到毫米波離散體21表面，反射波束23的波束寬度變寬、各波前相位離散，投射向成像 場(chǎng)景。 如圖4所示的成像背景墻31，該背景墻31幾何結(jié)構(gòu)為半封閉的半圓柱狀，材料為 全反射率的鋁塑板32，在半圓柱狀內(nèi)壁襯以毫米波吸波材料33。待檢人員站立在半封閉的 半圓柱"小房間"內(nèi)，該成像背景墻對(duì)于成像目標(biāo)具有較少的干擾，且在毫米波圖像中呈現(xiàn) "干凈"的背景。 以上具體介紹了本發(fā)明的用于室內(nèi)毫米波成像安檢系統(tǒng)的輔助源照射裝置，同時(shí) 介紹該裝置的各個(gè)重要組成部件；本發(fā)明的實(shí)施方法是將多個(gè)毫米波源按一定的排列，各 自經(jīng)離散體散射出去后，照射到以成像背景墻為背景的成像場(chǎng)景(含人體)上，可起到在室 外毫米波成像安檢系統(tǒng)相類似的效果。 綜上所述，本發(fā)明提出的用于室內(nèi)毫米波成像安檢系統(tǒng)的輔助源照射裝置，可以 增強(qiáng)室內(nèi)成像安檢技術(shù)中目標(biāo)識(shí)別所必需的圖像對(duì)比度，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)毫米波成像安檢的目 的。本發(fā)明可以用于各類室內(nèi)的安檢，包括但不限于機(jī)場(chǎng)安全檢查及各種重要場(chǎng)合的安全 檢查。 這里本發(fā)明的描述和應(yīng)用是說(shuō)明性的，并非想將本發(fā)明的范圍限制在上述實(shí)施例中。這里所披露的實(shí)施例的變形和改變是可能的，對(duì)于那些本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)實(shí)施例的替換和等效的各種部件是公知的。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該清楚的是，在不脫離本發(fā)明的精神或本質(zhì)特征的情況下，本發(fā)明可以以其它形式、結(jié)構(gòu)、布置、比例，以及用其它組件、材料和部件來(lái)實(shí)現(xiàn)。在不脫離本發(fā)明范圍和精神的情況下，可以對(duì)這里所披露的實(shí)施例進(jìn)行其它變形和改變。
權(quán)利要求
一種用于室內(nèi)毫米波成像安檢系統(tǒng)的輔助源照射裝置，其特征在于，所述裝置包括多個(gè)毫米波輔助源，用于產(chǎn)生多入射角度的寬帶、低功率可調(diào)、寬波束角的毫米波輻射；毫米波離散體，用于將各個(gè)毫米波輔助源發(fā)射的毫米波波束進(jìn)行波束擴(kuò)展和相位離散，以使其向各個(gè)方向散射，到達(dá)成像場(chǎng)景時(shí)各波前各向同性、相位離散；成像背景墻，用于提供一個(gè)干凈成像背景，從而在毫米波圖像中消減背景的干擾，凸現(xiàn)成像目標(biāo)體。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于室內(nèi)毫米波成像安檢系統(tǒng)的輔助源照射裝置，其特征在于所述毫米波輔助源包括毫米波匪IC VC0芯片、白噪聲調(diào)制模塊、電源供給模塊和微帶 天線；所述白噪聲調(diào)制模塊對(duì)毫米波匪IC VCO芯片進(jìn)行噪聲調(diào)制，其噪聲幅度的變化可調(diào)整毫米波輔助源的發(fā)射功率；所述電源供給模塊對(duì)毫米波匪IC VCO芯片進(jìn)行精密、快速正負(fù)電翻轉(zhuǎn)的電源供給；毫 米波匪IC VCO芯片的振蕩信號(hào)通過(guò)集成的毫米波微帶天線向外發(fā)射出去，從而產(chǎn)生寬頻 帶、低功率可調(diào)、寬波束角的毫米波照射。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于室內(nèi)毫米波成像安檢系統(tǒng)的輔助源照射裝置，其特征在于所述毫米波輔助源基于匪IC芯片技術(shù)的毫米波電路設(shè)計(jì)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于室內(nèi)毫米波成像安檢系統(tǒng)的輔助源照射裝置，其特征在于所述毫米波離散體由全反射的金屬材料構(gòu)成，形狀為凹凸不平面或凸面或鋸齒面；或 者，毫米波離散體部分為凹凸不平面或鋸齒面，部分為凸面；所述毫米波離散體的大小依毫米波輔助源與其擺放的相對(duì)位置，與毫米波輔助源發(fā)射 的主波束寬度相比擬，從而將毫米波輔助源發(fā)射的毫米波向各個(gè)方向散射出去，各波前各 項(xiàng)同性、相位離散，形成室內(nèi)空間的均勻毫米波輻射場(chǎng)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于室內(nèi)毫米波成像安檢系統(tǒng)的輔助源照射裝置，其特征在于所述毫米波離散體構(gòu)成的材料為反射率為1的全反射體，其表面的凹凸不平或鋸齒狀 使其反射的波束各波前相位離散，其表面的凸面設(shè)計(jì)使其波束擴(kuò)展。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于室內(nèi)毫米波成像安檢系統(tǒng)的輔助源照射裝置，其特征在于所述毫米波離散體構(gòu)成的材料為金屬。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于室內(nèi)毫米波成像安檢系統(tǒng)的輔助源照射裝置，其特征在于所述成像背景墻由半封閉的弧形或圓柱形結(jié)構(gòu)組成，內(nèi)襯吸波性能在30 50dB以上 的毫米波吸波材料，將入射的毫米波進(jìn)行吸收，為成像場(chǎng)景提供一個(gè)無(wú)斑點(diǎn)、無(wú)閃爍的干凈W旦 冃足。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于室內(nèi)毫米波成像安檢系統(tǒng)的輔助源照射裝置，其特征在于所述成像背景墻的材料為反射率為1的材料，其幾何形狀為半封閉的弧形或圓柱形， 或者為半無(wú)限的平面結(jié)構(gòu)，其內(nèi)壁襯以毫米波吸收材料，成像目標(biāo)在室內(nèi)成像時(shí)，以成像背 景墻為成像背景，位于半封閉背景墻的內(nèi)部。
9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的用于室內(nèi)毫米波成像安檢系統(tǒng)的輔助源照射裝置，其特征在于所述成像背景墻的材料為鋁塑板。
全文摘要
本發(fā)明揭示了一種用于室內(nèi)毫米波成像安檢系統(tǒng)的輔助源照射裝置，所述裝置包括多個(gè)毫米波輔助源、毫米波離散體、成像背景墻。多個(gè)毫米波輔助源用于產(chǎn)生多入射角度的寬帶、低功率可調(diào)、寬波束角的毫米波輻射；毫米波離散體用于將各個(gè)毫米波輔助源發(fā)射的毫米波波束進(jìn)行波束擴(kuò)展和相位離散，以使其向各個(gè)方向散射，到達(dá)成像場(chǎng)景時(shí)各波前各向同性、相位離散；成像背景墻用于提供一個(gè)干凈成像背景，從而在毫米波圖像中消減背景的干擾，凸現(xiàn)成像目標(biāo)體。本發(fā)明提出的用于室內(nèi)毫米波成像安檢系統(tǒng)的輔助源照射裝置，可以增強(qiáng)室內(nèi)成像安檢技術(shù)中目標(biāo)識(shí)別所必需的圖像對(duì)比度，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)毫米波成像安檢的目的。
文檔編號(hào)G01S13/89GK101793953SQ201010107728
公開(kāi)日2010年8月4日 申請(qǐng)日期2010年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月9日
發(fā)明者關(guān)福宏, 孫曉瑋, 時(shí)翔, 楊明輝 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所