基于線(xiàn)性調(diào)頻的多人人體安檢設(shè)備的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種基于線(xiàn)性調(diào)頻的多人人體安檢設(shè)備，包括掃描裝置、毫米波信號(hào)收發(fā)組件和圖像處理單元；掃描裝置包括若干檢測(cè)座椅、設(shè)于各所述檢測(cè)座椅上的若干導(dǎo)軌和電機(jī)；各導(dǎo)軌上設(shè)有一組所述毫米波信號(hào)收發(fā)組件，各毫米波信號(hào)收發(fā)組件由所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)而相對(duì)于待安檢人員運(yùn)動(dòng)；所述毫米波信號(hào)收發(fā)組件用于向待安檢人員發(fā)射毫米波信號(hào)，并接收從待安檢人員反射的毫米波信號(hào)；所述圖像處理單元用于根據(jù)所述反射的毫米波信號(hào)對(duì)待安檢人員的人體進(jìn)行全息三維成像，得到人體的三維圖像。本實(shí)用新型價(jià)格低廉，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于集成，分辨率高，單位時(shí)間內(nèi)檢測(cè)人數(shù)多，對(duì)人體無(wú)輻射危害。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
基于線(xiàn)性調(diào)頻的多人人體安檢設(shè)備
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型設(shè)及一種人體安檢系統(tǒng)，尤其設(shè)及一種基于線(xiàn)性調(diào)頻的多人人體安檢 設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002] 毫米波是波長(zhǎng)從1mm到10mm的電磁波，其頻率為30細(xì)Z到300G化，在實(shí)際工程應(yīng)用 中，常把毫米波的低端頻率降到26GHz。在電磁波譜中，毫米波位于微波與遠(yuǎn)紅外波相交疊 的波長(zhǎng)范圍，因而兼有兩種波譜的特點(diǎn)。與微波相比，窄波束和高增益天線(xiàn)易實(shí)現(xiàn)的特性使 毫米波系統(tǒng)能獲得較高的空間分辨率和較高的抗干擾能力，同時(shí)，毫米波系統(tǒng)能抑制在微 波系統(tǒng)中因探測(cè)仰角過(guò)低而引發(fā)的多路徑效應(yīng);另一方面，毫米波穿透等離子體的能力強(qiáng)、 多普勒頻移大、測(cè)速靈敏度高，并且毫米波器件的體積小、質(zhì)量輕，因此毫米波系統(tǒng)更易集 成。與紅外、激光相比，毫米波在大氣中傳輸?shù)乃p很小，自然光和熱福射源對(duì)它幾乎沒(méi)有 影響；在惡劣的環(huán)境和氣象條件下，如云霧、煙塵等，紅外、激光都無(wú)法正常工作，但毫米波 能全天候地工作。正是運(yùn)些獨(dú)特的性質(zhì)賦予了毫米波技術(shù)廣泛的應(yīng)用前景，尤其是在安檢 領(lǐng)域。
[0003] 隨著國(guó)家安全與反恐形勢(shì)的惡化，對(duì)公共場(chǎng)合人員安全的檢查就變得更加重要。 長(zhǎng)期W來(lái)，公共場(chǎng)合人體安檢廣泛使用金屬安檢口來(lái)檢測(cè)人體攜帶的金屬物品，但它無(wú)法 應(yīng)對(duì)爆炸物、非金屬刀具、液體危險(xiǎn)品等非金屬類(lèi)物品和武器的威脅；"裸檢儀"人體安檢成 像設(shè)備基于X射線(xiàn)能穿透衣物、人體皮膚等多種物質(zhì)的性質(zhì)，也能有效地檢測(cè)人體攜帶的危 險(xiǎn)物品，但X射線(xiàn)帶來(lái)的健康問(wèn)題長(zhǎng)期受到爭(zhēng)議。據(jù)有關(guān)研究報(bào)道，X射線(xiàn)的電離福射能力可 W使生物細(xì)胞的生長(zhǎng)受到抑制、破壞甚至壞死。已有研究表明，在每年數(shù)W億計(jì)接受掃描 的乘客中，出現(xiàn)了少量由此引發(fā)的癌癥個(gè)案。基于上述原因，很多國(guó)家要求盡量不在公共場(chǎng) 合使用"裸檢儀"。因此，具備快速、安全、可靠、隱私保護(hù)等優(yōu)勢(shì)的毫米波人體掃描成像安檢 設(shè)備得到了廣泛的使用，在人員安檢方面發(fā)揮著不可替代的重要作用。
[0004] 暈米波成像機(jī)制分為被動(dòng)式暈米波成像和主動(dòng)式暈米波成像。被動(dòng)式暈米波成像 系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)為結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、實(shí)現(xiàn)成本低，缺點(diǎn)就是成像時(shí)間太長(zhǎng)、成像分辨率差。隨著毫米波 器件技術(shù)的發(fā)展及毫米波器件水平的提高，主動(dòng)式毫米波成像開(kāi)始受到越來(lái)越多的重視。 主動(dòng)式毫米波成像又分合成孔徑成像和全息成像兩種機(jī)制。毫米波全息成像的方法源于光 學(xué)全息原理，即利用電磁波的相干原理，首先發(fā)射機(jī)將高穩(wěn)定的毫米波信號(hào)發(fā)射到待測(cè)目 標(biāo)上，接收機(jī)接收目標(biāo)的回波信號(hào)并與高度相干的參考信號(hào)進(jìn)行相干處理，提取出回波信 號(hào)的幅度和相位信息，從而得到目標(biāo)點(diǎn)上的散射特性，最后再通過(guò)數(shù)據(jù)和圖像處理的方法 就可W得到場(chǎng)景中的目標(biāo)毫米波圖像。主動(dòng)式毫米波全息成像得到的毫米波圖像分辨率 高，再與機(jī)械掃描相配合可大大縮短成像時(shí)間，實(shí)現(xiàn)工程化，所W毫米波全息成像特別適合 毫米波近程主動(dòng)成像。
[0005] 綜上所述，現(xiàn)有安檢成像設(shè)備的缺點(diǎn)主要有:基于X射線(xiàn)的"裸檢儀"容易漏檢爆炸 物、非金屬刀具、液體危險(xiǎn)品等非金屬類(lèi)物品和武器，且對(duì)人體傷害大;被動(dòng)毫米波成像系 統(tǒng)成像速率慢，分辨率差。 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006] 本實(shí)用新型的目的是為解決目前X射線(xiàn)安檢成像設(shè)備漏檢概率高，對(duì)人體有附帶 損傷，被動(dòng)毫米波成像系統(tǒng)成像速率慢，分辨率差的技術(shù)問(wèn)題。
[0007] 為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種基于線(xiàn)性調(diào)頻的多人人體安檢設(shè) 備，包括包括掃描裝置、毫米波信號(hào)收發(fā)組件和圖像處理單元；
[0008] 所述掃描裝置包括若干檢測(cè)座椅、設(shè)于各所述檢測(cè)座椅上的若干導(dǎo)軌和電機(jī);各 所述導(dǎo)軌上設(shè)有一組所述毫米波信號(hào)收發(fā)組件，各所述毫米波信號(hào)收發(fā)組件由所述電機(jī)驅(qū) 動(dòng)而相對(duì)于待安檢人員運(yùn)動(dòng)；
[0009] 所述毫米波信號(hào)收發(fā)組件的輸出端連接所述圖像處理單元。
[0010] 進(jìn)一步地，還包括報(bào)警單元，所述圖像處理單元的輸出端連接所述報(bào)警單元。
[0011] 進(jìn)一步地，各所述毫米波信號(hào)收發(fā)組件包括若干毫米波信號(hào)發(fā)射單元和與其一一 對(duì)應(yīng)的若干毫米波信號(hào)接收單元;各所述毫米波信號(hào)發(fā)射單元包括毫米波信號(hào)發(fā)射模塊及 與其連接的發(fā)射天線(xiàn)，各所述毫米波信號(hào)接收單元包括毫米波信號(hào)接收模塊及與其連接的 接收天線(xiàn);各所述發(fā)射天線(xiàn)組成發(fā)射天線(xiàn)陣列，各所述接收天線(xiàn)組成接收天線(xiàn)陣列；
[0012] 各所述毫米波信號(hào)收發(fā)組件圍繞所述檢測(cè)座椅上的待安檢人員的身體輪廓，在所 述導(dǎo)軌上勻速運(yùn)動(dòng)。
[0013] 進(jìn)一步地，各所述毫米波信號(hào)收發(fā)組件包括64個(gè)所述毫米波信號(hào)發(fā)射單元，各所 述毫米波信號(hào)發(fā)射單元分別對(duì)應(yīng)一個(gè)所述毫米波信號(hào)接收單元。
[0014] 進(jìn)一步地，所述毫米波信號(hào)發(fā)射模塊包括第一獨(dú)立信號(hào)源、第一定向禪合器、第一 功率放大器和第一二倍頻器；
[0015] 所述第一獨(dú)立信號(hào)源輸出的信號(hào)送至所述第一定向禪合器的輸入端，第一定向禪 合器的直通輸出端連接所述第一功率放大器的輸入端，所述第一功率放大器的輸出端連接 所述第一二倍頻器的輸入端，所述第一二倍頻器的輸出端連接所述發(fā)射天線(xiàn)。
[0016] 進(jìn)一步地，所述毫米波信號(hào)接收模塊包括第二獨(dú)立信號(hào)源、第二定向禪合器、第一 混頻器、第二功率放大器、第二二倍頻器、第二混頻器、第Ξ功率放大器、第Ξ二倍頻器、第 Ξ混頻器及低噪聲放大器；
[0017] 所述第二獨(dú)立信號(hào)源輸出的信號(hào)送至所述第二定向禪合器的輸入端，第二定向禪 合器的直通輸出端連接所述第一混頻器的中頻輸入端，所述第一定向禪合器的禪合端連接 所述第一混頻器的射頻輸入端，第一混頻器的本振輸出端連接所述第二功率放大器的輸入 端，所述第二功率放大器的輸出端連接所述第二二倍頻器的輸入端，所述第二二倍頻器的 輸出端連接所述第二混頻器的本振輸入端，第二混頻器的射頻輸入端連接所述接收天線(xiàn)， 第二混頻器的中頻輸出端連接所述第Ξ混頻器的射頻輸入端；
[0018] 所述第二定向禪合器的禪合端連接所述第Ξ功率放大器的輸入端，所述第Ξ功率 放大器的輸出端連接所述第Ξ二倍頻器的輸入端，所述第Ξ二倍頻器的輸出端連接所述第 Ξ混頻器的本振輸入端，第Ξ混頻器的中頻輸出端連接所述低噪聲放大器的輸入端，低噪 聲放大器的輸出端連接所述圖像處理單元。
[0019] 進(jìn)一步地，所述第一獨(dú)立信號(hào)源是工作頻率在18.5G化-21.5G化的調(diào)頻信號(hào)源。
[0020] 進(jìn)一步地，還包括微控制器，所述第二獨(dú)立信號(hào)源和第一獨(dú)立信號(hào)源的供電裝置 的電源輸出端連接有單刀多擲開(kāi)關(guān)，所述微控制器用于控制所述單刀多擲開(kāi)關(guān)的通斷。
[0021] 進(jìn)一步地，所述第二獨(dú)立信號(hào)源是工作頻率在50MHz的點(diǎn)頻壓控振蕩源。
[0022] 進(jìn)一步地，所述圖像處理單元包括數(shù)據(jù)采集及處理模塊和圖像顯示單元。
[0023] 進(jìn)一步地，各所述檢測(cè)座椅中，與人體接觸的面上均設(shè)有所述導(dǎo)軌。
[0024] 本實(shí)用新型相對(duì)現(xiàn)有毫米波成像安檢儀具有W下突出的優(yōu)點(diǎn)：
[0025] (1)價(jià)格低廉:本實(shí)用新型利用驅(qū)動(dòng)電機(jī)使一維陣列天線(xiàn)達(dá)成面陣列的掃描效果， 極大地降低了成本。
[0026] (2)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于集成;本實(shí)用新型采用單刀多擲開(kāi)關(guān)控制通道工作的順序，采 用調(diào)頻信號(hào)源及毫米波器件進(jìn)行系統(tǒng)的搭建，大大降低了系統(tǒng)的復(fù)雜度，同時(shí)也提高了系 統(tǒng)的集成度。
[0027] (3)分辨率高:本實(shí)用新型中采用調(diào)頻連續(xù)波技術(shù)、超外差技術(shù)及全息成像技術(shù)， 提高了Ξ維圖像平面和深度的分辨率。
[0028] (4)單位時(shí)間內(nèi)檢測(cè)人數(shù)多：本實(shí)用新型采用主動(dòng)式毫米波成像，成像時(shí)間快，而 且本實(shí)用新型可一次性容納4人同時(shí)檢測(cè)，大大提高了單位時(shí)間內(nèi)檢測(cè)人數(shù)。
[0029] (5)對(duì)人體無(wú)福射危害:本實(shí)用新型利用毫米波成像，毫米波不像X射線(xiàn)會(huì)發(fā)出對(duì) 人體有害的電離福射，對(duì)被檢測(cè)人員來(lái)說(shuō)是健康、安全的。
【附圖說(shuō)明】
[0030] 圖1為本實(shí)用新型所述設(shè)備一個(gè)實(shí)施例的原理框圖；
[0031 ]圖2為本實(shí)用新型所述設(shè)備另一個(gè)實(shí)施例的原理框圖；
[0032] 圖3為本實(shí)用新型所述設(shè)備的單個(gè)檢測(cè)座椅的掃描裝置示意圖；
[0033] 圖4為多個(gè)檢測(cè)座椅進(jìn)行多人安檢的布局示意圖；
[0034] 圖5為超外差式毫米波信號(hào)收發(fā)單元原理圖；
[0035] 圖6為本實(shí)用新型采用的成像算法流程圖；
[0036] 圖7為本實(shí)用新型的成像原理圖。
[0037] 圖中：掃描裝置11;毫米波信號(hào)收發(fā)組件12;毫米波信號(hào)發(fā)射單元1201;毫米波信 號(hào)接收單元1202;發(fā)射天線(xiàn)陣列1203;接收天線(xiàn)陣列1204;圖像處理單元13;數(shù)據(jù)采集及處 理模塊1301;圖像顯示單元1302;報(bào)警單元14;
[0038] 檢測(cè)座椅20;導(dǎo)軌所在面201、202、203、204;導(dǎo)軌205、206、207、208;電機(jī)209;待安 檢人員210;
[0039] 檢測(cè)座椅 301、302、303、304、305;
[0040] 第一獨(dú)立信號(hào)源401;第一獨(dú)立信號(hào)源402;第一定向禪合器404;第二定向禪合器 405;第一混頻器406;第一功率放大器407;第二功率放大器408;第Ξ功率放大器409;第一 二倍頻器410;第二二倍頻器411;第Ξ二倍頻器412;第二混頻器413;第Ξ混頻器414;低噪 聲放大器415;發(fā)射天線(xiàn)416;接收天線(xiàn)417、601;待安檢人員602。
【具體實(shí)施方式】
[0041] 現(xiàn)在結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。運(yùn)些附圖均為簡(jiǎn)化的示意圖， 僅w示意方式說(shuō)明本實(shí)用新型的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本實(shí)用新型有關(guān)的構(gòu)成。
[0042] 如圖1所示的實(shí)施例，本實(shí)用新型的基于線(xiàn)性調(diào)頻的多人人體安檢設(shè)備，包括掃描 裝置11、毫米波信號(hào)收發(fā)組件12和圖像處理單元13。其中掃描裝置11包括多個(gè)檢測(cè)座椅，如 圖4所示的五個(gè)檢測(cè)座椅301、302、303、304、305。如圖3所示，在每個(gè)檢測(cè)座椅20的側(cè)面201 及分別與待安檢人員210的背部、臀部、腿部接觸的面202、203、204上設(shè)有導(dǎo)軌205、206、 207、208,每根導(dǎo)軌上安裝一組毫米波信號(hào)收發(fā)組件12,驅(qū)動(dòng)電機(jī)209用于驅(qū)動(dòng)毫米波信號(hào) 收發(fā)組件12沿導(dǎo)軌勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，使毫米波信號(hào)收發(fā)組件12能全面掃描人體。毫米波信號(hào) 收發(fā)組件12包括若干毫米波信號(hào)發(fā)射單元和與其一一對(duì)應(yīng)的毫米波信號(hào)接收單元，優(yōu)選 地，包括64個(gè)毫米波信號(hào)發(fā)射單元及對(duì)應(yīng)的64個(gè)毫米波信號(hào)接收單元。如圖1所示，每個(gè)毫 米波信號(hào)發(fā)射單元包括毫米波信號(hào)發(fā)射模塊1201和與其連接的發(fā)射天線(xiàn)，一個(gè)毫米波信 號(hào)收發(fā)組件12的所有發(fā)射天線(xiàn)構(gòu)成發(fā)射天線(xiàn)陣列1203;每個(gè)毫米波信號(hào)接收單元包括毫米 波信號(hào)接收模塊1202和與其連接的接收天線(xiàn)，一個(gè)毫米波信號(hào)收發(fā)組件12的所有接收天線(xiàn) 構(gòu)成接收天線(xiàn)陣列1204;圖像處理單元13包括數(shù)據(jù)采集及處理模塊1301和圖像顯示單元 1302。
[0043] 如圖5所示，為毫米波信號(hào)收發(fā)組件12中的一個(gè)收發(fā)單元的原理圖，此處收發(fā)單元 采用超外差式毫米波信號(hào)收發(fā)單元，其中毫米波信號(hào)發(fā)射單元包括第一獨(dú)立信號(hào)源401、第 一定向禪合器404、第一功率放大器407、第一二倍頻器410和發(fā)射天線(xiàn)416。第一獨(dú)立信號(hào)源 401可為工作頻率在18.5G化-21.5G化的調(diào)頻信號(hào)源，其輸出的信號(hào)送至第一定向禪合器 404的輸入端，第一定向禪合器404的直通輸出端連接第一功率放大器407的輸入端，第一功 率放大器407的輸出端連接第一二倍頻器410的輸入端，第一二倍頻器410的輸出端連接發(fā) 射天線(xiàn)416。
[0044] 毫米波信號(hào)接收單元包括第二獨(dú)立信號(hào)源402、第二定向禪合器405、第一混頻器 406、第二功率放大器408、第二二倍頻器411、第二混頻器413、第Ξ功率放大器409、第Ξ二 倍頻器412、第Ξ混頻器414、低噪聲放大器415及接收天線(xiàn)417;第二獨(dú)立信號(hào)源402可為工 作頻率在50MHz的點(diǎn)頻壓控振蕩源，其輸出的信號(hào)送至第二定向禪合器405的輸入端，第二 定向禪合器405的直通輸出端連接第一混頻器406的中頻輸入端，第一定向禪合器404的禪 合端連接第一混頻器406的射頻輸入端，第一混頻器406的本振輸出端連接第二功率放大器 408的輸入端，第二功率放大器408的輸出端連接第二二倍頻器411的輸入端，第二二倍頻器 411的輸出端連接第二混頻器413的本振輸入端，第二混頻器413的射頻輸入端連接接收天 線(xiàn)417,第二混頻器413的中頻輸出端連接第Ξ混頻器414的射頻輸入端;第二定向禪合器 405的禪合端連接第Ξ功率放大器409的輸入端，第Ξ功率放大器408的輸出端連接第Ξ二 倍頻器412的輸入端，第Ξ二倍頻器412的輸出端連接第Ξ混頻器414的本振輸入端，第Ξ混 頻器414的中頻輸出端連接低噪聲放大器415的輸入端，低噪聲放大器415的輸出端連接圖 像處理單元14。
[0045] 如圖2所示的實(shí)施例，與圖1實(shí)施例的區(qū)別在于，增加了報(bào)警單元14,報(bào)警單元14與 數(shù)據(jù)采集及處理模塊1301連接，當(dāng)經(jīng)數(shù)據(jù)采集及處理模塊1301處理得到的人體的Ξ維圖像 與預(yù)存的安全人體Ξ維圖像比對(duì)后不匹配時(shí)，則報(bào)警單元14發(fā)出警報(bào)。
[0046] 圖像處理單元13中的數(shù)據(jù)采集及處理模塊1301用于采集來(lái)自低噪聲放大器415的 回波信號(hào)，并通過(guò)傅里葉變換及逆變換得到待安檢人員人體210的Ξ維圖像，圖像顯示單元 1302用于顯示人體的Ξ維圖像。如圖6所示，為本實(shí)用新型采用的成像算法流程圖，首先，數(shù) 據(jù)采集及處理模塊1301對(duì)采集得到的信號(hào)首先進(jìn)行回波信息的采集(步驟501)，將其與空 間位置信號(hào)聯(lián)系在一起；然后，利用傅里葉變換對(duì)其進(jìn)行幾何特性的傅里葉變換（步驟 502);接著，化簡(jiǎn)變形后進(jìn)行傅里葉逆變換(步驟503);最終，得到目標(biāo)Ξ維像(步驟504)，結(jié) 合空間域位置信息進(jìn)行最終數(shù)據(jù)的獲取，還原出目標(biāo)Ξ維圖像。
[0047]優(yōu)選地，本實(shí)用新型的基于線(xiàn)性調(diào)頻的多人人體安檢設(shè)備，還包括微控制器（圖中 未示出），還在第二獨(dú)立信號(hào)源402和第一獨(dú)立信號(hào)源401的供電裝置（圖中未示出）的電源 輸出端連接有單刀多擲開(kāi)關(guān)（圖中未示出），微控制器用于控制單刀多擲開(kāi)關(guān)的通斷。運(yùn)樣， 各導(dǎo)軌上的毫米波信號(hào)收發(fā)組件中的每個(gè)毫米波信號(hào)收發(fā)單元均可在單刀多擲開(kāi)關(guān)的控 制下獨(dú)立工作，而不是所有毫米波信號(hào)收發(fā)單元同時(shí)工作，大大降低系統(tǒng)功耗。
[004引 W本實(shí)用新型所述設(shè)備的各毫米波信號(hào)收發(fā)組件12具有64個(gè)收發(fā)通道為例，采用 該設(shè)備進(jìn)行人員安檢時(shí)，多個(gè)待安檢人員210可同時(shí)坐在多個(gè)檢測(cè)座椅20上同時(shí)進(jìn)行安檢， 一般要經(jīng)過(guò)如下步驟：
[0049] 步驟1:電機(jī)209同時(shí)驅(qū)動(dòng)導(dǎo)軌205、206、207和208上的各組毫米波信號(hào)收發(fā)組件12 勻速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，對(duì)待安檢人員210前后進(jìn)行掃描檢測(cè)，各毫米波信號(hào)收發(fā)組件12中的64個(gè)發(fā) 射天線(xiàn)416構(gòu)成發(fā)射天線(xiàn)陣列1203,發(fā)射天線(xiàn)陣列1203發(fā)射毫米波到待安檢人員210的人體 上，對(duì)人體進(jìn)行全方位的毫米波掃描；
[0050] 步驟2:同時(shí)，由各毫米波信號(hào)收發(fā)組件12中的64個(gè)接收天線(xiàn)417構(gòu)成的接收天線(xiàn) 陣列1204接收由人體反射的帶有目標(biāo)信息的回波信號(hào)，回波信號(hào)經(jīng)所述毫米波信號(hào)收發(fā)組 件12中的毫米波信號(hào)接收模塊1202送至圖像處理單元13中的數(shù)據(jù)采集及處理模塊1301;優(yōu) 選地，通過(guò)微控制器（圖中未示出)控制第二獨(dú)立信號(hào)源402和第一獨(dú)立信號(hào)源401的供電裝 置（圖中未示出）電源輸出端的單刀多擲開(kāi)關(guān)（圖中未示出）順次逐個(gè)接通64個(gè)收發(fā)通道，即 先接通第一毫米波信號(hào)發(fā)射單元和對(duì)應(yīng)的第一毫米波信號(hào)接收單元組成的第一收發(fā)通道， 待第一收發(fā)通道收發(fā)任務(wù)完成后，關(guān)閉第一收發(fā)通道，然后接通第二毫米波信號(hào)發(fā)射單元 和對(duì)應(yīng)的第二毫米波信號(hào)接收單元組成的第二收發(fā)通道，W此類(lèi)推，直至第64個(gè)收發(fā)通道， 如此循環(huán)工作；
[0051] 步驟3:圖像處理單元13中的數(shù)據(jù)采集及處理模塊1301采集數(shù)據(jù)后，通過(guò)傅立葉變 換及逆變換還原出所述回波信號(hào)中的人體圖像信息；
[0052] 步驟4:通過(guò)將上述人體圖像信息與預(yù)存的標(biāo)準(zhǔn)的安全人體的Ξ維圖像進(jìn)行比對(duì)， 看是否匹配;若匹配，即人體圖像信息中不存在可疑區(qū)域時(shí)，則通過(guò)安檢;若不匹配，即人體 圖像信息中存在可疑區(qū)域時(shí)，報(bào)警單元中的報(bào)警器發(fā)出音響警報(bào);對(duì)待安檢人員10進(jìn)行人 工檢測(cè)，排除安全隱患。
[0053] 然后對(duì)下一批人進(jìn)行安檢，如此循環(huán)往復(fù)。
[0化4] 例如，第一獨(dú)立信號(hào)源401為工作頻率在18.5G化-21.5G化的調(diào)頻信號(hào)源，可表示 為：
[00 巧]
(:1)
[0056]其中Ai表示為初始幅值，A為信號(hào)源(401)的初始相位值，Β為調(diào)頻信號(hào)帶寬，Τ為調(diào) 頻周期。其輸出信號(hào)輸入第一定向禪合器404輸入端；第二獨(dú)立信號(hào)源402是工作頻率在 50MHz的連續(xù)波信號(hào)源，表示為：
[0057] S，-(z)二.4, cos(2兀+斯） (2)
[005引第二獨(dú)立信號(hào)源402是一個(gè)固定頻率的單頻率連續(xù)波信號(hào)源，其初始幅值和相位 分別為A2和</>2,頻率為f2。其輸出信號(hào)輸入第二定向禪合器405輸入端。第一定向禪合器404 是一個(gè)Ξ端口器件，其直通端連接第一功率放大器407，使本鏈路功率達(dá)到第一二倍頻器 410的安全輸入功率范圍，經(jīng)過(guò)第一二倍頻器410后本鏈路輸入頻率倍頻至37GHZ-43G化，最 終由一個(gè)發(fā)射天線(xiàn)416福射到空間中。此時(shí)的發(fā)射信號(hào)可W表示為：
[0059]
(3)
[0060] 第一混頻器406是一個(gè)Ξ端口器件，Ξ個(gè)端口分別為RF、L0、IF，其中IF端接第二定 向禪合器405的直通端，輸入50MHz的中頻信號(hào)，射頻RF端接第一定向禪合器404的禪合端， 輸入18.5GHZ-21.5GHz的調(diào)頻信號(hào)，本振L0端則輸出RF和IF的差頻信號(hào)輸入給第二功率放 大器408,使其信號(hào)功率放大到第二二倍頻器411的安全工作范圍內(nèi)。此時(shí)，第二二倍頻器 411輸出的信號(hào)為兩信號(hào)源混頻后再二倍頻的信號(hào)，表示為：
[0061 ]
(4)
[0062] 第二混頻器413是一個(gè)Ξ端口器件，Ξ個(gè)端口分別為RF、L0、IF，其中本振L0端接第 二二倍頻器411的輸出信號(hào)S(t)，射頻RF端輸入接收天線(xiàn)417接收的目標(biāo)反射的回波信號(hào)， 此時(shí)的回波信號(hào)可W表示為：
[006；3]
獄
[0064] 其中α為回波信號(hào)衰減系數(shù)，T = 2R/c為探測(cè)物體產(chǎn)生的回波延時(shí)，C為電磁波在空 間的傳播速度。
[0065] 第二混頻器413中頻IF端則輸出本振L0與射頻RF的超外差信號(hào)，此信號(hào)帶有一定 的空間目標(biāo)信息，可W表示為：
[0066]
(技）
[0067] 由（6)式可W看出兩個(gè)信號(hào)源的非相干性，為了得到相干信號(hào)，引入第Ξ混頻器 414。第Ξ混頻器414輸出帶有目標(biāo)相干信息的超外差信號(hào)，其射頻RF端輸入首次下變頻的 信號(hào)SiF( t )，本振L0端輸入由第二獨(dú)立信號(hào)源402經(jīng)過(guò)第二定向禪合器405禪合端、第Ξ功率 放大器409W及第Ξ二倍頻器412的lOOMHz連續(xù)波信號(hào)，即：
[006引 5,=.4:008(^./^+2^) (7)
[0069] 第Ξ混頻器414中頻IF端則輸出帶有目標(biāo)信息的第二次下變頻信號(hào)S'iF(t)，即：
[0070]
(8)
[0071] 從公式(8)可W看出采用該方法消除了非相干雙信號(hào)源引入的相位不同步。低噪 聲放大器415能夠使經(jīng)過(guò)兩次下變頻微弱的中頻信號(hào)進(jìn)行放大，提高輸出信號(hào)的信噪比、 探測(cè)靈敏度，其輸出信號(hào)送入數(shù)據(jù)采集及處理模塊1301。
[0072]如圖7所示，毫米波經(jīng)過(guò)待安檢人員602的（x，y，z)位置點(diǎn)處的散射后，位置為(X， Υ，Ζο)的接收天線(xiàn)601開(kāi)始接收散射后的寬帶回波信號(hào)，接收天線(xiàn)601把接收到的信號(hào)送入 毫米波電路和高度相干的本振信號(hào)進(jìn)行下變頻，再通過(guò)低噪聲放大器415。假設(shè)得到的信號(hào) 為Ε(Χ，Υ，ω )，其中ω是發(fā)射源的瞬時(shí)角頻率，Ε(Χ，Υ，ω )是關(guān)于ω的函數(shù)，它的表達(dá)式為：
[007引
（9)
[0074]其中，Ρ是天線(xiàn)與目標(biāo)點(diǎn)之間的距離，?為電磁波束，指數(shù)部分表示目標(biāo)散射的球 面波信號(hào)，對(duì)目標(biāo)Ξ維散射成像起重要作用。且： W 對(duì)
(10)
[0076] Ε(Χ，Υ，ω)為時(shí)域信號(hào)，它是對(duì)時(shí)間維信號(hào)E(X，Y，t)進(jìn)行傅里葉變換后的表達(dá)式， 即：
[0077] E(X,Y, 〇)=FT[E(X,Y,t)] (H)
[0078] 將式(10)代入式(9)，把式(9)的矢量運(yùn)算簡(jiǎn)化成標(biāo)量運(yùn)算，從物理意義上理解，可 W看成把一個(gè)球面波展開(kāi)，表示成平面波的疊加，得到：
[0088] 從式（16)中可W看出，只要得到各個(gè)頻率點(diǎn)的回波信號(hào)的電磁信息，就可W通過(guò) 一系列反演得到f(x，y，z)，最后得到成像目標(biāo)的Ξ維毫米波全息圖像。
[0089] W上述依據(jù)本實(shí)用新型的理想實(shí)施例為啟示，通過(guò)上述的說(shuō)明內(nèi)容，相關(guān)工作人 員完全可W在不偏離本項(xiàng)實(shí)用新型技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更W及修改。本項(xiàng)實(shí) 用新型的技術(shù)性范圍并不局限于說(shuō)明書(shū)上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來(lái)確定其技術(shù) 性范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 基于線(xiàn)性調(diào)頻的多人人體安檢設(shè)備，其特征在于，包括掃描裝置、毫米波信號(hào)收發(fā)組 件和圖像處理單元； 所述掃描裝置包括若干檢測(cè)座椅、設(shè)于各所述檢測(cè)座椅上的若干導(dǎo)軌和電機(jī);各所述 導(dǎo)軌上設(shè)有一組所述毫米波信號(hào)收發(fā)組件，各所述毫米波信號(hào)收發(fā)組件由所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)而 相對(duì)于待安檢人員運(yùn)動(dòng)； 所述毫米波信號(hào)收發(fā)組件的輸出端連接所述圖像處理單元。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于線(xiàn)性調(diào)頻的多人人體安檢設(shè)備，其特征在于，還包括報(bào)警 單元，所述圖像處理單元的輸出端連接所述報(bào)警單元。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于線(xiàn)性調(diào)頻的多人人體安檢設(shè)備，其特征在于，各所述 毫米波信號(hào)收發(fā)組件包括若干毫米波信號(hào)發(fā)射單元和與其一一對(duì)應(yīng)的若干毫米波信號(hào)接 收單元;各所述毫米波信號(hào)發(fā)射單元包括毫米波信號(hào)發(fā)射模塊及與其連接的發(fā)射天線(xiàn)，各 所述毫米波信號(hào)接收單元包括毫米波信號(hào)接收模塊及與其連接的接收天線(xiàn);各所述發(fā)射天 線(xiàn)組成發(fā)射天線(xiàn)陣列，各所述接收天線(xiàn)組成接收天線(xiàn)陣列； 各所述毫米波信號(hào)收發(fā)組件圍繞所述檢測(cè)座椅上的待安檢人員的身體輪廓，在所述導(dǎo) 軌上勻速運(yùn)動(dòng)。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于線(xiàn)性調(diào)頻的多人人體安檢設(shè)備，其特征在于，各所述毫米 波信號(hào)收發(fā)組件包括64個(gè)所述毫米波信號(hào)發(fā)射單元，各所述毫米波信號(hào)發(fā)射單元分別對(duì)應(yīng) 一個(gè)所述毫米波信號(hào)接收單元。5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于線(xiàn)性調(diào)頻的多人人體安檢設(shè)備，其特征在于，所述毫米波 信號(hào)發(fā)射模塊包括第一獨(dú)立信號(hào)源、第一定向耦合器、第一功率放大器和第一二倍頻器； 所述第一獨(dú)立信號(hào)源輸出的信號(hào)送至所述第一定向耦合器的輸入端，第一定向耦合 器的直通輸出端連接所述第一功率放大器的輸入端，所述第一功率放大器的輸出端連接所 述第一二倍頻器的輸入端，所述第一二倍頻器的輸出端連接所述發(fā)射天線(xiàn)。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于線(xiàn)性調(diào)頻的多人人體安檢設(shè)備，其特征在于，所述毫米波 信號(hào)接收模塊包括第二獨(dú)立信號(hào)源、第二定向耦合器、第一混頻器、第二功率放大器、第二 二倍頻器、第二混頻器、第三功率放大器、第三二倍頻器、第三混頻器及低噪聲放大器； 所述第二獨(dú)立信號(hào)源輸出的信號(hào)送至所述第二定向耦合器的輸入端，第二定向耦合器 的直通輸出端連接所述第一混頻器的中頻輸入端，所述第一定向耦合器的耦合端連接所述 第一混頻器的射頻輸入端，第一混頻器的本振輸出端連接所述第二功率放大器的輸入端， 所述第二功率放大器的輸出端連接所述第二二倍頻器的輸入端，所述第二二倍頻器的輸出 端連接所述第二混頻器的本振輸入端，第二混頻器的射頻輸入端連接所述接收天線(xiàn)，第二 混頻器的中頻輸出端連接所述第三混頻器的射頻輸入端； 所述第二定向耦合器的耦合端連接所述第三功率放大器的輸入端，所述第三功率放大 器的輸出端連接所述第三二倍頻器的輸入端，所述第三二倍頻器的輸出端連接所述第三混 頻器的本振輸入端，第三混頻器的中頻輸出端連接所述低噪聲放大器的輸入端，低噪聲放 大器的輸出端連接所述圖像處理單元。7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于線(xiàn)性調(diào)頻的多人人體安檢設(shè)備，其特征在于，所述第一獨(dú) 立信號(hào)源是工作頻率在18.5GHZ-21.5GHz的調(diào)頻信號(hào)源。8. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于線(xiàn)性調(diào)頻的多人人體安檢設(shè)備，其特征在于，還包括微控 制器，所述第二獨(dú)立信號(hào)源和第一獨(dú)立信號(hào)源的供電裝置的電源輸出端連接有單刀多擲開(kāi) 關(guān)，所述微控制器用于控制所述單刀多擲開(kāi)關(guān)的通斷。9. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于線(xiàn)性調(diào)頻的多人人體安檢設(shè)備，其特征在于，所述第二獨(dú) 立信號(hào)源是工作頻率在50MHz的點(diǎn)頻壓控振蕩源。10. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于線(xiàn)性調(diào)頻的多人人體安檢設(shè)備，其特征在于，所述圖像 處理單元包括數(shù)據(jù)采集及處理模塊和圖像顯示單元。11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于線(xiàn)性調(diào)頻的多人人體安檢設(shè)備，其特征在于，各所述檢 測(cè)座椅中，與人體接觸的面上均設(shè)有所述導(dǎo)軌。
【文檔編號(hào)】G01S13/88GK205450266SQ201521102971
【公開(kāi)日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2015年12月25日
【發(fā)明人】祁春超, 趙術(shù)開(kāi), 劉貝貝, 吳光勝, 丁慶, 黃雄偉, 劉俊成, 賈成艷, 張艷東, 劉艷麗
【申請(qǐng)人】深圳市太赫茲科技創(chuàng)新研究院, 深圳市華訊方舟科技有限公司