[发明专利]混合式毫米波成像系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及成像系统领域，更具体地说，涉及一种用于诸如检测隐藏武器和物品之类的应用的混合式毫米波成像系统。

背景技术

无源模式成像在理论上允许隐蔽的照相机式的成像。但是，通常黑体辐射水平在电磁频谱（即，0.1到0.3THz）的相关区域中很低。这导致图像的信噪比很差。此外，由于现代恐怖威胁可能源自辐照水平与人体辐照水平非常类似的材料，所以测量的辐照差异可能太小。

有源模式成像有效地处理了黑体辐射问题并且还提供了诸如3D图像（由于可提供距离信息）之类的额外优点。代价是较高的系统复杂性和图像分析算法。有源扫描通常所需的部件的较高价格迫使使用机械扫描系统，其主要缺点是较长的扫描时间（与视频帧速率不一致）和增加的机械复杂性。此外，公众可能不欢迎持续照射被成像的主体。

发明内容

因此，根据本发明，提供了一种成像系统，包括：无源模式成像器，其可操作以执行第一无源扫描；以及有源模式成像器，其可操作以在所述第一无源扫描之后执行第二有源扫描。

根据本发明，还提供了一种成像系统，包括：无源模式成像器，其可操作以执行初始无源扫描，所述无源模式成像器包括用于提供初始检测能力的无源像素的阵列；以及有源模式成像器，其可操作以在所述初始无源扫描之后执行后续有源扫描，所述有源模式成像器包括有源像素的阵列以及一个或多个能够对所述初始无源扫描的感兴趣区域执行3D放大成像的发射器。

根据本发明，还提供了一种成像系统，包括：毫米波无源模式成像器，其可操作以执行初始无源扫描，所述无源模式成像器包括用于提供初始检测能力的无源像素的阵列；以及毫米波有源模式成像器，其可操作以根据所述初始无源扫描的结果执行有源扫描，所述有源模式成像器包括一个或多个毫米波发射器以及能够对所述初始无源扫描的感兴趣区域执行3D放大成像的可倾斜有源接收阵列。

根据本发明，还提供了一种成像方法，所述方法包括：提供毫米波无源成像器；提供毫米波有源成像器；以及组合所述无源成像器与所述有源成像器，由此所述无源成像器可操作以执行初始无源扫描，所述无源模式成像器包括用于提供初始检测能力的无源像素的阵列，以及由此所述有源成像器可操作以根据所述初始无源扫描的结果执行有源扫描，所述有源模式成像器包括一个或多个毫米波发射器以及能够对所述初始无源扫描的感兴趣区域执行3D放大扫描的可倾斜有源接收阵列。

附图说明

在此仅通过实例的方式参考附图说明本发明，这些附图是：

图1A是示出本发明的成像系统的一个实例实施例的正视图的示意图；

图1B是示出本发明的成像系统的一个实例实施例的侧视图的示意图；

图2是示出本发明的成像系统的一个备选实施例的示意图；

图3是示出本发明的成像系统的实例接收器组件的示意图；

图4是示出实例芯片的方块图，包括本发明的成像系统的多个（N个）类型A接收器以及控制、数字化和存储器功能；

图5是更详细示出本发明的成像系统的类型A接收器结构的方块图；

图6是示出本发明的成像系统的第一实例发射器的方块图；

图7是示出本发明的成像系统的第二实例发射器的方块图；

图8是示出实例芯片的方块图，包括本发明的成像系统的多个（N个）类型B接收器以及控制、数字化和存储器功能；

图9是更详细示出本发明的成像系统的类型B接收器结构的方块图；以及

图10是示出本发明的成像系统的实例系统结构的方块图。

具体实施方式

本发明提供了一种提高检测概率并降低误报率的混合式毫米波成像系统。所述系统借助一个大型功率传感器阵列构建环境的初始粗糙图像。在肯定的检测时，使用由该功率传感器（像素）阵列以及位于该大型阵列中心的小型矢量像素阵列（有利于振幅和相位传感）两者检测的相干微波辐射照射现场。使用新信息（有利于对选定区域进行3D可视化）增强初始图像（促进分段），从而提高检测概率并降低误报率。

本发明通过在成像器视场中检测从物体辐射或反射的毫米波辐射来提供可视化能力。照射到物体上的辐射是非电离辐射。此外，毫米波辐射的波长属于这样的电磁频谱部分：一方面，其足够长以便穿透雾、衣物和包装物；另一方面，其足够短以便即使通过相对小的辐射孔径也会产生高分辨率成像，这在空间受限的应用中很有利。这些方面使得此部分电磁频谱中的成像适合于用于例如保安、监视和导航系统。