[发明专利]毫米波扫描成像系统

说明书

技术领域

本发明涉及通过使用波长在毫米范围中的电磁波用于生成物体图像的毫米波扫描成像系统。

背景技术

在DE102009047300A1中公开了使用电磁RF辐射的食物扫描设备。其具有用于生成RF辐射并且将该辐射引导到食物物品的源。反射的辐射被接收器接收并分析，以获取关于食物的成分的信息。

在US2002/0044276A1公开了使用毫米波的扫描成像系统。这里，扫描反射器被用来扫过周期扫描模式，以将毫米波能量从目标物体重新引导到检测器。

发明内容

本发明待解决的问题是提供用于连续扫描物体的毫米波扫描器。进一步的目的是实现具有低失真的高分辨率扫描。此外，一个目的是提供相对简单、有成本效益的和免维护的扫描器。本发明的另一目的是提供旋转扫描部分，该部分以恒定的且独立于扫描角度的偏振来传递和接收电磁波。

在独立权利要求中描述了该问题的解决方案。而从属权利要求涉及本发明的进一步改进。

在第一个实施例中，扫描成像系统使用电磁波，优选地使用射频能量(或信号)，来扫描物体。优选地，电磁波的波长在毫米范围内。优选的频率范围是在30GHz和300GHz之间。本文公开的实施例还可以用于厘米波(3GHz到30GHz)或者亚毫米波(300GHz到3THz)。光也可以用于扫描。

待扫描的物体优选为通过运送装置在第一方向上移动或者运送，所述运送装置优选为输送带。可以使用其他运送装置，如小车或滑块。这里，输送带是优选的，因为其以预定和恒定的速度提供该物体的运送，并且其具有恒定的物体吞吐量。至少一个用于发射和/或接收电磁波的天线在第二方向上移动，该第二方向相对于第一方向大约成直角。移动也可以在曲线轨迹上进行。优选具有独立的第一发射天线和第二接收天线。也可以具有多个发射天线和/或接收天线。此外，优选地在天线之间具有间隙，物体可以移动通过该间隙。这允许物体的传送测量。在备选实施例中，两根天线可以布置在物体的一侧，以允许反射测量。可替代地，可以有用于发射和接收信号的公共天线。为了获得发射和接收天线的连续移动，天线优选被布置在旋转体上。该旋转体优选为盘形。其可以是保持天线中的至少一个的盘。其可以保持和/或支撑如位置传感器或平衡配重的其他部件。如果有两个旋转体，旋转体进一步优选地同步旋转，并且将发射天线和接收天线保持彼此相对。旋转体可以由皮带或齿轮驱动。如果旋转体具有流体支承件，其进一步优选地为空气支承件或者液体支承件，或者可替代地为磁性支承件。这样无摩擦的支承件允许相对高的旋转速度，从而允许高的扫描速度。

发射天线被连接到发射器系统，而接收天线被连接到接收器系统。发射器系统传递RF能量，而接收器系统接收该能量并且生成待在图像处理单元中使用以生成图像的信号。优选地，图像处理单元评估被接收天线接收的信号的幅值和/或相位，并且最优选地将其与被发射天线发射的信号作比较。此外，可以评估偏振的变化。优选地，发射器系统和/或接收器系统是静止的且不旋转，因为这减少旋转的质量并且因此增加旋转速度和扫描速度。为了将RF能量(或者本文也指电磁波或者信号)从发射器系统传输到发射天线，第一波导系统被提供。该第一波导系统具有至少第一旋转接头，以在静止部分和旋转部分之间耦合。优选有用于将电磁波从接收天线耦合到接收器的第二波导系统。还优选地，该波导系统具有第二旋转接头，以在旋转和静止部分之间耦合电磁波。

发射和接收天线用弧形的移动从一侧到另一侧跨过输送带。优选地，该移动在输送带的中心处具有垂直于输送带的移动方向的切线。一般而言，该弧形的移动大致代表垂直于(或者成直角)输送带的移动方向的移动。