[发明专利]双圆弧形MIMO天线阵列及安检成像装置

说明书

本发明提供了一种双圆弧形MIMO天线阵列，包括：发射天线，在以目标物为圆心的第一圆弧上；接收天线，在以目标物为圆心的第二圆弧上，所述第一圆弧的第一半径与第二圆弧的第二半径不相等。现有技术的MIMO天线阵列一般存在近似误差，而在近场中的误差尤其大，使得MIMO阵列偏离设计指标，存在严重的旁栅伪影，影响成像质量。本发明通过将发射天线和接收天线设置在以目标物为圆心的两个圆弧上，消除了上述近似误差，保证了成像质量。此外，本发明还提供了一种安检成像装置，包括上述双圆弧形MIMO天线阵列，提高了安检效率，降低了成本。

技术领域

本发明涉及电磁波成像领域，尤其涉及一种双圆弧形MIMO天线阵列 及安检成像装置。

背景技术

在反恐形势日益严峻的今天，公共安全问题得到了政府及民众的重视， 安检系统已广泛应用于机场、火车站、体育馆、博物馆等公共场所，因此， 人们对安检系统的安检效率、成本及复杂程度提出了更高的要求。

多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output，MIMO)成像雷达是 一种利用收发天线单元的多重组合来实现以较少的天线数目生成图像的 雷达，具备数据获取速率快、成本及系统复杂程度低等特点，在人体安检 等领域具有显著优势。

主动式毫米波安检成像技术的原理是成像设备先向目标发射毫米波， 接着探测器接收目标反射的毫米波，最后利用获得的电磁波数据进行图像 重建。现有的主动式毫米波安检成像系统中，多采用单收单发天线或直线 形MIMO天线。由于需要满足奈奎斯特采样定律，成像系统的采样间隔一 般小于λ/2，随着采样频率的提高，单收单发模式需要大量的收发天线， 不仅提高了系统的成本和复杂度，而且过多的天线使得数据的采样时间增 长，不利于安检效率的提高。直线形MIMO天线阵列的设计是基于等效相 位中心原理，而在近场应用中该原理将会产生无法忽略的近似误差，导致 MIMO天线阵列重建的图像质量差，存在严重的旁栅伪影。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明的目的在于提供一种双圆弧形MIMO天线阵列及安检成像装 置，以解决上述的至少一项技术问题。

(二)技术方案

本发明的一方面，提供了一种双圆弧形MIMO天线阵列，包括：

发射天线，在以目标物为圆心的第一圆弧上；

接收天线，在以目标物为圆心的第二圆弧上，所述第一圆弧的第一半 径与第二圆弧的第二半径不相等。

在本发明的一些实施例中，所述双圆弧形MIMO天线阵列的等效天线 阵列包括多个天线单元，邻近的天线单元的间隔相等。

在本发明的一些实施例中，所述等效天线阵列的长度 L≥2Dtan[arcsin(λ/4δ)]，邻近的天线单元的间隔d＝λ/2，等效天线阵列 的圆弧半径天线单元数目N_E＝L/d，其中，λ为工作波长，δ为成 像的方位向分辨率，D为成像距离。

在本发明的一些实施例中，N_E、N_T和N_R还满足N_E＝N_TN_R，发射天 线的数目N_T＝N_{sub T}n_T，N_R＝N_{sub R}n_R，N_T为发射天线的数目，N_R为接收天 线的数目，N_{sub T}为发射天线子阵数目，N_{sub R}为接收天线子阵数目， n_T为子阵内发射天线数目，n_R为子阵内接收天线数目。