[发明专利]一种基于3mm波段的毫米波成像系统及其设备

说明书

一种基于3mm波段的毫米波成像系统及其设备，所述系统包括毫米波收发模块、AD采集模块、主控模块、显示模块和控制面板，所述设备包括天线阵列、天线阵子、主控制仓、电池仓、天线背框、显示区、控制面板。本发明通过优化结构布局、减小关键毫米波元件的尺寸等方面，实现了设备的小型化和便携化。

技术领域

本发明属于毫米波成像技术领域，具体涉及一种基于3mm波段的毫米波成像系统及其设备。

背景技术

毫米波是一种波长为1～10毫米的电磁波，其具有较好的穿透性、反射性及较高的空间分辨率。毫米波能轻易地穿透织物、非金属纸盒、各类箱包等，对由铁、钢、铝合金等金属材料制成的刀具、匕首、铁棍、雨伞杆等具有较强的反射性，且很容易被液体吸收。因此，毫米波成像技术被广泛应用于人员安检、飞机着陆导航等领域。

随着毫米波成像技术的发展，市场出现了利用大型毫米波元器件阵列对目标物体进行扫描成像的设备或者系统。第一种是采用大规模检波接收阵列，在较大面积上均匀布满接收模块，这样成像分辨率较高，但由于成像像素点较多，运算分析量较大，因而成像速度较慢；第二种是采用较小规模的检波接收线性阵列，辅以机械转动机构，利用空间换时间，实现利用比第一种方法少得多的接受检波器数量实现成像速度。但是这两种成像装置都存在成像速度慢，运算量巨大，功耗大，体积大，不易做成便携形式。

为此，期望寻求一种技术方案，以解决上述问题。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，本发明提供了一种基于3mm波段的毫米波成像系统及其设备，通过优化结构布局、减小关键毫米波元件的尺寸等方面，实现了设备的小型化和便携化。

本发明的基于3mm波段的毫米波成像系统是通过如下技术方案实现的：

一种基于3mm波段的毫米波成像系统，包括毫米波收发模块、AD采集模块、主控模块、显示模块和控制面板，所述毫米波收发模块的输出端与AD采集模块输入端相连接，所述AD采集模块的输出端与主控模块的输入端相连接，所述主控模块的输出端与显示模块的输入端相连接，所述控制面板与毫米波收发模块的FPGA倍频信号源相连接，用于下发启动成像指令给FPGA信号源，所述控制面板还与主控模块相连接，用于下发数据读取指令给主控模块，进而读取高速缓冲存储器中缓存的数据。

进一步的，所述毫米波收发模块包括FGPA倍频信号源、发射信号放大滤波单元、双工器、上行耦合器、下行耦合器、微带天线阵列、接收信号放大滤波单元、晶振、多级混频电路，所述双工器包括输入端口、输出端口和双向端口，所述FGPA倍频信号源的输出端与发射信号放大滤波单元的输入端相连，所述发射信号放大滤波单元的输出端与双工器的输入端口相连，所述双工器的双向端口与上行耦合器模块输入端相连，所述上行耦合器的输出端与微带天线阵列的输入端相连，所述微带天线阵列的输出端与下行耦合器的输入端连接，所述下行耦合器的输出端与双工器的双向端口连接，所述双工器的输出端口与接收信号放大滤波单元的输入端相连，所述接收信号放大滤波单元的输出端与多级混频电路中的第一混频器输入端相连，所述晶振的输出端也与多级混频电路中的第一混频器输入端相连。

进一步的，所述AD采样模块包括高速AD和高速缓冲存储器，所述高速AD的输入端与第三混频器的输出端相连，所述高速AD的输出端与高速缓冲存储器的输入端相连，所述高速缓冲存储器的输出端与主控模块的输入端相连。

进一步的，所述主控模块主要包括主控芯片、主控芯片电压管理芯片、接口芯片，所述主控芯片主要运行图像输出算法程序，所述图像处理算法程序主要对所述AD采样模块采样的数据进行处理，所述主控芯片电压管理芯片主要输出主控芯片的工作电压，保证所述主控芯片正常工作；所述接口芯片主要包括所述AD高速采样接口，用于接收AD高速采样的数据，包括显示驱动接口，用与驱动显示模块成像。