[发明专利]用于主动式毫米波安检成像的多发多收天线阵列布置、人体安检设备和方法

说明书

本公开的实施例公开了一种用于主动式毫米波安检成像的稀疏多发多收阵列布置，包括多个发射天线和多个接收天线；多个发射天线和多个接收天线被设置成沿第一方向排列的两组天线；两组天线被划分为沿第一方向排列的多个芯片，每个芯片包括沿第一方向在第一行排列的N1个发射天线，和沿第一方向在第二行排列N2个接收天线，且N1个发射天线和N2个接收天线沿与第一方向垂直的第二方向间隔开，其中N1和N2为大于等于2的正整数，且N1＜N2。在两组天线中的每一组天线中，N1个发射天线的组合和N2个接收天线的组合沿第一方向交替排列，使得在每组天线中，N1个发射天线位于两个N2个接收天线的组合之间。

技术领域

本公开的实施例涉及人体安检领域，特别涉及用于毫米波安检成像的多发多收天线阵列布置，包括该多发多收天线阵列布置的人体安检设备和使用该设备执行的人体安检方法。

背景技术

目前，国内外对公众人体成像安检的主要有以下两种方式。

第一种人体成像安检技术是基于被动式毫米波太赫兹人体成像技术【L.Yujiri.“Passive millimeter wave imaing”,IEEE MII-S Int.Microw.Sym.Dig,pp.98-101,2006】。这种方式最大的优点是检测目标自身的毫米波太赫兹波辐射实现成像，无主动辐射，但是其最大的缺点是成像质量差，易受环境的影响。

第二种人体成像安检技术是基于主动式毫米波太赫兹人体成像技术。该技术工作原理是设备首先向人体辐射毫米波，然后通过探测器接收经过人体或可疑物散射后的毫米波，通过重建算法对人体进行成像。其典型代表是L3公司的Provision产品【SecurityDetection Systems,“Advanced personnel screening,”2016,[Online].

Available:http://www.sds.l-3com.com/products/advancedimagingtech.htm】。

目前一般采用一维单发单收或者准单发单收线阵列合成孔径成像原理。利用快速开关切换的天线阵列技术，按照收发天线是否一体可分为图 1、图2所示两种形式，其基本原理相同，在成像需要孔径长度上按照半波长间距原则，等间隔布置实际的收发天线单元，收发天线后端通过高速开关与收发设备相连，第一组收发天线通过开关与收发设备组合完成一次数据采集，开关切换，控制第二组收发天线通过开关与收发设备组合，再完成一次数据采集，依次控制开关从通道1切换到通道N，可以完成N组数据采集，获取成像所需N个等效单元的数据信息。

收发一体(收发分置/准单站)天线一维阵列成像方式缺点是需要数量庞大的天线资源，为了实现N个等效单元的采样，收发一体天线阵列需要 N个天线单元，收发分置天线阵列需要2N个天线单元，收发天线利用率很低；另外，由于天线阵列实现需要天线单元数较多，且天线单元间距需要满足半波长间距要求，当工作频率较低时，物理实现难度不大，但随着工作频率的提高，实现难度将逐步增加。

为了解决上述问题，文献【IEEE TRANSACTIONS ON GEOSCIENCE AND REMOTESENSING,VOL.49,NO.10,OCTOBER 2011】提出了稀疏分布多输入多输出的天线布局方式，如图3所示。这种天线布局方式虽然可以降低天线的数目，但是由于等效相位中心与收发天线距离较大，只能采用后向投影算法，而后向投影算法计算速度慢，图像重建时间长。

发明内容