[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、人体安检设备以及人体安检方法。稀疏多发多收阵列布置包括两组发射天线和一组接收天线；两组发射发射天线包括第一和第二组发射天线，它们分别包括沿第一方向排列的多个发射天线；一组接收天线包括也沿第一方向排列的多个接收天线且与第一和第二组发射天线共面，其在垂直于第一方向的第二方向上位于第一和第二组发射天线的中部。

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.1-3com.com/products/advanced imagingtech.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

根据本公开的一方面，提供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，包括用于发射波长为毫米量级的毫米波的两组发射天线和用于接收由两组发射天线发射的被人体反射的波长为毫米量级的毫米波的一组接收天线；其中，两组发射发射天线包括第一组发射天线和第二组发射天线，第一组发射天线和第二组发射天线分别包括沿第一方向排列的多个发射天线；一组接收天线包括沿第一方向排列的多个接收天线，从而其排列方向与第一组发射天线的排列方向和第二组发射天线的排列方向平行；一组接收天线与第一组发射天线和第二组发射天线位于同一平面中，其在垂直于第一方向的第二方向上位于第一组发射天线和第二组发射天线的中部，从而第一组发射天线和一组接收天线之间的在第二方向上的间隔等于第二组发射天线和一组接收天线之间的在第二方向上的间隔。