[发明专利]一种微波成像装置

说明书

本发明公开了一种微波成像装置，包括发射源、引导腔和透射屏。发射源从系统前端发射电磁波，并且接收反射回来的电磁波；透射屏由透射单元组成，单个透射单元包含一个发射天线、接收天线、开关和隔离电阻，发射天线构成透射屏发射面，接收天线构成透射屏接收面，电控开关用于控制透射单元的通断状态，决定电磁波向外辐射或者被隔离电阻吸收。引导腔连接发射源与透射屏，使之处于一个密闭空间中。本发明利用透射屏等效雷达阵列，大大降低了硬件成本与数据收集难度，同时又保留了电控扫描的方式，保证了极高的扫描速度。

技术领域

本发明涉及一种空间成像技术领域，特别是涉及一种微波成像装置。

背景技术

现有的主要安检方式是人工检查、金属检测仪器以及X光安检机。利用金属探测仪的人工检查方式存在效率低下的问题，而X光由于电离特性，对人体有着一定程度的伤害。毫米波安检技术具有穿透能力强、对人体辐射小且分辨率高等先天优势，成为现代人体安检的重要手段。毫米波成像技术，是一种新的有效的人体安检方案，且具有广阔的应用前景与商业价值。

目前用于近场毫米波成像的主要为主动成像与被动成像技术。主动成像方法主要为全息成像技术，为了满足其空间采样率以及雷达口径的要求，目前常用方案主要有机械合成孔径方案，即将多个雷达呈一维排列，电机驱动雷达阵列沿垂直方向做直线运动或圆周运动，例如门式毫米波安检仪以及圆柱式毫米波安检仪。其缺点在于机械传动的使用导致检测效率降低，平均单次扫描耗时过长；且机械机构的运动精度以及抖动会带来空间采样的误差，在高频段时尤其明显；其次机械传动结构会带来使用寿命以及维护的各种问题，设备灵活度很低，搬运难度大；最后，哪怕采用机械机构，一维雷达阵的造价仍然非常高昂，而且需要多个数据通道传输各个雷达的数据，这也是目前毫米波安检设备成本居高不下，没有大面积普及的原因。第二种常用方案是平铺式雷达阵列方案，即在一维雷达阵列的基础上，在垂直方向继续平铺雷达单元，直到整个扫描平面被雷达覆盖，此方案是电控扫描因此扫描速度最快，完全可以达到高人流量使用需求，但是二维平面平铺雷达单元，会导致硬件成本几何倍数的增加，以及数据采集难度的几何倍数增加，无法进行大面积推广。

发明内容

本发明目的是针对现有技术中存在的硬件成本高、采样效率低、设备灵活度低，无法进行大面积商业应用的问题，提供一种结构简单、易于批量生产制作的微波成像装置，能在最大限度降低硬件成本的同时保留最高的采样速度，即电扫速度。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

本发明提供一种微波成像装置，包括：发射源、引导腔体和透射屏；

所述发射源用于主动发射电磁波，以及接收反射回来的电磁波，以及根据回波信号进行图像重构；

所述透射屏包括若干基本透射单元；所述基本透射单元包括单个屏发射天线、单个屏接收天线、单个电控开关和单个隔离电阻；所述屏接收天线依次连接电控开关和隔离电阻；透射屏的接收面正对发射源，透射屏的发射面正对待测物体；

所述引导腔用于连接发射源和透射屏，使发射源和透射屏中间的电磁波通路处于密封环境。

进一步的，所述发射源至少包含一个源发射天线、一个源接收天线和一个射频处理系统；

所述源发射天线用于发射电磁波；

所述源接收天线用于接收反射回来的电磁波；

所述射频处理系统用于对接收到的回波信号进行修正处理，得到最终的回波数据，以及，基于回波数据进行图像重建。

进一步的，

根据发射源到各基本透射单元的距离计算相位因子：

根据相位因子结合接收到的回波信号得到修正后的回波信号：