应用于毫米波成像系统的电扫阵列天线装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种应用于毫米波成像系统的电扫阵列天线装置，包括输出波长可调的光信号的可调光源、电光调制模块、光耦合器、用于对各路已调制信号进行不同时长的光延时，并根据所述光信号的波长相应的改变所述光延时的时长，得到不同相位的已调制信号的延时模块、光探测器和阵列天线；将毫米波加载到波长可调的光信号上，得到已调制信号，将该已调制信号分成多路信号，对每路信号进行不同时长的延时，进行解调之后得到不同相位的毫米波信号并同时发射出去对被测对象进行扫描；该方案能够对被测对象进行快速扫描，无需被测对象相对于毫米波阵列天线移动来实现全面扫描，结构简单，使用方便。

Electric scanning array antenna device applied to millimeter wave imaging system

Sweep array antenna of the invention relates to a device used in millimeter wave imaging systems, including the output wavelength tunable optical signal tunable light source, electro-optic modulation module, optical coupler, for each modulated signal light delay time, and according to the optical signal wavelength change the optical delay time, different phase has a time delay module, modulation signal light detector and antenna array; optical signal will be loaded into the millimeter wave wavelength tunable, get modulated signal, the modulated signal into multiple signals at the same time, not long delay of each signal, mm wave signals are demodulated after different phase and transmitted simultaneously to scan the object to be measured; this scheme can quickly scan the object to be tested without the object to be measured relative to the millimeter wave Array antenna to achieve full scan, simple structure, easy to use.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及毫米波成像领域，特别是涉及一种应用于毫米波成像系统的电扫阵列天线装置。
技术介绍
毫米波具有精度高、对目标的形状结构敏感、对金属目标和背景环境的区别能力强、能够穿透等离子体等特征，使得通过毫米波获得的图像分辨率高，对目标的识别与探测能力强，正是这些独特的性质赋予了毫米波技术的广泛应用前景，尤其是在无损检测和安检领域。目前，在基于毫米波成像的安检领域，主要通过固定设置的毫米波阵列天线实现被测对象的检测，被测对象在输送设备的带动下经过该毫米波阵列的扫描区域实现全面扫描，进而对被测对象进行检测，该安检系统的毫米波阵列天线集成了数量较多的收发天线，结构复杂，成本高，且扫描速度慢，使用不灵活。
技术实现思路
基于此，有必要提供一种应用于毫米波成像系统的电扫阵列天线装置，能够对被测对象进行快速扫描，无需被测对象相对于毫米波阵列天线移动来实现全面扫描，结构简单，使用方便。一种应用于毫米波成像系统的电扫阵列天线装置，其特征在于，包括：可调光源，用于输出波长可调的光信号；电光调制模块，用于将毫米波信号调制到所述光信号上得到已调制信号；光耦合器，用于将所述已调制信号分成多路信号；延时模块，用于对各路已调制信号进行不同时长的光延时，并根据所述光信号的波长相应的改变所述光延时的时长，得到不同相位的已调制信号；光探测器，用于将所述不同相位的已调制信号进行解调，得到不同相位的毫米波信号；阵列天线，用于将所述不同相位的毫米波信号发射出去。在其中一个实施例中，所述延时模块包括多根光纤，每根光纤的输入端分别连接所述光耦合器的一输出端，每根光纤的输出端分别连接一所述光探测器，各光纤的长度相同，每根光纤包括色散光纤和单模光纤，各光纤中所述色散光纤的长度依次增加或减少，长度差固定。在其中一个实施例中，还包括连接所述可调光源的可编程逻辑模块，用于根据所述阵列天线发射的波束的扫描角度调节所述可调光源的波长。在其中一个实施例中，还包括毫米波信号源，与所述电光调制模块连接，用于输出所述毫米波信号至所述电光调制模块。在其中一个实施例中，还包括掺铒光纤放大器，输入端连接所述可调光源，输出端连接所述电光调制模块，用于对所述光信号进行放大处理。在其中一个实施例中，还包括低噪声放大器，输入端连接所述毫米波信号源，输出端连接所述电光调制模块，用于对所述毫米波信号进行去噪和放大处理。在其中一个实施例中，还包括若干个功率放大器，每个功率放大器的输入端分别连接一所述光探测器，输出端分别连接所述阵列天线中的一个天线。在其中一个实施例中，所述阵列天线为线性阵列天线或平面阵列天线，分别用于实现对被测对象的一维扫描或二维扫描。上述应用于毫米波成像系统的电扫阵列天线装置，包括输出波长可调的光信号的可调光源、电光调制模块、光耦合器、用于对各路已调制信号进行不同时长的光延时，并根据所述光信号的波长相应的改变所述光延时的时长，得到不同相位的已调制信号的延时模块、光探测器和阵列天线；将毫米波加载到波长可调的光信号上，得到已调制信号，将该已调制信号分成多路信号，对每路信号进行不同时长的延时，进行解调之后得到不同相位的毫米波信号并同时发射出去对被测对象进行扫描；该方案能够对被测对象进行快速扫描，无需被测对象相对于毫米波阵列天线移动来实现全面扫描，结构简单，使用方便。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他实施例的附图。图1是一实施例中应用于毫米波成像系统的电扫阵列天线装置的结构图；图2是一实施例中多根光纤的结构示意图；图3是一实施例中阵列天线的各天线发出的波束示意图；图4是一实施例中利用本专利技术应用于毫米波成像系统的电扫阵列天线装置对人体进行扫描的示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。参见图1，图1是一实施例中应用于毫米波成像系统的电扫阵列天线装置30的结构图。在本实施例中，该应用于毫米波成像系统的电扫阵列天线装置30，包括可调光源10、电光调制模块11、光耦合器12、延时模块13、光探测器14和阵列天线15。可调光源10用于输出波长可调的光信号。电光调制模块11用于将毫米波信号调制到所述光信号上得到已调制信号。光耦合器12用于将所述已调制信号分成多路信号。将加载了毫米波信号的光信号，即该已调制信号按照功率平均分成多路信号。延时模块13用于对各路已调制信号进行不同时长的光延时，并根据所述光信号的波长相应的改变所述光延时的时长，得到不同相位的已调制信号。参见图2，该延时模块13包括多根光纤，每根光纤的输入端分别连接所述光耦合器12的一输出端，每根光纤的输出端分别连接一所述光探测器14，各光纤的长度相同，每根光纤包括色散光纤和单模光纤，相邻光纤中所述色散光纤的长度差固定。由于每根光纤中色散光纤的长度不一样，每路已调制信号经过该光纤的传输后产生不同的延时，且各光纤中所述色散光纤的长度依次增加或减少，长度差固定，各光纤中色散光纤的长度呈等差数列，使得每路已调制信号经过该光纤的传输后产生的延时时长也呈等差数列，相应的其相位变化也呈等差数列。光探测器14用于将所述不同相位的已调制信号进行解调，得到不同相位的毫米波信号。将上述各路经过光纤延时后的已调制信号进行解调，提取出毫米波信号，此时的毫米波信号相位发生了相应的变化，其相位变化也呈现等差数列。阵列天线15用于将所述不同相位的毫米波信号发射出去。将上述相位呈现等差数列的各路毫米波信号同时通过该阵列天线15发射出去，由于这些毫米波信号频率相同，相位呈等差数列，使得阵列天线15发出的波束方向相对于阵列天线15的法线方向发生了偏移。在其中一个实施例中，所述阵列天线15为线性阵列天线或平面阵列天线，分别用于实现对被测对象的一维扫描或二维扫描。即线性扫描或平面扫描。参见图3，图3是一实施例中阵列天线的各天线发出的波束示意图。以线性阵列天线为例，黑色实线表示该线性阵列天线中各天线的波束方向，黑色虚线表示各天线发出的波束的等相位线，d为相邻天线的间距，θ表示各天线的波束方向偏离阵列天线所在平面的法线的角度，Rn表示各天线与该等相位线之间的波程，将该线性阵列天线中的各天线按照其位置顺序依次编号为1，2…M…N-1，N，以编号为M的天线M和编号为N的天线N为例，天线M与该等相位线之间的波程，与天线N与该等相位线之间的波程之差满足：ΔRn＝(N-M)d×sinθ (1)若不对该线性阵列天线中的各天线发射的毫米波信号进行延时，各天线发射的波束的等相位线垂直于线性阵列天线的法线，与该线性阵列天线所在的平面平行。当对各天线发射的毫米波信号进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应用于毫米波成像系统的电扫阵列天线装置，其特征在于，包括：可调光源，用于输出波长可调的光信号；电光调制模块，用于将毫米波信号调制到所述光信号上得到已调制信号；光耦合器，用于将所述已调制信号分成多路信号；延时模块，用于对各路已调制信号进行不同时长的光延时，并根据所述光信号的波长相应的改变所述光延时的时长，得到不同相位的已调制信号；光探测器，用于将所述不同相位的已调制信号进行解调，得到不同相位的毫米波信号；阵列天线，用于将所述不同相位的毫米波信号发射出去。

【技术特征摘要】
1.一种应用于毫米波成像系统的电扫阵列天线装置，其特征在于，包括：可调光源，用于输出波长可调的光信号；电光调制模块，用于将毫米波信号调制到所述光信号上得到已调制信号；光耦合器，用于将所述已调制信号分成多路信号；延时模块，用于对各路已调制信号进行不同时长的光延时，并根据所述光信号的波长相应的改变所述光延时的时长，得到不同相位的已调制信号；光探测器，用于将所述不同相位的已调制信号进行解调，得到不同相位的毫米波信号；阵列天线，用于将所述不同相位的毫米波信号发射出去。2.根据权利要求1所述的电扫阵列天线装置，其特征在于，所述延时模块包括多根光纤，每根光纤的输入端分别连接所述光耦合器的一输出端，每根光纤的输出端分别连接一所述光探测器，各光纤的长度相同，每根光纤包括色散光纤和单模光纤，各光纤中所述色散光纤的长度依次增加或减少，长度差固定。3.根据权利要求1所述的电扫阵列天线装置，其特征在于，还包括连接所述可调光源的可编程逻辑模块，用...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯智辉，祁春超，陈寒江，王荣，赵术开，
申请(专利权)人：华讯方舟科技有限公司，深圳市太赫兹科技创新研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44