一种基于被动式太赫兹成像的视频速度扫描系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于被动式太赫兹成像的视频速度扫描系统，包括采集被扫描物体的第一楔形镜、第二楔形镜和馈源天线，所述楔形镜有平面底面和与其相对的楔面反射面；所述系统还包括有介质透镜，所述第二楔形镜垂直设置在第一楔形镜的下侧接收第一楔形镜的反射扫描光信息，所述介质透镜垂直设置在第一楔形镜和第二楔形镜之间，用于聚光第一楔形镜的反射光信息投射到第二楔形镜，介质透镜的光线投射传输方向与地面垂直，所述馈源天线用于接收第二楔形镜反射的光信息。本发明专利技术改善了太赫兹波段近距离被动安检成像时间较长的缺点，采用介质透镜、双旋转楔面镜及探测器阵列结合的方式实现高分辨率快速的视频速度扫描；控制简单，精度高，适用于近距离太赫兹安检成像领域。

A video speed scanning system based on passive terahertz imaging

The invention discloses a video speed scanning system based on passive terahertz imaging, including the acquisition of the scanned object first, second wedge and wedge lens antenna, the wedge mirror has the flat bottom and opposite wedge surface reflector; the system also includes a dielectric lens, reflection scanning optical information the second mirror is vertically arranged on the lower side of the first wedge wedge mirror receives the first wedge lens, the vertical dielectric lens is disposed between the first and second wedge wedge mirror mirror, for the first spot of wedge mirror reflected light information onto the second wedge lens, light transmission direction of dielectric lens is perpendicular to the ground, the antenna for optical information receiving second wedge lens reflex. The invention improves the terahertz close passive security imaging time long shortcoming, using dielectric lens, double rotating wedge mirror and detector array combination of video scan speed high resolution fast; simple control, high precision, suitable for short distance THz imaging field security.

【技术实现步骤摘要】
一种基于被动式太赫兹成像的视频速度扫描系统
本专利技术涉及一种基于被动式太赫兹成像的视频速度扫描系统。
技术介绍
近些年来，国内外公共场所受到的安全威胁不断增加，公共安全问题备受关注。传统的光学、红外、X射线以及金属探测的安检系统不能检测一些潜在的隐匿物品，尤其是一些非金属武器等，因此对于人体及随带物品的安检问题亟需解决。随着成像技术的快速发展，国际安检系统的检测性能取得了突破性进展，该系统工作频段主要在毫米波及太赫兹波段范围内。毫米波（MMW）与低频率的太赫兹（THz）波波长较长，具有更强的穿透能力与绕射能力，并且可以提供较高的分辨率，可以穿透人体衣物，检测出隐匿的金属/非金属武器、液体爆炸物、生物/化学违禁物等危险物品。在MMW与THz波成像系统中主要分为主动成像系统和被动成像系统，主动成像系统需要辐射源，一般具有较高的动态探测范围且能够实现3D成像，但辐射源对人体辐射作用以及涉及个人隐私问题，使得主动成像系统不能被人们很好的接受。被动成像系统不需要发射源，依靠人体及其他物品向外辐射电磁波，而由于不同的物体与人体的辐射温度的对比度不同，通过探测器来探测不同物体的电磁辐射，进行处理分析得到图像。相比于主动成像系统，被动成像系统设计较为复杂，灵敏度相对较低，但是其不存在辐射源，具有隐蔽和清洁的特点，成像不存在闪烁效应，不易受极化和边缘散射的影响，并且隐匿物体容易被无源成像方式探测到。因此，近几年，该领域的国内外研究学者深入研究快速、高空间分辨率的被动安检成像技术，并取得了一定的进展。英国的Thruvision，美国的Millitech,Brijot,Millisision,TrexEnterprise，日本的NEC等公司在被动安检成像方面已经取得一定的研究成果，国内诸如中电38所，首都师范大学以及航天一些科研院所在被动安检成像的研究中也取得了很大的进步。然而，目前可实际应用于海关、机场、地铁安检等公共场所的被动THz/MMW成像安检设备还存在成像时间较长、空间分辨率低、成本高等问题，导致技术研究产品化发展缓慢。
技术实现思路
本专利技术的目的是提出一种基于被动式太赫兹成像的视频速度扫描系统，实现提高成像速度。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案是：一种基于被动式太赫兹成像的视频速度扫描系统，包括采集被扫描物体的第一楔形镜、第二楔形镜和馈源天线，所述楔形镜有楔面反射面和与其相对的平面底面；其中，所述系统还包括有介质透镜，所述第二楔形镜垂直设置在第一楔形镜的下侧接收第一楔形镜的反射扫描光信息，所述介质透镜垂直设置在第一楔形镜和第二楔形镜之间，用于聚光第一楔形镜的反射光信息投射到第二楔形镜，介质透镜的光线投射传输方向与地面垂直，所述馈源天线用于接收第二楔形镜反射的光信息。方案进一步是：所述第一楔形镜楔面反射面用于对被扫描物体进行横场方向的扫描，所述第二楔形镜楔面反射面用于纵向扫描接收和反射介质透镜的透射光信息。方案进一步是：所述第一楔形镜楔面反射面中心与被扫描物体水平距离为1.20m，第一楔形镜楔面反射面与被扫描物体到地面垂直面的初始倾斜夹角是35度，所述介质透镜中心与第一楔形镜楔面反射面中心直线距离是0.42m，所述介质透镜中心与第二楔形镜楔面反射面中心直线距离是0.60m，第二楔形镜楔面反射面与地面垂直倾斜夹角是45度，所述馈源天线是喇叭馈源阵列，馈源阵列接收面中心与第二楔形镜楔面反射面中心的直线距离为0.658m。方案进一步是：所述介质透镜的介质是聚乙烯或聚四氟乙烯，介质透镜的通光孔径是560mm；所述第一楔形镜的孔径是600mm，所述第二楔形镜的孔径是500mm，所述第一楔形镜和第二楔形镜的楔面反射面与平面底面的夹角是10度。方案进一步是：所述喇叭馈源阵列包括对角喇叭天线，所述对角喇叭天线有9个，9个对角喇叭天线分三排，每排3个、列向交错排列设置在一个平板上，9个对角喇叭天线与功分器连接，所述功分器为9波导结构，所述9波导结构与所述9个对角喇叭天线相对应分为三组波导，每一组波导有三个波导输入接口和三个波导输出接口，三组波导的9个波导输入接口与三排9个对角喇叭天线顺序排列相同垂直于平板端面直线连接在对角喇叭天线的输出接口上。方案进一步是：所述功分器设置有波导损耗引导输出结构，所述波导损耗引导输出结构是：将所述三组波导中每一组波导的三个相邻波导输入接口和对应的三个相邻波导输出接口分别顺序为第一波导输入接口、第二波导输入接口和第三波导输入接口以及第一波导输出接口、第二波导输出接口和第三波导输出接口，其中，第一波导输入接口和第二波导输入接口波导连接后再与第三波导输入接口波导连接，然后三组波导输入接口相互波导连接；第一波导输出接口和第二波导输出接口波导连接后再与第三波导输入出接口波导连接，然后三组波导输出接口相互波导连接；将三组波导输入接口相互波导连接端和三组波导输出接口相互波导连接端进行波导连接后作为功分器波导损耗引导输出端。方案进一步是：所述对角喇叭天线的喇叭内口径是12.8mm×14.6mm的矩形喇叭口，所述波导的输入接口和所述对角喇叭天线的输出接口是标准W频段波导口。方案进一步是：所述每排3个对角喇叭天线之间的间距是35mm，排与排之间的垂直距离是35mm。本专利技术改善了太赫兹波段近距离被动安检成像时间较长的缺点，采用介质透镜、双旋转楔面镜及探测器阵列结合的方式实现高分辨率快速的视频速度扫描；控制简单，精度高，适用于近距离太赫兹安检成像领域。下面结合附图和实施例对专利技术作一详细描述。附图说明图1为本专利技术结构示意图；图2为本专利技术馈源天线结构示意图；图3为本专利技术功分器波导结构示意图。具体实施方式一种基于被动式太赫兹成像的视频速度扫描系统，如图1所示，所述系统包括采集被扫描物体1的第一楔形镜2、第二楔形镜3和馈源天线4，所述楔形镜有平面底面201、301和与其相对的楔面反射面202、302；其中，所述系统还包括有介质透镜5，所述第二楔形镜垂直设置在第一楔形镜的下侧接收第一楔形镜的反射扫描光信息，所述介质透镜垂直设置在第一楔形镜和第二楔形镜之间，用于聚光第一楔形镜的反射光信息投射到第二楔形镜，介质透镜的光线投射传输方向与地面垂直，所述馈源天线用于接收第二楔形镜反射的光信息。实施例中：所述第一楔形镜楔面反射面朝向被扫描物体1和介质透镜用于对被扫描物体进行横场方向的扫描，并将信息反射到介质透镜5，所述第二楔形镜楔面反射面朝向介质透镜和馈源天线4用于接收和反射介质透镜的透射光信息，并将光信息传送至馈源天线。实施例中：所述第一楔形镜楔面反射面中心与被扫描物体水平距离为1.20m，第一楔形镜楔面反射面与被扫描物体到地面垂直面的初始倾斜夹角a是35度，所述介质透镜中心与第一楔形镜楔面反射面中心直线距离是0.42m，所述介质透镜中心与第二楔形镜楔面反射面中心直线距离是0.60m，第二楔形镜楔面反射面与地面垂直倾斜夹角b是45度，所述馈源天线是喇叭馈源阵列，馈源阵列接收面中心与第二楔形镜楔面反射面中心的直线距离为0.658m。实施例中：所述介质透镜的介质是聚乙烯或聚四氟乙烯，介质透镜的通光孔径是560mm；所述第一楔形镜的孔径是600mm，所述第二楔形镜的孔径是500mm，所述第一楔形镜和第二楔形镜的楔面反射面与平面底面的夹角是本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于被动式太赫兹成像的视频速度扫描系统，包括采集被扫描物体的第一楔形镜、第二楔形镜和馈源天线，所述楔形镜有楔面反射面和与其相对的平面底面；其特征在于，所述系统还包括有介质透镜，所述第二楔形镜垂直设置在第一楔形镜的下侧接收第一楔形镜的反射扫描光信息，所述介质透镜垂直设置在第一楔形镜和第二楔形镜之间，用于聚光第一楔形镜的反射光信息投射到第二楔形镜，介质透镜的光线投射传输方向与地面垂直，所述馈源天线用于接收第二楔形镜反射的光信息。

【技术特征摘要】
1.一种基于被动式太赫兹成像的视频速度扫描系统，包括采集被扫描物体的第一楔形镜、第二楔形镜和馈源天线，所述楔形镜有楔面反射面和与其相对的平面底面；其特征在于，所述系统还包括有介质透镜，所述第二楔形镜垂直设置在第一楔形镜的下侧接收第一楔形镜的反射扫描光信息，所述介质透镜垂直设置在第一楔形镜和第二楔形镜之间，用于聚光第一楔形镜的反射光信息投射到第二楔形镜，介质透镜的光线投射传输方向与地面垂直，所述馈源天线用于接收第二楔形镜反射的光信息。2.根据权利要求1所述的扫描系统，其特征在于，所述第一楔形镜楔面反射面用于对被扫描物体进行横场方向的扫描，所述第二楔形镜楔面反射面用于纵向扫描接收和反射介质透镜的透射光信息。3.根据权利要求2所述的扫描系统，其特征在于，所述第一楔形镜楔面反射面中心与被扫描物体水平距离为1.20m，第一楔形镜楔面反射面与被扫描物体到地面垂直面的初始倾斜夹角是35度，所述介质透镜中心与第一楔形镜楔面反射面中心直线距离是0.42m，所述介质透镜中心与第二楔形镜楔面反射面中心直线距离是0.60m，第二楔形镜楔面反射面与地面垂直倾斜夹角是45度，所述馈源天线是喇叭馈源阵列，馈源阵列接收面中心与第二楔形镜楔面反射面中心的直线距离为0.658m。4.根据权利要求1或2或3所述的扫描系统，其特征在于，所述介质透镜的介质是聚乙烯或聚四氟乙烯，介质透镜的通光孔径是560mm；所述第一楔形镜的孔径是600mm，所述第二楔形镜的孔径是500mm，所述第一楔形镜和第二楔形镜的楔面反射面与平面底面的夹角是10度。5.根据权利要求3所述的扫描系统，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾渠，高翔，王卓，郝丛静，段玮倩，丁青，何君，
申请(专利权)人：北京航天易联科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11