本申请公开了一种阵面扫描装置，该装置包括，具有转轴、以及沿转轴的径向方向布设的至少两个接收天线阵元的接收天线阵列，所述接收天线阵列被驱动围绕转轴旋转，用于扫描由固定于接收天线阵列旋转而形成的圆周包络边界的至少一个发射天线阵元所发射的发射波被被检目标反射而形成的反射波信号。相比于传统的收发一体的天线阵列，减少了天线阵列的重量，有利于接收天线的旋转运动；接收天线阵列旋转形成圆形扫描阵面，一方面使得接收天线阵列可以持续旋转而不受限于行程限制，进而避免了安检设备停机和扫描过程中的加减速，从而既提高了安检的效率。
【技术实现步骤摘要】
一种阵面扫描装置、以及安检系统
本专利技术涉及活体安检领域，特别地，涉及一种阵面扫描装置。
技术介绍
在安检领域中，按照被检目标的生物性，分为活体安检和非活体安检，其中，活体安检主要是针对人体检测，非活体安检主要针对行李、包裹等。由于活体安检需要避免对活体造成损害，所采用的检测技术主要有金属探测、X光技术(例如，X光背散射技术、X光透射技术)、毫米波全息成像等技术。金属探测仅仅能探测隐匿的金属目标，并且只能报警不能成像，需要手检人员搜身配合。X光技术由于其电离性辐射特性，对安检操作人员和被检活体有危害，在很多场合受限使用。毫米波全息成像技术使用安全的非电离辐射电波进行被检目标全息成像，不仅可以检测出隐匿在织物下的金属物体，还可以检测出塑料手枪、炸药等危险品，该技术由于可三维成像获得更加详尽的准确信息，便于计算机辅助识别。按照对反射波扫描的方式，毫米波全息成像技术可以包括平面扫描和圆柱形扫描。参见图1所示，图1为平面扫描和圆柱形扫描的一种示意图，左图表示圆柱形扫描，右图表示平面扫描，右图中，以人体为例，从人体的左侧到右侧为宽度方向，从人体的脚部到头部为高度方向，从人体的前胸到后背为厚度方向，垂直于收发天线阵列所形成的扫描平面的方向为距离向，平行于扫描平面的方向为方位向，即人体宽度方向和高度方向所确定的平面的方向。圆柱形扫描是通过收发天线阵列围绕被检目标做匀速圆周运动、从而接收被检目标的反射波；平面扫描是通过收发天线阵列平行于被检目标的方位向做匀速直线运动，从而接收被检目标的反射波。无论是采用圆柱形扫描的安检设备，还是平面扫描的安检设备，都需要等待被检目标站姿配合好后，才开始进行扫描，这导致收发天线阵列在扫描开始时要加速运动，在扫描结束时要减速运动，不仅存在行程限制，也导致安检时间过长。
技术实现思路
本专利技术提供了一种阵面扫描装置，以提高安检的效率。本专利技术提供的一种阵面扫描装置，该装置包括，具有转轴、以及沿转轴的径向方向布设的至少两个接收天线阵元的接收天线阵列，所述接收天线阵列被驱动围绕转轴旋转，用于接收由固定于接收天线阵列旋转而形成的圆周包络边界的至少一个发射天线阵元所发射的发射波被被检目标反射而形成的反射波信号。较佳地，所述至少两个接收天线阵元在转轴的径向方向上位于转轴的同侧，或者，沿转轴的径向方向相对于转轴对称分布。较佳地，相邻两接收天线阵元间隔相等，该间隔大于等于发射波波长。较佳地，所述至少一个发射天线阵元在被检目标高度方向上左右对称地分布于接收天线阵列旋转而形成的圆周包络边界。较佳地，所述圆周包络边界为与接收天线阵列旋转而形成的圆周外切的直线线段首尾相连的封闭多边形。较佳地，所述圆周包络边界为以转轴为圆心、半径大于接收天线阵列旋转半径的封闭圆周。较佳地，所述至少一个发射天线阵元中每个发射天线阵元分别具有使得发射波束朝向被检目标场景中心的朝向。较佳地，发射天线阵元所发射的发射波信号为步进频信号或者扫频连续波信号。较佳地，所述至少一个发射天线阵元中的每个发射天线阵元分时发射包括至少一个频率的发射信号；在每个发射天线阵元依次完成发射的发射周期内，所有接收天线阵元同时接收；每个发射周期结束后，所有发射天线阵元进入等待状态，直至接收天线阵列相对上一发射周期旋转了n度，所有发射天线阵元进入下一发射周期，以进行该发射周期的发射波发射，其中，n小于等于1度。本专利技术还提供一种安检系统，，该系统包括如上述任一所述阵面扫描装置。本专利技术另提供一种接收模组，，所述接收模组包括如上述任一所述阵面扫描装置。本专利技术再一种发射模组，所述发射模组包括至少一个发射天线阵元，所述发射天线阵元固定于接收天线阵列旋转而形成的圆周包络边界。较佳地，所述至少一个发射天线阵元中的每个发射天线阵元分时发射包括至少一个频率的发射信号；在每个发射天线阵元依次完成发射的发射周期内，所有接收天线阵元同时接收；每个发射周期结束后，所有发射天线阵元进入等待状态，直至接收天线阵列相对上一发射周期旋转了n度，所有发射天线阵元进入下一发射周期，以进行该发射周期的发射波发射，其中，n小于等于1度。本专利技术提供的阵面扫描装置，布设有接收天线阵元接收天线阵列围绕转轴旋转，发射天线阵元(阵列)固定于接收天线阵列旋转而形成的圆周包络边界，相比于传统的收发一体的天线阵列，减少了天线阵列的重量，有利于接收天线的旋转运动；接收天线阵列旋转形成圆形扫描阵面，一方面使得接收天线阵列可以持续旋转而不受限于行程限制，进而避免了安检设备停机和扫描过程中的加减速，从而既提高了安检的效率，又可以减少安检系统的传动部件，简化了安检系统的整体结构，易于安检系统的维护，另一方面有利于提高被检目标的侧面等盲区的扫描信号的稳定性，在扫描过程中对被检目标的姿态无特定要求，从而有利于提高安检效率；发射天线阵元(阵列)独立于接收天线阵列本体而固定安装，有利于从发射阵元的分布、数量、朝向等灵活设计，来减少数据获取时间，提高扫描的精确性，从而提高图像分辨率和/或成像质量。附图说明图1为平面扫描和圆柱形扫描的一种示意图。图2a和2b为本申请接收天线阵列的一种示意图。图3a-3f为发射天线阵元均匀分布于圆周包络边界的示意图。图4为毫米波人体安检成像重点盲区的一种示意图。图5为优化天线发射波束的天线阵列的一种示意图。图6为被检目标为人体的现有平面扫描轨迹和人体姿态一种示意图。图7为本申请圆周扫描轨迹和人体姿态的一种示意图。图8为基于优化天线发射波束的发射天线阵列的圆周扫描轨迹和人体姿态的一种示意图。图9为发射天线阵列和接收天线阵列的一种时序关系示意图。图10为成像视场模型的一种示意图。图11为本申请成像方法的一种流程示意图。图12为本申请圆周扫描阵面扫描点和其等效阵面扫描点的一种示意图。图13为本申请安检系统的一种示意图。具体实施方式为了使本申请的目的、技术手段和优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请做进一步详细说明。本申请的构思是，具有转轴、以及沿转轴的径向方向布设的至少两个接收天线阵元的接收天线阵列，围绕转轴进行圆周运动(旋转)而扫描反射波信号，所述反射波由均匀分布于接收天线阵列旋转而形成的圆周包络边界的至少一个发射天线阵元所发射的波束被被检目标反射而形成，基于所扫描的反射波信号进行全息成像，其中，所述至少两个接收天线阵元沿转轴的径向方向相对于转轴的对称分布，或者，至少两个接收天线阵元在转轴的径向方向上位于转轴的同侧。这样，在接收天线阵列完成一旋转周期所形成的接收周期内，扫描平面中的扫描点集合可以等效为行方向和列方向上等间隔分布的扫描点阵列，基于该等效阵面进行成像。较佳地，所述各个发射天线阵元均匀固定于接收阵元圆周平面运动所形成的圆周，并依次分时发射波束。参见图2a、2b所示，图2a和2b为本申请接收天线阵列的一种示意图。接收本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种阵面扫描装置，其特征在于，该装置包括，/n具有转轴、以及沿转轴的径向方向布设的至少两个接收天线阵元的接收天线阵列，所述接收天线阵列被驱动围绕转轴旋转，用于接收由固定于接收天线阵列旋转而形成的圆周包络边界的至少一个发射天线阵元所发射的发射波被被检目标反射而形成的反射波信号。/n
【技术特征摘要】
1.一种阵面扫描装置，其特征在于，该装置包括，
具有转轴、以及沿转轴的径向方向布设的至少两个接收天线阵元的接收天线阵列，所述接收天线阵列被驱动围绕转轴旋转，用于接收由固定于接收天线阵列旋转而形成的圆周包络边界的至少一个发射天线阵元所发射的发射波被被检目标反射而形成的反射波信号。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述至少两个接收天线阵元在转轴的径向方向上位于转轴的同侧，或者，沿转轴的径向方向相对于转轴对称分布。
3.如权利要求1或2所述的装置，其特征在于，相邻两接收天线阵元间隔相等，该间隔大于等于发射波波长。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述至少一个发射天线阵元在被检目标高度方向上左右对称地分布于接收天线阵列旋转而形成的圆周包络边界。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述圆周包络边界为与接收天线阵列旋转而形成的圆周外切的直线线段首尾相连的封闭多边形。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述圆周包络边界为以转轴为圆心、半径大于接收天线阵列旋转半径的封闭圆周。
7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述至少一个发射天线阵元中每个发射天线阵元分别具有使得发射波束朝向被检目标场景中心的朝向。
8.如权利要求1所述的装置，其特征在于，发射天线阵元...
【专利技术属性】
技术研发人员：张国欣，
申请(专利权)人：杭州睿影科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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