一种毫米波人体安检仪的幅相校准方法技术

本发明专利技术公开了一种毫米波人体安检仪的幅相校准方法

【技术实现步骤摘要】
一种毫米波人体安检仪的幅相校准方法


[0001]本专利技术涉及一种毫米波人体安检仪的幅相校准方法，属于安检

。

技术介绍

[0002]毫米波人体安检仪是一种利用电磁波穿透性对人体进行安全检查的设备，其广泛应用于机场
、
海关
、
政府部门
、
大型会议等需要进行人体安全检查的场所
。
在毫米波人体安检仪中，一般通过线性阵列天线对成像场景进行扫描，距离向的聚焦是将目标场景的回波数据进行脉冲压缩来实现，天线阵列方向的聚焦则需要将该方向的所有回波信号相干叠加
。
但在实际的应用中，阵列天线收发通道通常会存在幅度和相位误差，将导致成像结果的模糊和散焦，使得毫米波人体安检仪无法正常使用
。
产生幅相误差的主要原因有：阵列天线中每个天线单元的特性不完全一致；天线单元之间的位置与理想布置存在偏差；各传输线之间的差异等
。
其中，相位误差主要是由天线单元之间的位置偏差与不同通路的距离偏移引起的
。
并且，随着设备的长期使用，元器件的形变和老化都会引起通道间的幅相误差
。
[0003]为了保证成像的清晰度，要求各个通道的幅度相位保持一致，因此，幅相校准系统是毫米波人体安检仪正常工作中不可缺少的一个组成部分
。
通过各通道间幅相误差的精确测量及校准，能够大幅提升毫米波人体安检仪的成像效果以及人体安全检查的准确率
。
[0004]在专利号为
ZL 201310716741.5
的中国专利技术专利中，公开了一种毫米波天线阵列的校准方法
。
该校准方法利用校准金属板采用外部参考的校准方法实现天线阵列的幅度和相位的粗校准，然后利用借助空间频率内插的波前重构算法实现对校准金属板的三维空间重构，通过三维空间散射强度分布切面图的自聚焦来修正天线阵列的相位实现相位的精校准
。
该校准方法采用了圆柱形扫描的校准金属板，由于金属板长度要大于天线阵列长度，所以金属校准板尺寸巨大，重量较重，校准的重复性较差
。
[0005]另外，在专利号为
ZL 201010608694.9
的中国专利技术专利中，公开了一种用于人体毫米波成像安检系统的近场实时校准方法
。
该校准方法通过天线阵测量参考信号，幅相一致性校准模块校准幅度
、
相位一致性，相对时延校准模块校准相对时延，实现人体毫米波成像安检系统的近场实时校准
。
但是，该校准方法的数学模型较为简单，受环境影响较大，容易忽略误差影响，准确性有待提高
。

技术实现思路

[0006]本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种毫米波人体安检仪的幅相校准方法
。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用以下的技术方案：
[0008]一种毫米波人体安检仪的幅相校准方法，包括如下步骤：
[0009](1)
获取三种基本校准数据；其中，
[0010]采用金属校准板作为参考器件，天线阵列通过静态校准采样获取金属板校准数据并将该数据上传给上位机；
[0011]所述天线阵列通过动态校准采样获取空气校准数据并将该数据上传给所述上位机；
[0012]所述天线阵列通过人体扫描采样获取人体扫描数据所述天线阵列通过人体扫描采样获取人体扫描数据并将该数据上传给所述上位机；
[0013]其中，
B、A、D
代表幅度，
θ
、
ω
代表相位；下标
i、j
分别为二维采集平面通道数；
[0014](2)
所述上位机对所述基本校准数据进行校准计算和成像处理；其中，
[0015]第一步，所述上位机根据所述空气校准数据以及所述金属板校准数据，经过各通道的归一化校准计算处理得到第一参考数据：
[0016]幅度归一化校准数据为：
[0017]其中，
B
rij
为参考通道的幅度值；
[0018]共轭相乘处理后的相位数据为：
[0019]相位归一化校准数据为：
[0020]其中，
φ
rij
为参考通道的相位值；
[0021]得到的所述第一参考数据为：
[0022]第二步，所述上位机将所述人体扫描数据经过计算处理，去除所述空气校准数据中的相位影响，相位进行共轭相乘，得到第二参考数据；
[0023]第三步，所述上位机采用三维波数域算法，将所述第一参考数据和所述第二参考数据带入成像算法中，然后经过距离维脉冲压缩
、
插值
、
方位维脉冲压缩最后获得完整的
SAR
图像；
[0024](3)
对人体成像结果进行质量判断和处理
。
[0025]其中较优地，采用所述金属校准板作为参考器件，进行静态校准采样时，首先将所述金属校准板移动至检测区域，放置于两个所述天线阵列的中间位置，并进行垂直度和
/
或水平度的调整校准，保证所述金属校准板与两个所述天线阵列完全平行；然后将两个所述天线阵列沿着各自轨道移动至底部的指定位置，使得所述金属校准板完全覆盖两个所述天线阵列的口径
。
[0026]其中较优地，在静态校准采样的过程中，两个所述天线阵列静止于指定位置，采用电扫描方式完成毫米波信号的发射和接收工作
。
[0027]其中较优地，在动态校准采样过程中，两个所述天线阵列沿着各自的轨道进行反向运动，采用机械扫描和电扫描相结合的方式，完成毫米波信号的发射和接收工作
。
[0028]其中较优地，步骤
(3)
中，在人体成像结果质量良好的情况下，所述毫米波人体安检仪进行下一次校准工作时，步骤
(1)
中采集三种基本校准数据进行校准
。
[0029]其中较优地，将所述金属板校准数据储存于所述上位机中；
[0030]当所述毫米波人体安检仪在人流量较大的情况下进行校准时，步骤
(1)
中只进行所述空气校准数据和所述人体扫描数据的采集；
[0031]步骤
(2)
中所述上位机进行校准计算和成像处理时，所述金属板校准数据采用储
存数据
。
[0032]其中较优地，步骤
(3)
中，在人体成像结果质量良好的情况下，所述毫米波人体安检仪进行下一次校准工作时，步骤
(1)
中只进行所述空气校准数据和所述人体扫描数据的采集；
[0033]在人体成像结果质量恶化的情况下，所述毫米波人体安检仪进行校准工作时，步骤
(1)
中采集三种基本校准数据进行校准，并将所述上位机中储存的所述金属板校准数据进行更新
。
[0034]其中较优地，步本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种毫米波人体安检仪的幅相校准方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)
获取三种基本校准数据；其中，采用金属校准板作为参考器件，天线阵列通过静态校准采样获取金属板校准数据并将该数据上传给上位机；所述天线阵列通过动态校准采样获取空气校准数据并将该数据上传给所述上位机；所述天线阵列通过人体扫描采样获取人体扫描数据所述天线阵列通过人体扫描采样获取人体扫描数据并将该数据上传给所述上位机；其中，
B、A、D
代表幅度，
θ
、
ω
代表相位；下标
i、j
分别为二维采集平面通道数；
(2)
所述上位机对所述基本校准数据进行校准计算和成像处理；其中，第一步，所述上位机根据所述空气校准数据以及所述金属板校准数据，经过各通道的归一化校准计算处理得到第一参考数据：幅度归一化校准数据为：其中，
B
rij
为参考通道的幅度值；共轭相乘处理后的相位数据为：相位归一化校准数据为：其中，
φ
rij
为参考通道的相位值；得到的所述第一参考数据为：第二步，所述上位机将所述人体扫描数据经过计算处理，去除所述空气校准数据中的相位影响，相位进行共轭相乘，得到第二参考数据；第三步，所述上位机采用三维波数域算法，将所述第一参考数据和所述第二参考数据带入成像算法中，然后经过距离维脉冲压缩
、
插值
、
方位维脉冲压缩最后获得完整的
SAR
图像
。2.
如权利要求1所述的毫米波人体安检仪的幅相校准方法，其特征在于：采用所述金属校准板作为参考器件，进行静态校准采样时，首先将所述金属校准板移动至检测区域，放置于两个所述天线阵列的中间位置，并进行垂直度和
/
或水平度的调整校准，保证所述金属校准板与两个所述天线阵列完全平行；然后将两个所述天线阵列沿着各自轨道移动至底部的指定位置，使得所述金属校准板完全覆盖两个所述天线阵列的口径
。3.
如权利要求1所述的毫米波人...

【专利技术属性】
技术研发人员：谷蔷，于海辉，李明，姜济群，裴轩，史运锋，金川，桑伟，崔晓熙，姜玲玲，
申请(专利权)人：北京中盾安民分析技术有限公司，
类型：发明
国别省市：