[发明专利]有源微波设备和探测方法

说明书

有关申请的交叉引用

本专利申请要求2014年1月22日提交的CIP US 14/160,895“ACTIVE MICROWAVE DEVICE AND DETECTION METHOD”的优先权，并且通过引用将其完全并入；本专利申请还要求2014年6月30日提交的美国专利申请14/319,222“METHOD FOR STANDOFF DETECTION AND ANALYSIS OF OBJECTS”的优先权，美国专利申请14/319,222要求2013年11月19日提交的美国临时专利申请No.61/905,940的优先权；本专利申请还要求2014年4月23日提交的美国专利申请14/259,603“SMART SCREENING BARRIER AND SYSTEM”的优先权，美国专利申请14/259,603要求2014年2月28日提交的美国临时专利申请No.61/945,921的优先权。

技术领域

本发明涉及隐藏对象的远程探测的领域，尤其涉及用于探测隐蔽在衣服下面或者人体上或附近的电介质(dielectric)爆炸物的方法和装置。

背景技术

当前，各种方法正被用于解决对隐蔽爆炸物的担忧。这些方法中的一些包含：金属探测器、气化物探测器、X射线机、以及狗。许多国家在开发用于基于新物理原理检查人体的新方法付出巨大努力，新物理原理包含：拉曼后向散射、电介质桥门(portal)、无源和有源太赫兹范围设备、无源毫米范围设备、以及有源微波桥门。

上述方法不保证远程和隐秘检查的所要求的效果；因此，这些设备不能在足够的时间内探测到“自杀式炸弹”以使得能够在爆炸设备的引爆发生之前采取必要预防措施。当前的方法的另一个显著缺陷是缺乏对探测对象的威胁等级的自动确定并且误报率高。这些障碍使得几乎不可能将这些设备用于例如检查在运输过程中移动的大量人群。

如下是用于隐蔽在人身上的金属爆炸设备和非金属爆炸设备的一种当前探测方法：利用来自人体的小区域的电磁波，接收天线集中在该区域上。然后，在处理模块中处理辐射仪数据，并且记录波束的强度和位置。然后，将所接收的信号的测量强度显示为发光强度。通过分析发光强度的分布，能够确定存在还是不存在金属对象或者非金属对象。这种方法的主要缺陷是所接收的图像的对比度低。在用于所采用的波范围的电介质透明时，该方法不能清楚地将非金属对象与人体区域别开。

WO 2011/065869和WO 2011/065868公开了利用人的微波图像和光学图像以及大多数爆炸物的高介电常数探测该人身上的隐藏爆炸物的方法。这些方法不将从可疑(interrogated)空间的外层反射的MW信号用于揭露可疑空间中的隐藏对象。

还需要对移动的人群进行隐秘的自动(无需操作员)检查，以揭露自杀式炸弹，并且将其与人群分开。

发明内容

本发明公开了一种定位例如人穿戴或者携带的诸如爆炸物的潜在威胁的隐藏对象的方法和系统。通过发送微波信号并且接收人的不同区域对这些信号的反射，能够计算人的外层(例如，外套)与身体之间的距离。同时，如果对象隐藏在人身上，则还计算对象的厚度。将这些值进行比较，并且利用这些值创建3D微波图像，并且，如果探测到值之间的急剧变化，则发出报警的信号。该急剧变化的原因是用于爆炸物和其他危险武器的特定电介质的升高的介电常数，其改变了透射微波信号的速度。本发明还公开了一种类似探测方法，其通过在信号接收机的对面布置微波信号发射机，因此也允许基于微波信号的透射进行计算。此外，同一个时间点的3D视频图像能够覆盖3D微波图像，因此允许读数和结果更准确。

附图说明

图1示出用于探测隐藏电介质对象的装备(setup)。

图2示出微波路径以及从目标的外衣和身体边界(分别是第一边界和第二边界)的反射。

图3进一步详细示出在(a)不存在隐藏危险对象、以及(b)、(c)、(d)存在隐藏危险对象情况下的微波(MW)波束的反射。图3(b)示出在外衣或者其他外套下面爆炸物位于人身体上的位置的示例。图3(c)和3(d)示出由所主张的本发明在隐藏对象的情况下测量或计算的光学路径和距离。

图4示出用于3D微波和视频图像处理和自动报警的过程的示例。

图5示出本发明的平面构造选择。

图6示出本发明在(a)反射模式下和(b)透射模式下的、桥门构造选择。

图7示出在本发明的桥门构造选择中构建微波图像的不同方式。