[发明专利]一种适用于人体电磁波成像安检的阵列天线的设计方法

说明书

本发明提供了一种适用于人体电磁波成像安检的阵列天线的设计方法，该设计步骤是，阵列天线中的每一行天线阵列包括有若干个顺序连接的天线单元，关键是每一行天线阵列的天线单元的朝向由人体椭圆模型确定，所有天线单元的朝向均为椭圆的垂线；每一行顺序连接的天线单元中，两端的天线单元的朝向与阵列法线方向呈一定的角度，中部天线单元的朝向与阵列法线方向相同；本发明能够实现电磁波有序收发的阵列天线，该天线不仅结构简单，易于加工，而且能够有效提高人体两侧目标的信噪比。

技术领域

本发明涉及一种阵列天线的设计方法，尤其是一种能增强成像效果的适用于人体电磁波成像安检的阵列天线的设计方法。

背景技术

在人体安检领域，主要采用包括有X射线、红外线、太赫兹、超宽带、电磁波等方面涉及的安检设备。其中，电磁波成像安检方面的设备可以在安全辐射功率标准下，可以检测藏匿于衣服、包裹内的违禁品，具有不影响人体健康的安全性，也是目前提倡并会逐步普及的安检技术。

对于电磁波成像安检技术，通常采用的阵列天线多为直线式阵列天线或环形阵列天线。天线方向或与阵列法线方向相同，或指向环形阵列的圆心。当被测对象为人体，采用椭圆进行建模，此时：

如果使用直线式阵列天线，得到的人体两侧反馈的回波较弱，信噪比较低，造成最终的成像效果较差，不易检测到人体两侧的危险目标，不能完全达到安检的目的。

而如果使用环形阵列天线，该天线结构较为复杂，不利于阵列的加工与制造。

因此目前的阵列天线机构都没有特别适用于人体电磁波成像安检技术，所以需要重新设计一种新的阵列天线结构，特别用于该技术领域。

发明内容

为了克服现有的阵列天线在人体两侧回波较弱、结构复杂的问题，本发明提供了一种适用于人体电磁波成像安检的阵列天线的设计方法，按照该结构设计的阵列天线不仅结构简单，易于加工，而且能够有效提高人体两侧目标的信噪比。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种适用于人体电磁波成像安检的阵列天线的设计方法，其特征在于：该结构中的每一行天线阵列包括有若干个顺序连接的天线单元，每一行天线阵列的天线单元的朝向由人体椭圆模型确定，所有天线单元的朝向均为椭圆的垂线。每一行天线阵列中，位于天线阵列两端的天线单元的朝向与天线阵列的法线方向呈一定角度，位于天线阵列中部的天线单元的朝向与天线阵列的法线方向相同。

每一行天线阵列可以是包括M个顺序连接的天线单元，60≤ M ≤100。进一步的，每一行天线阵列中的第N+1个至第M-N个天线为中部的天线单元，剩余天线单元为两端的天线单元，并且有N≈M/16，即两端天线单元的数量约为天线单元总数的八分之一。

对于上面描述的阵列天线结构，可以包括至少两行天线阵列，一行天线阵列用于发射电磁波，另一行天线阵列用于接收电磁波。在这个结构中，每一行天线阵列中相邻两个天线单元的间距为d；用于发射电磁波的天线阵列和用于接收电磁波的天线阵列在水平方向上错开的间距为d/2，在垂直方向上的间隔为d/4，其中，为发射电磁波的波长。

本发明利用椭圆模型对人体进行建模，对阵列两端天线的位置和方向进行设计，使得电磁波在人体两侧对被测目标的入射角度增大，回波信号增强，由此达到增强该区域目标信噪比的目的。

本发明的有益效果是：在保证阵列天线复杂度较低的同时，提高人体两侧目标信噪比，有利于阵列天线的加工制造和后续信号处理。

附图说明

图1是本发明的天线阵列示意图；

图2是本发明的收发天线阵列示意图。