[发明专利]一种无损检测的太赫兹线阵雷达扫描成像系统及方法

说明书

本申请公开了一种无损检测的太赫兹线阵雷达扫描成像系统及方法，采用多发多收的一维稀疏线阵，并将波导天线与一维稀疏线阵结合，通过波导天线缩小一维稀疏线阵中的阵元间距，使得一维稀疏线阵的等效线阵排布更紧凑，从而提高横向的成像分辨率。同时，通过二维移动架驱动波导天线进行扫描，可以获得待检测的非介电复合材料的三维形貌图像，同时，还通过预置的超分辨率图像重构模型对第一目标图像进行重构，从而可以实现在较低频段获得原本在高频段才可以获得的高精度横向分辨率的图像，降低了硬件成本，解决了现有技术中的成像系统对非介电复合材料成像的分辨率较低，从而难以准确地检测缺陷的技术问题。

技术领域

本申请涉及太赫兹成像技术领域，尤其涉及一种无损检测的太赫兹线阵雷达扫描成像系统及方法。

背景技术

非介电复合材料如玻璃钢、隔热瓦、陶瓷、树脂、塑料等，其内部通常存在如下缺陷：如气泡、脱层、断裂等缺陷，根据缺陷的尺寸，从数厘米到数毫米大小。

在现有技术中，在检测非介电复合材料的缺陷时，通常使用高频段的毫米波/太赫兹源进行缺陷成像检测，但是，高频段的毫米波/太赫兹源的能量较低，且穿透性较差，这使得对非介电复合材料成像的分辨率较低，难以准确地检测缺陷。

发明内容

本申请提供了一种无损检测的太赫兹线阵雷达扫描成像系统及方法，用于解决现有技术中的成像系统对非介电复合材料成像的分辨率较低，从而难以准确地检测缺陷的技术问题。

有鉴于此，本申请第一方面提供了一种无损检测的太赫兹线阵雷达扫描成像系统，包括：

扫频源、收发模块、波导天线、二维移动架和数据处理模块；

所述扫频源用于产生毫米波信号；

所述收发模块用于将所述毫米波信号传输给所述波导天线；

所述波导天线内设有一维稀疏线阵，所述一维稀疏线阵包括多个发射阵元和多个接收阵元，所述发射阵元用于将所述毫米波信号辐射到待检测的非介电复合材料中进行探测；所述接收阵元用于接收所述毫米波信号经过所述待检测的非介电复合材料反射的回波信号，还用于将所述回波信号再经所述收发模块传输至所述数据处理模块；

所述波导天线安装于所述二维移动架上，所述二维移动架用于控制所述波导天线分别沿竖直方向或水平方向进行运动，从而使所述一维稀疏线阵对所述待检测的非介电复合材料进行扫描；

所述数据处理模块用于基于所述回波信号对所述待检测的非介电复合材料进行成像，从而得出第一目标图像，还用于基于预置的超分辨率图像重构模型对所述第一目标图像进行重构，得出第二目标图像。

优选地，所述收发模块包括发射链路和接收链路，所述毫米波信号包括第一基带扫频信号、第二基带扫频信号和及差频信号，所述第一基带扫频信号和第二基带扫频信号的频率不同；

所述扫频源还用于将所述第一基带扫频信号发送至所述发射链路中，还用于将所述第二基带扫频信号和所述差频信号发送至所述接收链路；

所述发射链路包括第一倍频器，所述第一倍频器用于将所述第一基带扫频信号进行倍频，从而产生射频信号，还用于将所述射频信号发送至所述波导天线的所述发射阵元；

所述接收链路包括功分器、第二倍频器、混频器、IQ解调模块、同步数据采集模块、光纤通道、低噪放大器；

所述功分器用于接收所述第二基带扫频信号，还用于将所述第二基带扫频信号功分为多路基带扫频信号，所述第二基带扫频信号的功分路数与所述接收阵元的数量相适配；还用于将功分后的所述第二基带扫频信号发送至所述第二倍频器；

所述第二倍频器用于将所述第二基带扫频信号进行倍频，还用于将倍频后的所述第二基带扫频信号发送至所述混频器，以作为基带本振信号；