[发明专利]一种毫米波主动式近场成像装置

摘要

一种毫米波主动式近场成像装置，采用一维发射阵列天线和一维接收阵列天线，两个阵列天线并行排列固定在一个安装板上，由计算机通过控制信号发生器产生的控制信号，控制发射机和接收机各高频信号导通和关闭，实现阵列的横向扫描；计算机控制伺服电机和机械传动装置垂直移动，带动两个阵列固联的安装板，实现阵列的垂直方向扫描。发射/接收天线阵列由基于人工电磁材料的宽带宽波束Vivaldi天线组成，在有限探测距离内有效提升了系统探测覆盖能力。该装置是一种近距离、非接触、无伤害的检测系统，适用于机场、车站等人群密集区域的安检。

主权项

1.一种毫米波主动式近场成像装置，其特征在于，该装置包括：上位机、扫描装置和传动装置；扫描装置包括：时序控制信号发生器、频率源、发射机、发射天线阵列、接收机、接收天线阵列；发射天线阵列中的各天线单元分别与发射机的各高频发射通道输出端相连；接收天线阵列中的各天线单元分别与接收机的各高频接收通道输入端相连；发射天线阵列和接收天线阵列均为由单元天线等间隔分布形成的一维横向天线阵列；两天线阵列相互平行且两阵列间距为2.5个毫米波波长；发射天线阵列和接收天线阵列沿阵列排布方向相错0.5个毫米波波长；所述单元天线包括：介质基板，介质基板具有正反两面；介质基板的反面设有从介质基板一端的端部起，沿介质基板长度方向延伸的微带线（1）；微带线（1）延延伸方向分为均匀微带线（1a）和过渡微带线（1b），过渡微带线（1b）远离均匀微带线（1a）的一端弯折形成一个转角，转角末端接有扇形短截线（2）；介质基板的正面与扇形短截线（2）位置相匹配处设有一段沿介质基板长度方向延伸的均匀槽线（4a），均匀槽线（4a）靠近均匀微带线（1a）的一端连接一圆形槽谐振腔（3），均匀槽线（4a）远离均匀微带线（1a）的一端延伸出一段开口渐变槽线（4b），开口渐变槽线（4b）的开口口径沿其延伸方向逐渐增大；发射机发出的毫米波信号经均匀微带线（1a）和过渡微带线（1b）传递至扇形短截线（2）；毫米波信号在扇形短截线（2）内谐振并耦合至正面均匀槽线（4a），并通过圆形槽谐振腔（3）谐振反射后，传递至开口渐变槽线（4b）并向外部空间辐射；时序信号发生器根据上位机发送的时序信号产生指令生成时序控制信号并发送给发射机和接收机；频率源产生宽带阶跃调频信号发送给发射机，发射机根据时序控制信号导通对应的高频发射通道，并将宽带阶跃调频信号分路馈入发射机各高频通道，通过发射天线阵列向目标物体发射毫米波信号；接收机根据时序控制信号导通对应的高频接收通道，通过接收天线阵列接收目标物体反射的回波信号，并将接收到的回波信号反馈给上位机；传动装置与扫描装置相连，根据上位机发送的驱动指令驱动扫描装置纵向移动, 扫描装置每纵向移动一次，就进行一次对目标物体所在平面的横向扫描；上位机产生时序信号产生指令发送给时序控制信号发生器，生成驱动指令发送给传动装置，以及接收扫描装置反馈的回波信号，并根据回波信号生成目标物体的图像；任意两个驱动指令之间的时间间隔等于时序控制信号的周期。