專利一種陣列天線弧形掃描的毫米波成像系統(tǒng)01專利背景附圖說明發(fā)明內(nèi)容技術(shù)領(lǐng)域目錄03020405權(quán)利要求榮譽表彰實施方式目錄0706基本信息《一種陣列天線弧形掃描的毫米波成像系統(tǒng)》是北京華航無線電測量研究所于2011年12月30日申請的專利，該專利的申請?zhí)枮?9，公布號為CNA，授權(quán)公布日為2012年7月4日，發(fā)明人是陳曄、張遠(yuǎn)航、張炳煌、張永旸、余華章。《一種陣列天線弧形掃描的毫米波成像系統(tǒng)》涉及一種陣列天線弧形掃描的毫米波成像系統(tǒng)，包括：天線陣列圓盤支架、伺服控制模塊、頻率合成模塊、發(fā)射模塊、2個發(fā)射天線陣列、2個接收天線陣列、接收模塊、延時模塊、信號處理模塊和顯控模塊，其中伺服控制模塊控制電機的驅(qū)動軸以正弦曲線的速率轉(zhuǎn)動并且控制和檢測天線陣列圓盤支架的旋轉(zhuǎn)角度，使其從0到M度順時針旋轉(zhuǎn)，100≤M≤170度，發(fā)射天線陣列輻射射頻信號到目標(biāo)的表面并經(jīng)其反射被接收天線陣列接收，經(jīng)接收模塊對回波信號處理以形成中頻回波信號且發(fā)給信號處理模塊，以由其進(jìn)行三維成像處理，獲取目標(biāo)的三維圖像數(shù)據(jù)并將其傳輸?shù)斤@控模塊。2018年12月20日，《一種陣列天線弧形掃描的毫米波成像系統(tǒng)》獲得第二十屆中國專利優(yōu)秀獎。（概述圖為《一種陣列天線弧形掃描的毫米波成像系統(tǒng)》摘要附圖）專利背景專利背景截至2011年12月，隨著毫米波技術(shù)和成像技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)生了許多這兩種技術(shù)相結(jié)合的應(yīng)用。毫米波成像技術(shù)在許多領(lǐng)域都有成熟的應(yīng)用，比如地圖遙感、軍事探測、毫米波合成孔徑雷達(dá)成像，遠(yuǎn)距離探測地面、海面以及空中目標(biāo)等。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，毫米波器件在中國國內(nèi)外基本成熟，可以進(jìn)行大規(guī)模低成本應(yīng)用。隨著毫米波成像技術(shù)的發(fā)展，其在各行各業(yè)的應(yīng)用逐漸成熟，應(yīng)用于近距離成像探測基本成熟，可實現(xiàn)物體表面、人體表面以及其他表面散射特性探測。截至2011年12月，在近距離成像方面，有多種成像方法，如可見光、紅外以及激光成像等，但是這些成像都有自身的缺陷?？梢姽鉄o法看到某些隱蔽物下的東西；而紅外的成像分辨率和可靠識別性存在一定的問題；激光成像的應(yīng)用領(lǐng)域比較窄。而毫米波近距離成像可以穿透某些隱蔽物，對隱蔽物下面的東西進(jìn)行高精度的成像，通過圖像檢測識別的方法可實現(xiàn)某些特殊東西的甄別。

發(fā)明內(nèi)容有益效果技術(shù)方案發(fā)明內(nèi)容技術(shù)方案《一種陣列天線弧形掃描的毫米波成像系統(tǒng)》提供了一種陣列天線弧形掃描的毫米波成像系統(tǒng)，其包括：天線陣列圓盤支架、伺服控制模塊、頻率合成模塊、發(fā)射模塊、2個發(fā)射天線陣列、2個接收天線陣列、接收模塊、延時模塊、信號處理模塊和顯控模塊，其中：天線陣列圓盤支架包括可旋轉(zhuǎn)的中心軸和由該中心軸帶動旋轉(zhuǎn)的金屬圓形盤；伺服控制模塊用于控制交流伺服電機的驅(qū)動軸以正弦曲線的速率轉(zhuǎn)動并且控制和檢測天線陣列圓盤支架的旋轉(zhuǎn)角度，使其從0到M度順時針旋轉(zhuǎn)，100≤M≤170度，其包括：伺服機構(gòu)、測量反饋機構(gòu)和伺服控制器，其中：伺服機構(gòu)包括交流伺服電機（1）、電機驅(qū)動器（2）、電源適配器（3）、減速器（4）和皮帶輪（5）；交流伺服電機主軸通過法蘭盤連接減速器，減速器驅(qū)動皮帶輪運動，皮帶輪同天線陣列圓盤支架相連，驅(qū)動安檢門天線陣列圓盤支架完成各種功能運動，交流伺服電機由電機驅(qū)動器直接控制，電機驅(qū)動器連接電源適配器實現(xiàn)交直流轉(zhuǎn)換為電機系統(tǒng)提供電源并實現(xiàn)保護(hù)功能；測量反饋機構(gòu)包括光柵尺（7）、光電開關(guān)（8），光柵尺（7）安裝于天線陣列圓盤支架主軸上，光柵尺（7）讀數(shù)頭固定于天線陣列圓盤支架并隨框架轉(zhuǎn)動產(chǎn)生編碼信號脈沖從而測量天線陣列圓盤支架旋轉(zhuǎn)的角度信息，光電開關(guān)（8）安裝于天線陣列圓盤支架（6）頂部與角度指示圓盤相接觸，可實現(xiàn)中心零位和極限位置的指示；伺服控制器包括：交互通信模塊、信號采集模塊、自檢校正控制模塊以及伺服機構(gòu)的掃描曲線控制模塊；交互有益效果《一種陣列天線弧形掃描的毫米波成像系統(tǒng)》的毫米波成像系統(tǒng)在距離目標(biāo)物體的表面1米范圍內(nèi)進(jìn)行毫米波掃描成像，其結(jié)構(gòu)設(shè)計簡單、成本低、圖像質(zhì)量高、分辨率可高達(dá)厘米級且成像時間短，可實現(xiàn)目標(biāo)物體表面的不同角度的多幅三維立體圖像。

附圖說明附圖說明圖1是《一種陣列天線弧形掃描的毫米波成像系統(tǒng)》的陣列天線弧形掃描的毫米波成像系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)立體示意圖；圖2是《一種陣列天線弧形掃描的毫米波成像系統(tǒng)》的天線陣列形式的示意圖；圖3是《一種陣列天線弧形掃描的毫米波成像系統(tǒng)》的陣列天線弧形掃描的毫米波成像系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；圖4是《一種陣列天線弧形掃描的毫米波成像系統(tǒng)》的毫米波成像裝置的工作時序圖；圖5是伺服控制器模塊框圖。其中：1-交流伺服電機，2-電機驅(qū)動器，3-電源適配器，4-減速器，5-皮帶輪，6-天線陣列圓盤支架，7-光柵尺，8-光電開關(guān)，9-伺服控制器，10-信號采集模塊，11-自檢校正控制模塊，12-掃描曲線控制模塊，13-交互通信模塊，14-信號處理分機。

技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)領(lǐng)域《一種陣列天線弧形掃描的毫米波成像系統(tǒng)》涉及毫米波成像技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種陣列天線弧形掃描的毫米波成像系統(tǒng)。

權(quán)利要求權(quán)利要求1.一種陣列天線弧形掃描的毫米波成像系統(tǒng)，其包括：天線陣列圓盤支架、伺服控制模塊、頻率合成模塊、發(fā)射模塊、2個發(fā)射天線陣列、2個接收天線陣列、接收模塊、延時模塊、信號處理模塊和顯控模塊，其中：天線陣列圓盤支架包括可旋轉(zhuǎn)的中心軸和由該中心軸帶動旋轉(zhuǎn)的金屬圓形盤；伺服控制模塊用于控制交流伺服電機的驅(qū)動軸以正弦曲線的速率轉(zhuǎn)動并且控制和檢測天線陣列圓盤支架的旋轉(zhuǎn)角度，使其從0到M度順時針旋轉(zhuǎn)，100≤M≤170度，其包括：伺服機構(gòu)、測量反饋機構(gòu)和伺服控制器，其中：伺服機構(gòu)包括交流伺服電機（1）、電機驅(qū)動器（2）、電源適配器（3）、減速器（4）和皮帶輪（5）；交流伺服電機主軸通過法蘭盤連接減速器，減速器驅(qū)動皮帶輪運動，皮帶輪同天線陣列圓盤支架相連，驅(qū)動安檢門天線陣列圓盤支架完成各種功能運動，交流伺服電機由電機驅(qū)動器直接控制，電機驅(qū)動器連接電源適配器實現(xiàn)交直流轉(zhuǎn)換為電機系統(tǒng)提供電源并實現(xiàn)保護(hù)功能；測量反饋機構(gòu)包括光柵尺（7）、光電開關(guān)（8），光柵尺（7）安裝于天線陣列圓盤支架主軸上，光柵尺（7）讀數(shù)頭固定于天線陣列圓盤支架并隨框架轉(zhuǎn)動產(chǎn)生編碼信號脈沖從而測量天線陣列圓盤支架旋轉(zhuǎn)的角度信息，光電開關(guān)（8）安裝于天線陣列圓盤支架（6）頂部與角度指示圓盤相接觸，可實現(xiàn)中心零位和極限位置的指示；伺服控制器包括：交互通信模塊、信號采集模塊、自檢校正控制模塊以及伺服機構(gòu)的掃描曲線控制模塊；交互通信模塊分為兩部分：一部分完成同信號處理分機的通信，接收其下發(fā)的指令信號并反饋當(dāng)前伺服系統(tǒng)狀態(tài)信息；另一部分完成與電機驅(qū)動器的通信，對伺服執(zhí)行機構(gòu)實施控制；其中，信號采集模塊處理光柵的正交編碼脈沖信號以及光電開關(guān)信號；自檢校正控制模塊完成信號處理分機下發(fā)的自檢校正指令；掃描曲線控制模塊完成信號處理分機下發(fā)的掃描工組指令；頻率合成模塊用于產(chǎn)生基準(zhǔn)時鐘并將其發(fā)送給信號處理模塊、和接收信號處理模塊的控制命令以產(chǎn)生寬帶發(fā)射信號和射頻實施方式實施方式《一種陣列天線弧形掃描的毫米波成像系統(tǒng)》的陣列天線弧形掃描的毫米波成像系統(tǒng)包括：2個發(fā)射天線陣列、2個接收天線陣列、天線陣列圓盤支架、發(fā)射模塊、接收模塊、伺服控制模塊、頻率合成模塊、延時模塊、信號處理模塊和顯控模塊；其中：天線陣列圓盤支架包括可旋轉(zhuǎn)的中心軸和由該中心軸帶動旋轉(zhuǎn)的金屬圓形盤。該圓形盤的半徑在0.5-2米之間。在天線陣列圓盤的邊緣以螺釘形式固定2組發(fā)射天線陣列和接收天線陣列對，其中每一組發(fā)射天線陣列和接收天線陣列對之間的間隔是0.5-5厘米，優(yōu)選間隔是2厘米，更優(yōu)選間隔是1厘米。該2組發(fā)射天線陣列和接收天線陣列對以相對且在一條直線上的方式安裝在天線陣列圓盤支架的邊緣兩端，每個天線陣列是以豎直方式固定在圓盤的邊緣上，如圖1所示。另外，每一組發(fā)射天線陣列和接收天線陣列對是等長的，如圖2所示。伺服控制模塊用于控制交流伺服電機的驅(qū)動軸以一種正弦曲線的速率轉(zhuǎn)動和控制和檢測天線陣列圓盤支架的旋轉(zhuǎn)角度