[发明专利]近场毫米波成像

权利要求书

1.一种近场成像系统，包括：

扫描设备，其适合于通过在给定工作频率上发射具有某一波长的电磁能，捕捉从目标物体反射的电磁能，以及测量所述反射能的强度和相位来扫描目标物体的表面，其中所述扫描设备包括具有子波长尺度的探针，该探针用于发射所述电磁能以及捕捉所述反射能；

成像器，其使用所述反射能的所述测量的强度和相位来呈现所述目标物体的图像，其中所述图像被呈现为具有子波长分辨率。

2.根据权利要求1的近场成像系统，其中所述探针包括在半导体芯片的表面上形成的探针元件阵列。

3.根据权利要求2的近场成像系统，其中所述探针元件为环形元件。

4.根据权利要求3的近场成像系统，其中所述环形元件各具有大约2mm或更小的直径。

5.根据权利要求1的近场成像系统，其中所述反射能的所述测量的强度和相位为S₁₁参数。

6.根据权利要求1的近场成像系统，其中所述扫描设备包括半导体芯片，该半导体芯片具有实现矢量网络分析器功能以计算S₁₁参数的集成电路。

7.根据权利要求1的近场成像系统，其中所述成像器计算所述S₁₁参数。

8.根据权利要求1的近场成像系统，其中所述成像器使用所述反射能的所述测量的强度和相位估计所述扫描的目标物体的组成元件的介电常数，并且基于所述扫描的物体的所述组成元件的介电常数的估计的差值呈现所述图像。

9.根据权利要求8的近场成像系统，其中所述反射能的所述测量的强度和相位为S₁₁参数。

10.根据权利要求8的近场成像系统，其中所述图像的像素被计算为：

f_amp(x₀,y₀)=var{amp(S₁₁(x,y))|(dist(x,x₀)<d)and(dist(y,y₀)<d)}

f_phase(x₀,y₀)=var{phase(S₁₁(x,y))|(dist(x,x₀)<d)and(dist(y,y₀)<d)}

其中(x,y)表示图像像素的坐标，f_amp是从S₁₁的振幅推导的函数，f_phase是从S₁₁的相位推导的函数，var表示在点(x,y)上取的变化函数，使得x与x₀的距离小于d，并且y与y₀的距离小于d。

11.根据权利要求1的近场成像系统，其中所述给定工作频率约为100GHz或更大，其中所述波长约为3mm或更小，并且其中所述图像的所述子波长分辨率约为0.5mm或更小。

12.一种成像方法，包括：

在给定工作频率上通过用具有某一波长的电磁能扫描目标物体的表面；

捕捉从所述目标物体反射的电磁能；

测量所述反射能的强度和相位；以及

使用所述反射能的所述测量的强度和相位呈现所述目标物体的图像，

其中所述扫描和捕捉使用具有子波长尺度的探针执行，并且

其中所述图像被呈现为具有子波长分辨率。

13.根据权利要求12的方法，其中所述探针包括探针元件阵列。

14.根据权利要求13的方法，其中所述探针元件为环形元件。

15.根据权利要求14的方法，其中所述环形元件各具有大约2mm或更小的直径。

16.根据权利要求12的方法，其中使用所述反射能的所述测量的强度和相位呈现所述目标物体的图像包括估计所述扫描的目标物体的组成元件的介电常数，以及基于所述扫描的物体的所述组成元件的介电常数的估计的差值呈现所述图像。

17.根据权利要求16的方法，其中所述反射能的所述测量的强度和相位为S₁₁参数。