[发明专利]一种基于可重构电磁表面阵列的三维成像系统

说明书

本公开的可重构电磁表面阵列的三维成像系统，通过毫米波信号产生单元用于产生毫米波激励信号；可重构电磁表面发射阵列用于发射和调制毫米波激励信号，经调制的毫米波激励信号聚焦到目标区域相应位置；可重构电磁表面接收阵列用于接收目标区域的毫米波回波信号；波束扫描控制单元用于向可重构电磁表面发射阵列和接收阵列发送毫米波的动态指令和扫描同步指令，同步调整可重构电磁表面发射阵列和接收阵列的动态相位；数据处理单元用于存储和处理所述毫米波回波得到所述目标区域的三维成像。能够使空间扫描次数降低数个量级，综合稀疏阵列与实波束成像优势，能够实现人流量大时的通过式快速安检，对人体进行快速扫描成像。

技术领域

本公开属于安检技术领域，特别涉及一种基于可重构电磁表面阵列的三维成像系统。

背景技术

公共安全问题是国际社会的广泛关注的焦点。机场、地铁、车站、广场等人 员密集的场所是袭击事件发生的主要地点，那么对安检系统的准确性、实时性、 智能性和环境适用性也提出了更高的要求。

近几年毫米波安检成像技术是新型安检技术，具有安全性高、穿透性好、不同材料的电磁散射特性具有差异性等优点，已成为人体安检技术的主流发展方向。

毫米波安检成像主要分为主动与被动两种模式。主动成像方式对环境的依赖性较低，获取的信息量更丰富，图像信噪比及对比度较高，可实现目标三维成像主要有美国JPL实验室研制的毫米波单通道二维机械扫描成像系统；美国L3公司研制的电扫描与机械扫描相结合的ProVision毫米波人体成像安检系统；德国 RohdeSchwarz公司基于MIMO面阵的QPS毫米波成像系统、英国Smith Detection公司基于两维反射阵的Eqo成像系统。而英美等国家开展太赫兹频段人体安检成像技术研究，多采用被动体制。

可重构数字电磁表面引起了广泛的关注和研究。在可重构数字电磁表面单元设计中集成半导体电子器件或微机电系统(MEMS)，使阵列辐射和调相器件合二为一，可重构天线具备传统反射面天线和相控阵天线的优势，轻薄易共形、易形成大口面，易于向高频发展，且毫米波频段可以采用较成熟的半导体工艺实现高精度、低成本的批量生产。

可重构电磁表面利用压控二极管控制反射单元，不需要多路射频通道即可实现波束空间扫描，可以将可重构电磁表面压控二极管替代传统天线阵元用于收发阵列的子阵设计，可以在电磁表面子阵宽波束扫描的基础上，结合数字波束扫描完成三维高分辨成像，提高了波束扫描效率。

但是，现有的上述毫米波成像系统在处理算法及系统成本方面难以同时满足人员密集区域的快速通过式人体安检需求。因此，亟需一种新的成像系统探究满足人员密集区域的快速通过式人体安检需求。

发明内容

有鉴于此，本公开提出了一种基于可重构电磁表面阵列的三维成像系统，能够使空间扫描次数降低数个量级，综合稀疏阵列与实波束成像优势，能够实现人流量大时的通过式快速安检，对人体进行快速扫描成像。

根据本公开的一方面，提出了一种基于可重构电磁表面阵列的三维成像系统，所述系统包括：

毫米波信号产生单元，用于产生毫米波激励信号；

可重构电磁表面发射阵列，用于发射和调制所述毫米波激励信号，经调制的所述毫米波激励信号聚焦到目标相应位置；

可重构电磁表面接收阵列，用于接收所述目标区域反射的毫米波回波信号、调制和处理所述毫米波回波信号；

波束扫描控制单元，用于向所述可重构电磁表面发射阵列和/或接收阵列发送毫米波的动态指令和扫描同步指令，同步调整所述可重构电磁表面发射阵列和接收阵列的动态相位；

数据处理单元，用于存储和处理所述毫米波回波得到所述目标区域的三维成像。

在一种可能的实现方式中，所述可重构电磁表面发射阵列包括N个相同的可重构电磁表面发射子阵列，且相邻的可重构电磁表面发射子阵列部分重叠，N为正整数。