BR112020027061A2

BR112020027061A2 - Arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso, e,aparelho de inspeção de segurança no corpo humano

Info

Publication number: BR112020027061A2
Application number: BR112020027061-0A
Authority: BR
Inventors: Ziran Zhao; Yan You; Wenguo Liu; Lingbo QIAO; Yingkang Jin; Xuming MA; Jian Wu; Zhimin Zheng
Original assignee: Tsinghua University; Nuctech Company Limited
Priority date: 2018-08-17
Filing date: 2019-08-15
Publication date: 2021-03-30
Also published as: JP7181319B2; WO2020035023A1; EP3647826A1; EP3647826A4; JP2021527832A

Abstract

arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso, e, aparelho de inspeção de segurança no corpo humano. são providos um arranjo de matriz de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso (100, 200) para formação de imagem de inspeção de segurança em onda milimétrica ativa, e um dispositivo de inspeção de segurança no corpo humano e um método de inspeção de segurança no corpo humano. o arranjo de matriz de múltiplas transmissões e múltiplas recepções (100, 200) compreende um conjunto de antenas de transmissão (t) para transmitir as ondas milimétricas e um conjunto de antenas de recepção (r) para receber as ondas milimétricas refletidas por um corpo humano, em que as antenas de transmissão (t) são arranjadas ao longo de uma primeira fileira; as antenas de recepção (r) são arranjadas ao longo de uma segunda fileira; a primeira fileira é paralela à, e espaçada a partir da, segunda fileira; e mais do que duas antenas de recepção (r) são correspondentemente arranjadas entre as duas antenas de transmissão adjacentes (t). o arranjo pode melhorar a velocidade de coleta de dados e a taxa de utilização da unidade de antena, e também pode reduzir a complexidade do hardware e melhorar a praticidade de engenharia.

Description

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ARRANJO DE MATRIZ DE ANTENA DE MÚLTIPLAS TRANSMISSÕES E MÚLTIPLAS RECEPÇÕES ESPARSO, E,

APARELHO DE INSPEÇÃO DE SEGURANÇA NO CORPO HUMANO Campo Técnico

[001] As modalidades da presente descrição se referem ao campo da inspeção de segurança no corpo humano e, particularmente, a um arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções, a um aparelho de inspeção de segurança no corpo humano e a um método de inspeção de segurança no corpo humano. Fundamentos

[002] Atualmente, as situações antiterrorismo domésticas e estrangeiras estão se tornando cada vez mais sérias. As armas, as facas, os explosivos, as drogas ocultos e outro bens perigosos conduzidos por terroristas impõem uma grande ameaça à segurança de navegação. A tecnologia de inspeção de segurança humana para aeroportos, estações ferroviárias e outras ocasiões especiais foi altamente valorizada pelos departamentos de gerenciamento de transporte de vários países.

[003] A tecnologia de formação de imagem humana em onda milimétrica ou onda em terahertz ativas estava disponível na tecnologia anterior. O princípio de funcionamento da tecnologia é que o dispositivo, primeiro, radia as ondas milimétricas para o corpo humano e, então, recebe as ondas milimétricas espalhadas pelo corpo humano ou por objetos suspeitos através do detector, e faz a imagem do corpo humano através de um algoritmo de reconstrução. Entretanto, a quantidade de cálculo é grande e uma velocidade da formação de imagem é baixa. Muitas antenas para transmitir as ondas milimétricas e detectar as ondas milimétricas são necessárias, e o aparelho é complicado e difícil de fabricar. Sumário

[004] De acordo com um aspecto da presente descrição, é provido

2 / 51 um arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso para uma formação de imagem de inspeção de segurança em onda milimétrica ativa, que compreende um conjunto de antenas de transmissão para transmitir as ondas milimétricas e um conjunto de antenas de recepção para receber as ondas milimétricas transmitidas pelo conjunto de antenas de transmissão e refletidas por um corpo humano; em que o conjunto de antenas de transmissão compreende uma pluralidade de antenas de transmissão arranjadas ao longo de uma primeira fileira, o conjunto de antenas de recepção compreende uma pluralidade de antenas de recepção arranjadas ao longo de uma segunda fileira, a primeira fileira de antenas de transmissão do conjunto de antenas de transmissão é arranjada em paralelo com a segunda fileira de antenas de recepção do conjunto de antenas de recepção, e a primeira fileira de antenas de transmissão é espaçada a partir de e localizada em um mesmo plano da segunda fileira de antenas de recepção; em que, pelo menos uma das antenas de recepção é arranjada em um alcance, igual a um comprimento de um intervalo entre duas antenas de transmissão adjacentes das antenas de transmissão arranjadas ao longo da primeira fileira, na segunda fileira de antenas de recepção, de maneira tal que o número das antenas de transmissão seja menor do que o número das antenas de recepção.

[005] De acordo com um aspecto da presente descrição, é provido um arranjo de matriz de antenas de múltiplas transmissões e antenas de múltiplas recepções esparso para uma formação de imagem de inspeção de segurança em onda milimétrica ativa, que compreende um conjunto de antenas de transmissão para transmitir as ondas milimétricas e um conjunto de antenas de recepção para receber as ondas milimétricas transmitidas pelas antenas de transmissão e refletidas por um corpo humano; em que o conjunto de antenas de transmissão compreende uma

3 / 51 pluralidade de antenas de transmissão arranjadas ao longo de uma primeira fileira, o conjunto de antenas de recepção compreendendo uma pluralidade de antenas de recepção arranjadas ao longo de uma segunda fileira, a primeira fileira de antenas de transmissão do conjunto de antenas de transmissão é arranjada em paralelo com a segunda fileira de antenas de recepção do conjunto de antenas de recepção, e a primeira fileira de antenas de transmissão é espaçada a partir da e localizada no mesmo plano da segunda fileira de antenas de recepção; em que um intervalo entre duas antenas de transmissão adjacentes das antenas de transmissão arranjadas ao longo da primeira fileira não é menor do que uma vez o comprimento de onda da onda de radiação, e um intervalo entre duas adjacentes das antenas de recepção arranjadas ao longo da segunda fileira não é menor do que uma vez o comprimento de onda da onda de radiação, de maneira tal que um número total das antenas de transmissão e das antenas de recepção seja reduzido em relação a um número total das antenas de transmissão e das antenas de recepção quando as antenas de transmissão e as antenas de recepção forem arranjadas em pares e os pares de antena de transmissão e de antena de recepção forem espaçados um a partir do outro em uma vez o comprimento de onda da onda radiante; em que o arranjo de matriz de antenas de múltiplas transmissões e antenas de múltiplas recepções esparso compreende uma pluralidade de segmentos, em que um ângulo é formado entre dois adjacentes dos segmentos; o conjunto de antenas de transmissão e o conjunto de antenas de recepção, respectivamente, incluem partes que ficam respectivamente dispostas nos segmentos.

[006] De acordo com um aspecto, é provido um arranjo de matriz de antenas de múltiplas transmissões e antenas de múltiplas recepções esparso para uma formação de imagem de inspeção de segurança em onda milimétrica

4 / 51 ativa, que compreende uma pluralidade de fileiras de antenas de transmissão paralelas umas às outras e configuradas para transmitir as ondas milimétricas e uma pluralidade de fileiras de antenas de recepção paralelas umas às outras e configuradas para receber as ondas milimétricas transmitidas pelas antenas de transmissão e refletidas por um corpo humano, cada uma das fileiras de antenas de transmissão compreende uma pluralidade de antenas de transmissão e cada uma das fileiras de antenas de recepção compreende uma pluralidade de antenas de recepção; em que as fileiras de antenas de transmissão ficam em paralelo com e espaçadas a partir das fileiras de antenas de recepção; em que uma fileira das fileiras de antenas de transmissão e uma fileira das fileiras de antenas de recepção constituem o arranjo de matriz de antenas de múltiplas transmissões e antenas de múltiplas recepções esparso da forma supramencionada.

[007] De acordo com um aspecto, é provido um arranjo de matriz de antenas de múltiplas transmissões e antenas de múltiplas recepções esparso para uma formação de imagem de inspeção de segurança em onda milimétrica ativa, que compreende um conjunto de antenas de transmissão para transmitir as ondas milimétricas e um conjunto de antenas de recepção para receber as ondas milimétricas transmitidas pelas antenas de transmissão e refletidas por um corpo humano; em que o conjunto de antenas de transmissão compreende uma pluralidade de antenas de transmissão arranjadas ao longo de um primeiro arco em um plano curvo, o conjunto de antenas de recepção compreendendo uma pluralidade de antenas de recepção arranjadas ao longo de um segundo arco em um plano curvo, as antenas de transmissão ao longo do primeiro arco do conjunto de antenas de transmissão são arranjadas em paralelo com, são espaçadas a partir do e localizadas no mesmo plano das antenas de recepção arranjadas ao longo do segundo arco do conjunto de antenas de recepção;

5 / 51 em que pelo menos uma das antenas de recepção é arranjada em um alcance, correspondente a um comprimento de um intervalo entre duas antenas de transmissão adjacentes das antenas de transmissão arranjadas ao longo do primeiro arco, do segundo arco das antenas de recepção.

[008] De acordo com um aspecto, é provido um aparelho de inspeção de segurança no corpo humano que inclui o supramencionado arranjo de matriz de antenas de múltiplas transmissões e antenas de múltiplas recepções esparso.

[009] De acordo com um aspecto, é provido um método de inspeção de segurança no corpo humano pelo uso do supramencionado aparelho de inspeção de segurança no corpo humano. Breve Descrição dos Desenhos

[0010] A figura 1 é um diagrama esquemático de um arranjo de antena de única transmissão e única recepção unidimensional; a figura 2 é um diagrama esquemático de um arranjo de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções unidimensional; a figura 3 é um diagrama do princípio de funcionamento esquemático de um arranjo de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções; a figura 4 é um diagrama esquemático de um arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso de acordo com uma modalidade da presente descrição, em que um espaçamento entre as antenas de transmissão é 4λ; a figura 5 é um diagrama esquemático de um arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso de acordo com uma modalidade da presente descrição, em que um espaçamento entre as antenas de transmissão é 4λ; as figuras 6A e 6B são diagramas esquemáticos de um arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso

6 / 51 de acordo com uma modalidade da presente descrição, em que um espaçamento entre as antenas de transmissão é 3λ; as figuras 7A e 7B são diagramas esquemáticos de um arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso de acordo com uma modalidade da presente descrição, em que um espaçamento entre as antenas de transmissão é 2λ; as figuras 8A e 8B são diagramas esquemáticos de um arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso de acordo com uma modalidade da presente descrição, em que um espaçamento entre as antenas de transmissão é 5λ; as figuras 9A e 9B são diagramas esquemáticos de um arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso de acordo com uma modalidade da presente descrição, em que as antenas de transmissão são divididas em uma pluralidade de grupos; a figura 10 é diagrama esquemático de um arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso de acordo com uma modalidade da presente descrição; a figura 11 é um diagrama esquemático de um arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso de acordo com uma modalidade da presente descrição; a figura 12 é um diagrama esquemático de um aparelho de inspeção de segurança no corpo humano de acordo com uma modalidade da presente descrição; a figura 13 é um diagrama esquemático de um aparelho de inspeção de segurança no corpo humano de acordo com uma modalidade da presente descrição; a figura 14 é um diagrama esquemático de um aparelho de inspeção de segurança no corpo humano de acordo com uma modalidade da presente descrição;

7 / 51 a figura 15 ilustra um arranjo arqueado de acordo com a presente descrição; a figura 16 ilustra um relacionamento entre um comprimento do arco e um comprimento da corda de um arranjo arqueado de acordo com a presente descrição; as figuras 17A e 17B mostram, respectivamente, uma vista frontal esquemática e uma vista de topo esquemática de um arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso de acordo com uma modalidade da presente descrição; a figura 18 mostra uma vista esquemática de um aparelho de inspeção de segurança no corpo humano de acordo com uma modalidade da presente descrição; a figura 19 mostra um diagrama esquemático de um aparelho de inspeção de segurança no corpo humano de acordo com uma modalidade da presente descrição; a figura 20 mostra um diagrama esquemático de um aparelho de inspeção de segurança no corpo humano de acordo com uma modalidade da presente descrição; a figura 21 mostra um diagrama esquemático de um aparelho de inspeção de segurança no corpo humano de acordo com uma modalidade da presente descrição; a figura 22 mostra um diagrama esquemático de um aparelho de inspeção de segurança no corpo humano de acordo com uma modalidade da presente descrição; e a figura 23 mostra um diagrama esquemático de um aparelho de inspeção de segurança no corpo humano de acordo com uma modalidade da presente descrição. Descrição Detalhada

[0011] Embora a presente descrição inclua várias modificações e

8 / 51 formas alternativas, as modalidades específicas são exemplarmente ilustradas nos desenhos e são aqui descritas com detalhes. Deve ser entendido, entretanto, que não pretende-se que os desenhos e a descrição detalhada limitem a presente descrição às modalidades específicas descritas, em vez disto, pretende-se que cubram todas as modificações, os equivalentes e as alternativas que caem no espírito e no escopo definidos nas reivindicações anexas. As figuras são com propósitos ilustrativos e, portanto, não estão desenhadas em escala.

[0012] Não pretende-se que os termos “superior”, “inferior”, “esquerda”, “direita” e similares usados na presente especificação limitem a orientação absoluta dos elementos, mas que facilitem o entendimento das posições relativas dos elementos nos desenhos. O “topo” e a “base” são usados para descrever as orientações de um lado superior e um lado inferior de um objeto localizado em uma direção vertical, respectivamente; “primeiro”, “segundo”, etc. não são para ordenar, mas para distinguir partes diferentes.

[0013] As várias modalidades de acordo com a presente descrição são descritas a seguir em relação aos desenhos.

[0014] Algum conhecimento básico de segurança no corpo humano em onda milimétrica para as modalidades da presente descrição será descrito primeiramente. Um aparelho de inspeção de segurança no corpo humano em onda milimétrica ativa, no geral, aplica o princípio de formação de imagem com abertura sintética de arranjo de antena de transmissão única e recepção única ou transmissão quase única e recepção quase única unidimensional. Em relação à figura 1, um triângulo na figura 1 indica uma unidade da antena de transmissão e de recepção (antena de transmissão-recepção), T indica uma antena de transmissão, R indica uma antena de recepção, e TR indica uma unidade de antena de transmissão e de recepção. As unidades de antena de transmissão e de recepção reais são arranjadas em intervalos iguais de acordo

9 / 51 com o princípio de espaçamento em meio comprimento de onda em uma direção do comprimento da abertura exigido para a formação de imagem. Uma extremidade traseira (não mostrada) de um arranjo de unidade de antena de transmissão e de recepção é conectada em um dispositivo transceptor através de um comutador de alta velocidade. Uma primeira unidade de antena de transmissão e de recepção, pela combinação do comutador e do dispositivo transceptor, realiza uma aquisição de dados, então, uma segunda unidade de antena de transmissão e de recepção, pela combinação do comutador e do dispositivo transceptor, realiza mais uma aquisição de dados. Desta maneira, N conjuntos de aquisições de dados podem ser alcançados, pela comutação da primeira unidade de antena de transmissão e de recepção até a N-ésima unidade de antena de transmissão e de recepção subsequentemente pelo controle da comutação e a informação dos dados de N unidades equivalentes exigidas para a formação de imagem pode ser obtida.

[0015] A desvantagem do arranjo unidimensional das unidades de antena, cada um dos quais é na forma de uma estrutura integral para recepção e transmissão ou é configurado em estruturas separadas para transmissão e recepção, respectivamente, é que um grande número de recursos de antena é exigido. A fim de realizar a amostragem de N unidades de antena, N unidades de antena são exigidas para o arranjo das unidades de antena, cada uma as quais é na forma de uma estrutura integral para recepção e transmissão, e 2N unidades de antena são exigidas para o arranjo das unidades de antena, cada uma das quais é configurada em estruturas separadas para transmissão e recepção, respectivamente, o que resulta em uma utilização muito baixa das antenas de transmissão e de recepção. Além do mais, já que o arranjo da unidade de antena exige um grande número de unidades de antena, e o intervalo entre as unidades de antena precisa satisfazer um teorema de adoção Nyquist, isto é, o intervalo entre as unidades de antena é igual a um intervalo de meio comprimento de onda, o que não é difícil de ser implementado

10 / 51 quando uma frequência operacional for bastante baixa, mas será gradualmente difícil à medida que a frequência operacional aumenta.

[0016] O teorema de adoção Nyquist indica que o número de amostragens exigido ao longo da direção do comprimento da abertura é determinado por diversos fatores, incluindo o comprimento de onda, um tamanho da abertura, um tamanho do alvo e uma distância até o alvo. Se um deslocamento de fase de um ponto de amostragem até o próximo for menor do que π, a regra de Nyquist é satisfeita. O pior caso será que o alvo fica muito próximo da abertura e o ponto de amostragem fica próximo de uma borda da abertura. Para um intervalo de amostragem espacial Δx, um deslocamento de fase será não maior do que 2kΔx para a pior situação. Portanto, a regra de amostragem pode ser expressada como: Δx < (λ/4) em que um comprimento de onda λ é igual a 2π/k.

[0017] Este resultado é mais rigoroso do que aquele em uma situação usual em virtude de um alvo (por exemplo, o corpo humano) ficar usualmente mais próximo da abertura e a largura do feixe da antena ser tipicamente menor do que 180 graus. Por este motivo, um sistema de formação de imagem usado tipicamente emprega um intervalo de amostragem da ordem de grandeza de λ/2.

[0018] Por exemplo, os casos de frequências operacionais de 24-30 GHz e 70-80 GHz são providos para comparação. Os comprimentos de onda correspondentes são 10 mm e 4 mm, respectivamente. Para realizar o arranjo unidimensional mostrado na figura 1, é exigido que o intervalo das antenas de transmissão e de recepção seja 5 mm e 2 mm, respectivamente. Considerando que um comprimento da abertura da antena é 1 m, o arranjo das unidades de antena, cada uma das quais é na forma de uma estrutura integral para recepção e transmissão, exige 200 e 500 unidades de antena, e o arranjo das unidades de antena, cada uma das quais é configurada em estruturas separadas para

11 / 51 transmissão e recepção, respectivamente, exige 400 e 1.000 unidades de antena.

[0019] Pode-se ver que, à medida que a frequência aumenta, o intervalo entre as antenas fica menor e o número de antenas exigidas aumenta bruscamente. Um menor intervalo entre as antenas torna o desenho da unidade de antena e o desenho do esquema do arranjo de antenas extremamente difíceis, e também limita o desempenho das antenas de transmissão e de recepção. O aumento no número de antenas não apenas aumenta o custo do hardware e a complexidade do sistema, mas também leva ao aumento da quantidade de dados e do tempo de aquisição de dados. Portanto, o arranjo unidimensional mostrado na figura 1 não é factível na aplicação da inspeção de segurança com formação de imagem do corpo humano com onda milimétrica em alta frequência (50 GHz-300 GHz), e tem menos valor de realização da engenharia.

[0020] A figura 2 mostra um esquema de antenas multientradas- multissaídas esparsamente distribuído, em que T denota uma antena de transmissão e R denota uma antena de recepção. Embora este esquema de antenas possa tornar o número de antenas reduzido, o mesmo tem desvantagens: por exemplo, já que uma distância entre o centro de fase equivalente e as antenas de transmissão múltipla e de recepção múltipla é grande, apenas um algoritmo de retroprojeção pode ser usado e, assim, um longo tempo de reconstrução de imagem é necessário devido a uma baixa velocidade de cálculo do algoritmo de retroprojeção. Um algoritmo de retroprojeção é originado a partir de uma tomografia computadorizada e é um algoritmo de formação de imagem preciso com base em um processamento de sinal no domínio de tempo. Uma ideia básica do mesmo é que, para cada ponto de formação de imagem em uma área de formação de imagem, pelo cálculo do atraso de tempo entre um ponto de formação de imagem e as antenas de recepção e de transmissão, as contribuições de todos os ecos para a

12 / 51 mesma são coerentemente sobrepostas para obter um correspondente valor de pixel do ponto de imagem na imagem. Desta maneira, a íntegra da área de formação de imagem é sujeita a um processamento de sobreposição coerente ponto a ponto, e uma imagem da área de formação de imagem pode ser obtida. A maior desvantagem deste algoritmo é que o mesmo precisa reconstruir cada ponto na íntegra do intervalo de formação de imagem, o que resulta em uma baixa velocidade de reconstrução e uma grande demora. Além do mais, as antenas de recepção em ambas as extremidades são densamente distribuídas, e o intervalo entre as antenas precisa satisfazer o teorema de adoção Nyquist. Por exemplo, em banda de 170 GHz - 260 GHz, típicas antenas de transmissão e de recepção têm uma abertura de antena de 10,8 mm, ao mesmo tempo em que uma frequência central corresponde a meio comprimento de onda de 1,36 mm. Obviamente, este tipo de arranjo de antenas não é adequado.

[0021] Uma solução é prover as antenas de recepção esparsamente, de forma que um intervalo entre os centros de fase equivalentes seja maior do que o meio comprimento de onda. Entretanto, a amostragem insuficiente pelas antenas irá resultar em severos artefatos em uma imagem reconstruída.

[0022] A fim de resolver as supramencionadas deficiências, a presente descrição propõe um arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso, que pode melhorar enormemente a velocidade de coleta de dados e a taxa de utilização das unidades de antena por um desenho esparso e controlar a tecnologia de um arranjo de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções; pode realizar completamente um escaneamento elétrico ao longo da direção do arranjo (isto é, controlar uma antena depois da outra para funcionar por um comutador ou controlar as antenas para escanear em uma frequência depois da outra por um comutador) sem escaneamento mecânico, pode alcançar um rápido escaneamento e melhorar uma velocidade da formação de imagem; e pode implementar um

13 / 51 algoritmo de reconstrução com base em uma transformada rápida de Fourier para melhorar significativamente uma velocidade de reconstrução e reduzir a complexidade do hardware e melhorar a possibilidade de concretização da engenharia.

[0023] De acordo com modalidades da presente descrição, um arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso para uma formação de imagem com onda milimétrica ativa é provido, em que o intervalo das unidades equivalentes é definido para ser ligeiramente maior do que ou igual à metade de um comprimento de onda correspondente a uma frequência de trabalho por uma única estação equivalente e um controle de comutação elétrica e a unidade equivalente é o centro de fase equivalente.

[0024] Por conveniência de explicação, em relação à figura 3, um sistema de antenas de múltiplas transmissões e múltiplas recepções é mostrado. Um sistema de coordenadas XY é estabelecido, em que uma combinação de antena de transmissão e antena de recepção esparsa é considerada no eixo geométrico x, e as coordenadas de local de uma antena de transmissão e uma antena de recepção da combinação de antena de transmissão e antena de recepção são respectivamente representadas por e .

[0025] Para um ponto alvo em uma área alvo, I representa o ponto alvo espalhado em I(xn,yn), uma distância entre I e uma antena de transmissão At é Rt,n, uma distância entre I e uma antena de recepção Ar é Rr,n e R0 é uma distância vertical entre o centro da área alvo e o arranjo linear, isto é, a distância da formação de imagem.

[0026] O sinal de eco depois de ser espalhado pelo ponto alvo pode ser expressado como

14 / 51 em que, é um coeficiente de espalhamento de um corpo humano, é uma frequência espacial de um sinal de gradação de frequência, e j é uma unidade imaginária.

[0027] Para a combinação das antenas de transmissão e das antenas de recepção , o sinal de eco recebido pela mesma a partir da área alvo é: em que D é a área de formação de imagem.

[0028] Uma posição equivalente para transmissão e recepção de sinais pode ser representada por um centro de fase das antenas. A posição equivalente é um centro físico de duas antenas ou aberturas separadas. Em um sistema de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções, uma antena de transmissão corresponde a antenas de múltiplas recepções. Em modalidades da presente descrição, a unidade da antena de recepção e a unidade da antena de transmissão não ficam dispostas na mesma posição. O sistema em que as antenas de transmissão e de recepção são espacialmente separadas pode ser simulado pelo uso de um sistema virtual, em que uma posição virtual é adicionada entre cada conjunto de antena de transmissão e antena de recepção e é chamada do centro de fase equivalente. Os dados de eco adquiridos pela combinação de antena de transmissão e antena de recepção podem ser equivalentes a um eco adquirido pela antena de autotransmissão e de autorrecepção na posição em que o centro de fase equivalente Ae(xe, ye) fica localizado.

[0029] Para a combinação de antena de transmissão e de recepção, um relacionamento entre as coordenadas físicas das antenas pode ser expressado como: .

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[0030] Usando o princípio do centro de fase equivalente, um sinal de eco equivalente pode ser expressado como: .

[0031] De acordo com o supradescrito princípio do arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso para uma formação de imagem com onda milimétrica ativa, uma modalidade é provida da forma mostrada na figura 4. O arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso, da forma mostrada na figura 4, pode ser especificamente construído pelas seguintes etapas: primeiro, o número exigido N e o intervalo d de unidades equivalentes são determinados de acordo com os parâmetros do índice de formação de imagem, tais como uma frequência operacional (comprimento de onda λ), um comprimento do arranjo de antenas, isto é, a abertura de antena Lap, etc.; então, as unidades de antena reais são arranjadas de maneira que as antenas de transmissão e as antenas de recepção sejam separadas umas das outras, de maneira tal que as antenas de transmissão e as antenas de recepção sejam respectivamente distribuídas ao longo de duas linhas retas paralelas uma à outra, com um intervalo de dtr entre as mesmas; a seguir, o arranjo da unidade da antena de transmissão é desenhado, de maneira tal que um número total Nt das antenas de transmissão seja um número arbitrário, que é determinado pela abertura de antena Lap, e o intervalo das antenas de transmissão seja Mλ (4λ nesta modalidade); e a seguir, o arranjo da unidade da antena de recepção é desenhado, de maneira tal que um número total Nr das antenas de recepção seja um número arbitrário, e as antenas de recepção sejam igualmente espaçadas com um intervalo de λ.

[0032] O arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e

16 / 51 múltiplas recepções esparso para uma formação de imagem de segurança com onda milimétrica ativa construído de acordo com as etapas expostas inclui um conjunto de antenas de transmissão para transmitir uma onda milimétrica e um conjunto de antenas de recepção para receber a onda milimétrica refletida por um corpo humano. Nesta modalidade, o conjunto de antenas de transmissão inclui uma pluralidade de antenas de transmissão arranjadas ao longo de uma primeira fileira, o conjunto de antenas de recepção inclui uma pluralidade de antenas de recepção arranjadas ao longo de uma segunda fileira, a primeira fileira do conjunto de antenas de transmissão é paralela à segunda fileira do conjunto das antenas de recepção, e a primeira fileira do conjunto de antenas de transmissão fica localizada no mesmo plano da e é espaçada a partir da segunda fileira do conjunto de antenas de recepção; em que, correspondente ao espaçamento entre duas adjacentes da primeira fileira do conjunto de antenas de transmissão, mais do que duas antenas de recepção são arranjadas na segunda fileira do conjunto de antenas de recepção, de forma que o número de antenas de recepção possa ser reduzido, ao mesmo tempo em que se garante a nitidez da imagem, em virtude de o número de antenas de transmissão ser menor do que o número das antenas de recepção e um número total de componentes ser reduzido e a dificuldade e o custo de fabricação serem, assim, reduzidos.

[0033] Há muitas formas de arranjar um arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso. Por exemplo, em uma modalidade, a primeira fileira do conjunto de antenas de transmissão é configurada para transmitir os sinais de uma onda eletromagnética um por um/etapa por etapa da esquerda para a direita (isto é, começando a partir da antena de transmissão em uma extremidade), e o sinal de onda eletromagnética de cada uma das antenas de transmissão é recebido por, por exemplo, 6 ou 8 unidades (o que garante que o intervalo entre os centros de fase equivalentes seja meio comprimento de onda) das antenas de recepção,

17 / 51 mais próximas daquela uma das antenas de transmissão que transmite o sinal de onda eletromagnética. Finalmente, todas as antenas de transmissão completam uma transmissão de sinal, isto é, completam um escaneamento da fileira das antenas de transmissão. Em uma modalidade, por exemplo, um outro modo de operação é provido. A primeira fileira das antenas de transmissão é configurada para transmitir simultaneamente os sinais de onda eletromagnética de uma mesma frequência, e os sinais de onda eletromagnética transmitidos pelas antenas de transmissão são codificados respectivamente, de maneira tal que os sinais recebidos pelas antenas de recepção possam ser usados para a formação de imagem depois de decodificados. Um escaneamento unidimensional é completado pela transmissão e pela recepção dos sinais de onda eletromagnética uma vez.

[0034] Em uma modalidade, a primeira fileira das antenas de transmissão é configurada para transmitir os sinais de onda eletromagnética um por um/etapa por etapa da esquerda para a direita (isto é, começando a partir da antena de transmissão em uma extremidade), e o sinal de onda eletromagnética de cada uma das antenas de transmissão é recebido por, por exemplo, 6 ou 8 das antenas de recepção, mais próximas daquela uma das antenas de transmissão que transmite o sinal de onda eletromagnética, e a frequência do sinal de onda eletromagnética transmitido pelas antenas de transmissão aumenta gradualmente. Finalmente, todas as antenas de transmissão completam uma transmissão de sinal, isto é, completam um escaneamento da fileira das antenas de transmissão. Em uma modalidade, por exemplo, um outro modo de operação é provido. A primeira fileira das antenas de transmissão é configurada para transmitir os sinais de onda eletromagnética um por um da esquerda para a direita e, depois que um escaneamento unidimensional for completado, a primeira fileira das antenas de transmissão é trasladada em uma direção lateral em um certo deslocamento e, então, transmite os sinais de onda eletromagnética um por um novamente e

18 / 51 a frequência dos sinais de onda eletromagnética é diferente daquela no escaneamento prévio.

[0035] As antenas de transmissão e as antenas de recepção também podem ser configuradas para funcionar em outros modos.

[0036] Em uma modalidade, pelo menos uma das antenas de transmissão é alinhada com pelo menos uma das antenas de recepção, de maneira tal que a linha de conexão entre as duas seja perpendicular à direção da fileira do conjunto de antenas de transmissão ou do conjunto de antenas de recepção; entretanto, deve ser conhecido que isto não é necessário.

[0037] Entretanto, em uma outra modalidade, uma linha que conecta qualquer uma das antenas de transmissão em qualquer uma das antenas de recepção faz um ângulo com a direção da fileira do conjunto de antenas de transmissão ou do conjunto de antenas de recepção, o que pode ser vantajoso para o uso efetivo de um espaço entre cada uma das antenas de transmissão e das antenas de recepção próximo das mesmas sem fazer com que um par da antena de transmissão e da antena de recepção fiquem muito próximas uma da outra.

[0038] Em uma modalidade (como um exemplo), as antenas de transmissão são espaçadas umas a partir das outras em um intervalo que é quatro vezes o comprimento de onda das ondas de radiação. O conjunto de antenas de recepção inclui uma pluralidade de antenas de recepção espaçadas uma a partir das outras em um intervalo que é igual ao comprimento de onda da onda de radiação. O número das antenas de transmissão e das antenas de recepção pode ser determinado de acordo com um comprimento do arranjo de matriz ou da assim denominada abertura com as antenas de transmissão e as antenas de recepção sendo configuradas para satisfazer as condições expostas.

[0039] A figura 4 mostra um arranjo no qual um ponto médio de uma linha que conecta uma de um conjunto de antenas de transmissão e uma correspondente de um conjunto de antenas de recepção é considerado como o

19 / 51 centro de fase equivalente virtual do par de antena de transmissão-antena de recepção e uma distância entre dois centros de fase equivalentes adjacentes é a metade de um comprimento de onda da onda de radiação.

Na figura 4 (similarmente na figura 5 a seguir), a antena de transmissão indicada por um quadrado T e a antena de recepção indicada por um círculo R são conectadas por uma linha rompida, o ponto médio da linha que conecta T e R é representado por um triângulo, e uma posição do triângulo indica um centro de fase equivalente virtual.

Uma antena de transmissão pode, no geral, corresponder a uma pluralidade de antenas de recepção.

Por exemplo, uma antena de transmissão pode corresponder a três, quatro, cinco, seis, sete ou oito antenas de recepção, isto é, um sinal transmitido por uma antena de transmissão é recebido e identificado por 3, 4, 5, 6, 7, ou 8 antenas de recepção mais próximas da mesma.

De fato, o sinal da antena de transmissão também pode ser recebido por outras antenas de recepção.

Entretanto, na prática, os sinais recebidos por outras antenas de recepção não são considerados, isto é, cada antena de transmissão é pareada com antenas de recepção correspondentes fixas para realizar a inspeção.

Cada par de antena de transmissão-antena de recepção tem um centro de fase equivalente virtual.

As posições destes centros de fase equivalentes virtuais, indicadas pelos triângulos na figura 4, são espaçadas umas a partir das outras pela metade do comprimento de onda da onda de radiação.

A fim de reduzir o número das antenas de transmissão e das antenas de recepção e, no geral, evitar a sobreposição dos centros de fase equivalentes, a distância entre dois centros de fase equivalentes adjacentes pode ser configurada para ser igual a cerca da metade do comprimento de onda da onda de radiação para satisfazer a formação de uma imagem final precisa.

Por exemplo, a distância entre dois centros de fase equivalentes adjacentes é 0,3 a 0,7 vez o comprimento de onda da onda de radiação.

Em outras palavras, quando a distância entre dois centros de fase equivalentes adjacentes for maior do que a metade do comprimento de

20 / 51 onda da onda de radiação, a imagem pode ser imprecisa.

[0040] De acordo com modalidades da presente descrição, a distância entre a primeira fileira do conjunto de antenas de transmissão e a segunda fileira do conjunto de antenas de recepção pode ser arbitrária. Entretanto, é vantajoso que a distância entre a primeira fileira do conjunto de antenas de transmissão e a segunda fileira do conjunto de antenas de recepção seja tão pequena quanto possível, em virtude de uma distância excessiva fazer com que uma condição do centro de fase equivalente (um intervalo entre dois centros de fase equivalentes adjacentes ser metade do comprimento de onda ou próximo da metade do comprimento de onda) não seja satisfeita; entretanto, em aplicações práticas, uma distância muito curta é difícil de implementar, e causa os problemas de diafonia e falta de espaço suficiente para arranjar as antenas. Em uma modalidade, a primeira fileira do conjunto de antenas de transmissão é espaçada a partir da segunda fileira do conjunto de antenas de recepção em uma distância menor do que 10% de uma distância da formação de imagem.

[0041] Em uma modalidade, o arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso inclui adicionalmente um comutador de controle operável para controlar o conjunto de antenas de transmissão para transmitir sequencialmente as ondas milimétricas.

[0042] Em uma modalidade, o arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso é configurado para realizar um escaneamento do conjunto de antenas de transmissão pela transmissão sequencial das ondas de radiação através do conjunto de antenas de transmissão, para completar gradualmente um escaneamento bidimensional do corpo humano pelo deslocamento do arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções ao longo de uma direção ortogonal à direção da fileira do conjunto de antenas de transmissão; e para realizar a formação de imagem com base em um algoritmo de holografia de

21 / 51 abertura sintética com base em transformada de Fourier. Da forma mostrada na figura 4, começando a partir da primeira antena de transmissão no lado esquerdo, uma onda de radiação que tem um comprimento de onda da ordem de grandeza de milímetros é transmitida, de maneira tal que a antena de recepção receba um sinal de retorno, e, então, a segunda antena de transmissão transmite uma onda de radiação, que é sequencialmente operada para completar um escaneamento. Subsequentemente, o arranjo é movido em uma direção para cima ou para baixo da superfície do papel em uma distância de etapa, e o escaneamento exposto é repetido novamente para realizar gradualmente um escaneamento no corpo humano.

[0043] Em uma modalidade, o arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso é configurado para realizar um algoritmo de holografia de abertura sintética com base em transformada de Fourier, e a reconstrução de imagem é realizada na região de formação de imagem correta de uma vez, e a fórmula da formação de imagem é: σ ( x, y ) = FT2−D1  FT2 D  s ( xt , yt , xr , yr , Kω )  e  − j 4 k 2 − k x2 − k y2 R0   em que é um coeficiente de espalhamento de um corpo humano, R0 é a distância da formação de imagem, FT2D é a FT2−D1 transformada de Fourier bidimensional, é a transformada de Fourier inversa bidimensional, j é uma unidade imaginária, k é uma constante de propagação, kx e ky são constantes de propagação espacial, respectivamente; é um sinal de eco proveniente do corpo humano recebido por uma combinação de um par de antena de transmissão-antena de recepção; e Kω é a frequência espacial de um sinal de gradação de frequência.

[0044] Durante a operação, as antenas de transmissão transmitem sequencialmente as ondas de radiação pelo controle do comutador de

22 / 51 controle. Quando a primeira antena de transmissão funcionar, as primeira até quarta antenas de recepção coletam os dados de eco; quando a segunda antena de transmissão operar, as primeira até oitava antenas de recepção coletam os dados de eco; quando a terceira antena de transmissão operar, as quinta até décima segunda antenas de recepção coletam os dados de eco; por sua vez, quando cada antena de transmissão operar, oito antenas de recepção correspondentes às mesmas coletam os dados; até a última antena de transmissão, isto é, a Nt-ésima antena de transmissão opera, e as últimas quatro antenas de recepção coletam os dados de eco.

[0045] Depois que todas as antenas de transmissão transmitirem sequencialmente, uma aquisição de dados horizontal é completada e, finalmente, (Nt-1)x8 dados de eco são obtidos. De acordo com o princípio do centro de fase equivalente exposto, estes dados de eco podem ser equivalentes aos dados de eco coletados pelos (Nt-1)x8 centros de fase equivalentes. Além do mais, o intervalo entre estes centros de fase equivalentes é 0,5λ, que satisfaz a distribuição de célula equivalente exigida pela lei de amostragem Nyquist.

[0046] Então, o escaneamento de abertura sintético, isto é, um escaneamento mecânico, é realizado na direção ortogonal ao arranjo para completar um escaneamento de abertura bidimensional. O tamanho da etapa do escaneamento também é necessário para satisfazer o teorema de adoção, isto é, o meio comprimento de onda de 0,5λ.

[0047] Depois que o escaneamento de abertura 2D for completado, os dados de eco coletados podem ser expressados como .

[0048] Finalmente, em combinação com o algoritmo de holografia com abertura sintética com base em transformada rápida de Fourier, a reconstrução rápida pode ser alcançada e a formação de imagem pode ser completada. O propósito do algoritmo de formação de imagem é inverter a imagem do alvo a partir da expressão do exo, isto é, o coeficiente de

23 / 51 espalhamento do alvo. O algoritmo de holografia de abertura sintética com base em transformada de Fourier não precisa reconstruir a íntegra da região de formação de imagem ponto a ponto, como o subsequente algoritmo de projeção, em vez disto, completa a reconstrução da região de formação de imagem correta de uma vez para suas vantagens da Transformada Rápida de Fourier. A fórmula da formação de imagem é como a seguir: σ ( x, y ) = FT2−D1  FT2 D  s ( xt , yt , xr , yr , Kω )  e  − j 4 k 2 − k x2 − k y2 R0   em que R0 é a distância da formação de imagem.

[0049] Em uma outra modalidade, da forma mostrada na figura 5, o arranjo da antena de transmissão e o arranjo da antena de recepção são desalinhados, e a primeira antena na extremidade esquerda do arranjo da antena de transmissão e a primeira antena na extremidade esquerda do arranjo da antena de recepção ficam em uma distância de λ.

[0050] O arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso provido na presente descrição é com base no princípio equivalente de estação única, isto é, o arranjo é desenhado com base em estação única equivalente e é combinado com o controle do comutador de controle, de forma que os centros de fase equivalentes finalmente formados (também referidos como unidades equivalentes ou unidades equivalentes de antena na presente descrição) satisfaçam a lei de amostragem Nyquist. Isto é, o intervalo entre as unidades de antena equivalentes finalmente formadas pelo arranjo de antena de transmissão e de recepção é ligeiramente maior do que ou igual à metade do comprimento de onda correspondente à frequência operacional.

[0051] De acordo com o princípio exposto, as modalidades da presente descrição adotam o desenho de arranjo esparso e tecnologia de controle de comutação para o arranjo para finalmente realizar a exigência de distribuição das unidades de antena equivalentes em que o intervalo entre as

24 / 51 unidades de antena equivalentes é o meio comprimento de onda pela consideração do curto comprimento de onda da onda milimétrica em banda de alta frequência, e levando em conta a possibilidade de concretização da engenharia.

[0052] Em relação à figura 4, um processo de desenho para um arranjo de 63 antenas de transmissão e 248 antenas de recepção é tomado como um exemplo para introduzir um arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso e um método de arranjo do mesmo de acordo com a presente descrição. Os versados na técnica podem implementar um arranjo de uma matriz esparsa de acordo com os preceitos da presente invenção.

[0053] Primeiro, de acordo com as exigências para o parâmetro do índice de formação de imagem, tais como resolução da formação de imagem, nível de lóbulo lateral e outros parâmetros, o número exigido de unidades equivalentes e o intervalo das mesmas são determinados, isto é, a distribuição do arranjo virtual equivalente é determinada. É necessário que o intervalo das unidades equivalentes seja, no máximo, ligeiramente maior do que ou igual à metade do comprimento de onda operacional. Então, as unidades de antena reais são arranjadas de acordo com o arranjo separado das antenas de transmissão e das antenas de recepção, de maneira tal que as antenas de transmissão e as antenas de recepção sejam respectivamente distribuídas ao longo de duas linhas retas paralelas uma à outra e um espaçamento entre as duas linhas retas pode ser um valor arbitrário, mas ser tão pequeno quanto possível (pode ser λ, 1,5λ, 2λ, 3λ, 4λ, etc.) e pode ser razoavelmente selecionado de acordo com o tamanho da unidade de antena realmente desenhada e a exigência de desenho do tamanho do arranjo. Na presente descrição, o tamanho do arranjo pode ser 1 m.

[0054] A seguir, da forma mostrada na figura 4, o arranjo das unidades da antena de transmissão é desenhado. O número total das antenas

25 / 51 de transmissão é 63 (o número total é expansível para qualquer outro número; e é especificamente determinado por fatores, tais como uma resolução da formação de imagem, um alcance da formação de imagem, etc.), e o intervalo das antenas de transmissão é 4λ.

[0055] A seguir, o arranjo das unidades da antena de recepção é desenhado. O número total das antenas de recepção é 248 (o número total é expansível para qualquer outro número, e é especificamente determinado por fatores, tais como a resolução da formação de imagem, o alcance da formação de imagem, etc.), e o intervalo das antenas de recepção é λ. Um arranjo em que a primeira antena do arranjo da antena de transmissão e a primeira antena do arranjo da antena de recepção são alinhadas é mostrado na figura 4.

[0056] Na modalidade mostrada na figura 5, a primeira antena do arranjo da antena de transmissão e a primeira antena do arranjo da antena de recepção estão desalinhadas. A primeira antena do arranjo da antena de transmissão no lado esquerdo é espaçada a partir da primeira antena do arranjo da antena de recepção no lado esquerdo em uma distância de λ (que pode ser outro valor arbitrário, e pode, no geral, ser um valor entre [-5λ, 5λ]).

[0057] Em operação, um tratamento da diferença é realizado para a primeira antena de transmissão e as correspondentes primeiras M/2 (isto é, 4) antenas de recepção; por sua vez, os tratamentos da diferença são respectivamente realizados para a segunda antena de transmissão até a Nt-1- ésima antena de transmissão e as correspondentes M (isto é, 8) antenas de recepção; e o tratamento da diferença é realizado para a Nt-ésima antena de transmissão e as correspondentes últimas M/2 (isto é, 4) antenas de recepção, para obter uma distribuição de unidade equivalente com um intervalo igual de 0,5λ e, finalmente, obter a distribuição de unidade equivalente que satisfaz a lei de amostragem Nyquist. As antenas de transmissão são, por sua vez, comutadas pelo controle de um comutador elétrico para transmitir para completar uma aquisição de dados. Então, o escaneamento de abertura

26 / 51 sintético é realizado em uma direção ortogonal ao arranjo para completar um escaneamento de abertura bidimensional. Finalmente, a reconstrução rápida pode ser alcançada para completar um teste de formação de imagem em combinação com um algoritmo de holografia com abertura sintética com base em transformada rápida de Fourier.

[0058] A figura 6 mostra uma outra modalidade da presente descrição e, diferente da modalidade da figura 4, o intervalo entre as antenas de transmissão é 3λ, e o intervalo entre as antenas de recepção é λ. Na figura 6A, a primeira antena de transmissão fica alinhada com a primeira antena de recepção. Na figura 6B, a primeira antena de transmissão é deslocada a partir da primeira antena de recepção em λ.

[0059] A figura 7 mostra uma outra modalidade da presente descrição e, diferente da modalidade da figura 4, o intervalo entre as antenas de transmissão é 2λ, e o intervalo entre as antenas de recepção é λ. Na figura 7A, a primeira antena de transmissão fica alinhada com a primeira antena de recepção. Na figura 7B, a primeira antena de transmissão é deslocada a partir da primeira antena de recepção em λ.

[0060] A figura 8 mostra uma outra modalidade da presente descrição e, diferente da modalidade da figura 4, o intervalo entre as antenas de transmissão é 5λ, e o intervalo entre as antenas de recepção é λ. Na figura 8A, a primeira antena de transmissão fica alinhada com a primeira antena de recepção. Na figura 8B, a primeira antena de transmissão é deslocada a partir da primeira antena de recepção em λ.

[0061] Em operação, um tratamento da diferença é realizado para a primeira antena de transmissão e as correspondentes primeiras cinco antenas de recepção, então, os tratamentos da diferença são respectivamente realizados para a segunda antena de transmissão até a Nt-1-ésima antena de transmissão e correspondentes 10 antenas de recepção e, finalmente, o tratamento da diferença é realizado para a Nt-ésima antena de transmissão e

27 / 51 as correspondentes últimas cinco antenas de recepção, para obter uma distribuição de unidade equivalente com um intervalo igual de 0,5λ e uma distribuição de unidade equivalente que satisfaz a lei de amostragem Nyquist. Através do controle pelo comutador elétrico, as antenas de transmissão são sequencialmente comutadas para completar uma aquisição de dados. O escaneamento de abertura sintético é, então, realizado na direção ortogonal ao arranjo para completar o escaneamento de abertura bidimensional. Finalmente, a reconstrução rápida pode ser alcançada e o teste de formação de imagem pode ser completado em combinação com o algoritmo de holografia com abertura sintética com base em transformada rápida de Fourier. Por exemplo, 51 antenas de transmissão e 250 antenas de recepção podem ser providas para formar um arranjo de 1 m.

[0062] De acordo com uma outra modalidade da presente descrição, diferente da modalidade exposta, um arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso para a formação de imagem de segurança com onda milimétrica ativa inclui uma pluralidade de fileiras, paralelas umas às outras, de antenas de transmissão para transmitir as ondas milimétricas e uma pluralidade de fileiras, paralelas umas às outras, de antenas de recepção para receber as ondas milimétricas refletidas pelo corpo humano, de acordo com o que, as antenas de transmissão podem transmitir um sinal mais forte, as antenas de recepção podem obter um sinal mais forte, e a precisão do escaneamento é melhorada. Cada fileira de antenas de transmissão inclui uma pluralidade de antenas de transmissão, e cada fileira de antenas de recepção inclui uma pluralidade de antenas de recepção. Desta maneira, a pluralidade de fileiras de antenas de transmissão transmitem sequencialmente as ondas de radiação que têm um comprimento de onda da ordem de grandeza de milímetro, completam um escaneamento, o que melhora enormemente a eficiência do escaneamento, aumentam a área do corpo humano coberta por um escaneamento, e melhoram a velocidade do

28 / 51 escaneamento. Na presente modalidade, o sinal de onda eletromagnética transmitido pelas antenas de transmissão pode ser codificado, de maneira tal que o sinal recebido pelas antenas de recepção que são pré-ajustadas para receber o mesmo possa ser identificado e decodificado para uso na geração de uma imagem.

[0063] Nesta modalidade, a pluralidade de fileiras de antenas de transmissão são paralelas à pluralidade de fileiras de antenas de recepção; e a pluralidade de fileiras de antenas de transmissão e a pluralidade de fileiras de antenas de recepção são espaçadas umas a partir das outras. Uma fileira de antenas de transmissão das fileiras de antenas de transmissão e uma fileira de antenas de recepção das fileiras de antenas de recepção constituem o supradescrito arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso.

[0064] Em outras modalidades, pelo menos alguns dos centros de fase equivalentes de pares de antena de transmissão e antena de recepção adjacentes são alternadamente arranjados em uma fileira. Por exemplo, em uma modalidade da presente descrição, uma pluralidade de antenas de transmissão podem ser divididas em uma pluralidade de grupos de antena de transmissão, de maneira tal que as antenas de transmissão no mesmo grupo de antena de transmissão sejam separadas em uma distância que é uma vez o comprimento de onda da onda de radiação e dois adjacentes dos grupos de antena de transmissão são separados em uma distância que é um número inteiro de vezes o comprimento de onda da onda de radiação, e o número inteiro não é menor do que dois.

[0065] A figura 9A mostra um arranjo das antenas de transmissão e das antenas de recepção de uma modalidade da presente descrição. Na figura 9A, t denota uma antena de transmissão, e r denota uma antena de recepção. t1 e t2 são próximos um do outro e podem ser considerados como um grupo. t3 e t4 são próximos um do outro e podem ser considerados como um grupo.

29 / 51 O centro de fase equivalente para t1-r1 é adjacente a um centro de fase equivalente para t2-r2, e o centro de fase equivalente para t2-r2 é adjacente ao centro de fase equivalente para t1-r2, isto é, os centros de fase equivalentes para t1-r1 e t1-r2 não são adjacentemente arranjados, mas os centros de fase equivalentes para t2-r1 são arranjados entre os dois. Para um arranjo como este, é exigido que os sinais das antenas de transmissão sejam codificados e as antenas de recepção decodifiquem o sinal codificado recebido a partir das antenas de transmissão pré-determinadas e, então, processem o mesmo. A antena de recepção não processa ou não pode processar os sinais das outras antenas de transmissão. Os sinais que são realimentados nos centros de fase equivalentes espaçados e arranjados em cerca da metade do comprimento de onda da onda milimétrica são usados para formar uma imagem em onda milimétrica.

[0066] Em uma outra modalidade, as antenas de transmissão podem ser divididas em uma pluralidade de grupos de antena de transmissão. Um intervalo entre as antenas de transmissão no mesmo grupo de antena de transmissão é um número inteiro de, não menos do que duas, vezes o comprimento de onda da onda de radiação, e uma distância entre os grupos de antena de transmissão adjacentes é um número inteiro de, não menos do que duas, vezes o comprimento de onda da onda de radiação. A figura 9B ilustra uma modalidade da presente descrição. Pode-se ver a partir da figura 9B que duas antenas (por exemplo, t1 e t2) são usadas como um grupo e t1 fica localizado na posição que é distante a partir de r1 em 1,5 vezes o comprimento de onda da onda milimétrica, t1 fica distante a partir de t2 em um intervalo que é três vezes o comprimento de onda da onda milimétrica, t2 fica distante a partir de t3 em um intervalo que é cinco vezes o comprimento de onda da onda milimétrica e o espaçamento entre uma antena de transmissão t e uma antena de recepção r é 3 vezes o comprimento de onda da onda milimétrica. O espaçamento entre a antena de transmissão e a antena de

30 / 51 recepção pode ser qualquer valor desde que o arranjo da antena de transmissão e da antena de recepção possa ser colocado. Entretanto, a fim de diminuir o acoplamento entre a antena de transmissão e antena de recepção, no geral, é exigido que o espaçamento entre a antena de transmissão e a antena de recepção seja menor do que 10% da distância da formação de imagem. O centro de fase equivalente de t2-r1 fica localizado entre aqueles de t1-r2 e t1-r3 e o centro de fase equivalente de t1-r3 fica localizado entre aqueles de t2-r1 e t2-r2. Os centros de fase equivalentes dos grupos de antena de transmissão-antena de recepção são alternadamente arranjados. Deve-se notar que a ordem dos dados das antenas de recepção precisa ser ajustada em uma ordem correta antes da reconstrução da imagem em onda milimétrica.

[0067] Na figura 9A, quando um comprimento do arranjo for 1 m, 128 antenas de recepção são exigidas, ao mesmo tempo em que 64 antenas de transmissão são exigidas. Se a distância da formação de imagem for 0,35 m, um espaçamento entre o arranjo da antena de transmissão e o arranjo da antena de recepção é 3 vezes o comprimento de onda da onda milimétrica.

[0068] Na operação real, a antena de transmissão t1 transmite um sinal, as antenas de recepção r1-r4 recebem o sinal; então, a antena de transmissão t2 transmite um sinal, as antenas de recepção r1-r4 recebem o sinal; então, a antena de transmissão t3 transmite um sinal, as antenas de recepção r1-r8 recebem o sinal; subsequentemente, a antena de transmissão t4 transmite um sinal, as antenas de recepção r1-r8 recebem o sinal; sob esta regra, até a antena de transmissão t67 transmite um sinal, as antenas de recepção r121-r128 recebem o sinal; finalmente, a antena de transmissão t68 transmite um sinal, as antenas de recepção r121-r128 recebem o sinal. Um total de 504 pontos do centro de fase equivalente são formados. Antes da reconstrução de imagem, a ordem dos centros de fase equivalentes precisa ser ajustada, isto é, os centros de fase equivalentes são espacialmente arranjados da esquerda para a direita.

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[0069] Em uma modalidade, o intervalo entre as antenas de transmissão é maior do que uma vez o comprimento de onda da onda de radiação, e as antenas de recepção são espaçadas umas a partir das outras em uma distância maior do que uma vez o comprimento de onda da onda de radiação; e o número total das antenas de transmissão e o número total das antenas de recepção são diferentes um do outro e são relativamente preferenciais.

[0070] A figura 10 mostra uma modalidade na qual uma antena de transmissão corresponde a cinco antenas de recepção, uma antena de recepção é capaz de receber e identificar os sinais codificados de quatro antenas de transmissão, e os centros de fase equivalentes determinados por uma antena de transmissão e correspondentes antenas de recepção e os centros de fase equivalentes determinados pela antena de transmissão adjacente e correspondentes antenas de recepção são alternadamente arranjados, e um intervalo entre os centros de fase equivalentes é 0,3 a 0,7 vez o comprimento de onda da onda milimétrica, e é, no geral, 0,5 vez o comprimento de onda da onda milimétrica.

[0071] A estrutura do arranjo na figura 10 é um arranjo relativamente preferencial periódico esparso, no qual o número de elementos no arranjo de antenas de transmissão e o número de elementos no arranjo de antenas de recepção são relativamente preferenciais, e uma aproximação de estação quase única é realizada para considerar um ponto médio de uma linha que conecta a antena de transmissão e a antena de recepção como uma posição de um arranjo de antena de transmissão única e antena de recepção única, obtendo um arranjo de linha equivalente uniforme. Considerando que os números de antenas de transmissão e antenas de recepção em um ciclo são N2 e N1, respectivamente, a fim de obter um arranjo de centros de fase equivalentes que pode amostrar uniformemente, é exigido que N1 e N2 não sejam iguais um ao outro e não tenham divisor comum. No geral, N2 é maior

32 / 51 do que N1. Um comprimento das antenas de um ciclo no arranjo é D, o intervalo entre as antenas de transmissão no arranjo é D/N1, e o intervalo entre as antenas de recepção no arranjo é D/N2. Uma antena de transmissão irá corresponde a 2N2 centros de fase equivalentes, e o número total de centros de fase equivalentes em um ciclo é 2 N1N2. Considerando que o número de ciclos de arranjo periódico do arranjo é M, o número total dos centros de fase equivalentes é 2MN1N2. O espaçamento dtr entre o arranjo da antena de transmissão e o arranjo da antena de recepção satisfaz a mesma condição da estrutura do arranjo na modalidade prévia.

[0072] Um arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso para a formação de imagem de segurança com onda milimétrica ativa de acordo com as modalidades expostas inclui um conjunto de antenas de transmissão para transmitir a onda milimétrica e um conjunto de antenas de recepção para receber as ondas milimétricas refletidas por um corpo humano, o conjunto de antenas de transmissão compreendendo uma pluralidade de antenas de transmissão arranjadas ao longo de uma primeira fileira, o conjunto de antenas de recepção compreendendo uma pluralidade de antenas de recepção arranjadas ao longo de uma segunda fileira, a primeira fileira do conjunto de antenas de transmissão sendo arranjada em paralelo com o, espaçada a partir do e localizada no mesmo plano da segunda fileira do conjunto de antenas de recepção; em que um intervalo entre duas antenas de transmissão adjacentes das antenas de transmissão arranjadas ao longo da primeira fileira não é menor do que uma vez o comprimento de onda da onda de radiação, e um intervalo entre as antenas de recepção arranjadas ao longo da segunda fileira não é menor do que uma vez o comprimento de onda da onda de radiação, de maneira tal que o número total de antenas de transmissão e antenas de recepção seja reduzido em relação à estrutura em que as antenas de transmissão e as antenas de recepção são configuradas para ficar em correspondência um para um umas

33 / 51 em relação às outras e são espaçadas umas a partir das outras em uma vez o comprimento de onda da onda de radiação, desse modo, reduzindo o custo e a dificuldade de fabricação.

[0073] O arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso pode funcionar de muitas maneiras. Por exemplo, em uma modalidade, o arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso inclui adicionalmente um comutador de controle operável para controlar o conjunto de antenas de transmissão para transmitir sequencialmente as ondas milimétricas. Pelo comutador de controle, a primeira fileira de antenas de transmissão transmite os sinais de onda eletromagnética um por um/etapa por etapa da esquerda para a direita (isto é, começando a partir da antena de transmissão em uma extremidade), e o sinal de onda eletromagnética de cada uma das antenas de transmissão é recebido, por exemplo, por seis ou oito das antenas de recepção mais próximas da mesma (garantindo que um intervalo entre os centros de fase equivalentes seja a metade do comprimento de onda). Finalmente, todas as antenas de transmissão completam uma transmissão de sinal, isto é, um escaneamento da fileira das antenas de transmissão.

[0074] Em uma modalidade, por exemplo, um outro modo de operação é provido. A primeira fileira de antenas de transmissão transmite simultaneamente os sinais de onda eletromagnética de uma mesma frequência, um sinal transmitido por cada uma das antenas de transmissão é codificado, e é exigido que os sinais recebidos pelas antenas de recepção seja decodificado antes de ser usado para a formação de imagem. Um escaneamento unidimensional é completado pela conclusão da transmissão e da recepção dos sinais de onda eletromagnética.

[0075] Em uma modalidade, a primeira fileira de antenas de transmissão transmite os sinais de onda eletromagnética um por um/etapa por etapa da esquerda para a direita (isto é, começando a partir da antena de

34 / 51 transmissão em uma extremidade), o sinal de onda eletromagnética de cada uma das antenas de transmissão é recebido por tais como seis ou oito antenas de recepção mais próximas da mesma, e a frequência do sinal de onda eletromagnética transmitido pelas antenas de transmissão aumenta gradualmente. Finalmente, todas as antenas de transmissão completam a transmissão de sinal, isto é, um escaneamento da íntegra da fileira de antenas de transmissão é completado.

[0076] Em uma modalidade, por exemplo, também há uma maneira de funcionamento na qual a primeira fileira de antenas de transmissão transmite os sinais de onda eletromagnética um por um da esquerda para a direita e, depois da conclusão de um escaneamento unidimensional, a primeira fileira das antenas de transmissão é trasladada na direção transversal à direção do arranjo em um certo deslocamento e, então, transmite os sinais de onda eletromagnética um por um, em que a frequência do sinal de onda eletromagnética é diferente daquela no escaneamento prévio.

[0077] As antenas de transmissão e as antenas de recepção também podem ser configuradas para funcionar em outros modos, que podem ser obtidos da forma descrita em relação às modalidades das figuras 4-8 e não são aqui repetidamente descritos.

[0078] Uma modalidade da presente descrição também descreve um arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso para a formação de imagem de segurança com onda milimétrica ativa, que inclui uma pluralidade de fileiras de antenas de transmissão, paralelas umas às outras, para transmitir as ondas milimétricas e uma pluralidade de fileiras de antenas de recepção, paralelas umas às outras, para receber as ondas milimétricas refletidas por um corpo humano, cada fileira de antenas de transmissão inclui uma pluralidade de antenas de transmissão, cada fileira de antenas de recepção inclui uma pluralidade de antenas de recepção; a pluralidade de fileiras de antenas de transmissão são paralelas à e espaçadas a

35 / 51 partir da pluralidade de fileiras de antenas de recepção, em que uma fileira de antenas de transmissão da pluralidade de fileiras de antenas de transmissão e uma fileira de antenas de recepção da pluralidade de fileiras de antenas de recepção formam o arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso supradescrito em relação às figuras 4-10. Isto não é aqui descrito repetidamente.

[0079] Em uma modalidade da presente descrição, o arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso pode incluir: uma pluralidade de segmentos com um ângulo formado entre dois adjacentes dos segmentos; o conjunto de antenas de transmissão e o conjunto de antenas de recepção, respectivamente, incluem aqueles são respectivamente arranjados na pluralidade de segmentos. Nesta modalidade, já que o arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso inclui uma pluralidade de segmentos, e um ângulo é formado entre os segmentos, a pluralidade de segmentos pode circundar um espaço semifechado. Da forma mostrada na figura 11, em operação real, a pluralidade de segmentos do arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso circundam um objeto para ficar voltado para diferentes lados do objeto. Em outras palavras, o arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso é configurado em uma forma de linha rompida. O arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso que tem uma pluralidade de segmentos com um ângulo formado entre dois adjacentes dos segmentos, e que tem a forma de linha rompida, em relação a um arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso arranjado em uma linha reta, pode realizar a inspeção em um corpo humano a partir de diferentes orientações e, assim, melhora o efeito da formação de imagem do lado do corpo humano em alguma extensão.

[0080] Por exemplo, em uma modalidade, o arranjo de matriz de

36 / 51 antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso inclui um primeiro segmento disposto em um primeiro plano vertical; e um segundo segmento disposto em um segundo plano vertical; em que um ângulo θ12 entre o primeiro plano vertical e o segundo plano vertical não é zero; o conjunto de antenas de transmissão e o conjunto de antenas de recepção, respectivamente, incluem aqueles arranjados no primeiro segmento e aqueles arranjados no segundo segmento. O arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso que inclui o primeiro segmento e o segundo segmento, que formam o ângulo incluído entre os mesmos, pode realizar uma inspeção no objeto a partir de duas orientações em relação a um arranjo de antenas de matriz ao longo de uma linha reta. Por exemplo, θ12 pode ser qualquer ângulo em uma faixa de 90 graus a 180 graus.

[0081] Adicionalmente, em uma outra modalidade, o arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso inclui adicionalmente um terceiro segmento disposto em um terceiro plano vertical, um ângulo entre o terceiro plano vertical e o primeiro plano vertical e aquele entre o terceiro plano vertical e o segundo plano vertical são θ13 e θ23, respectivamente, e não são zero. O conjunto de antenas de transmissão e o conjunto de antenas de recepção, respectivamente, incluem aqueles dispostos no terceiro segmento. A figura 11 mostra um arranjo como este, em que os pontos menores representam as antenas de transmissão e os pontos maiores representam as antenas de recepção. Na figura 11, o arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso inclui um primeiro segmento 1, um segundo segmento 2 e um terceiro segmento 3 que formam os ângulos incluídos, e pode realizar a inspeção no objeto a partir de três orientações. Por exemplo, θ13 e θ23 podem ser quaisquer ângulos em uma faixa de 90 graus a 180 graus.

[0082] Em outras modalidades, o arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso pode incluir

37 / 51 adicionalmente um quarto segmento, um quinto segmento, etc., que pode ser definidos de acordo com as exigências por aqueles versados na técnica com base nos preceitos da presente descrição.

[0083] Deve-se notar que as antenas de transmissão e as antenas de recepção em cada segmento do arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso podem ser arranjadas de acordo com as modalidades expostas da presente descrição, e não são aqui repetidamente descritas novamente.

[0084] Uma modalidade da presente descrição provê adicionalmente um aparelho de inspeção de segurança no corpo humano, que compreende um ou mais arranjos de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparsos supradescritos. A figura 12 mostra um diagrama esquemático de um aparelho de inspeção de segurança no corpo humano. O aparelho de inspeção de segurança no corpo humano inclui um primeiro arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso 100 e um segundo arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso 200, em que o primeiro arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso 100 é arranjado para ficar oposto ao segundo arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso 200 para definir um espaço de inspeção S para o aparelho de inspeção de segurança no corpo humano entre os mesmos. O primeiro arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso 100 e o segundo arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso 200 são configurados para serem trasladáveis em uma direção de cima para baixo em um plano vertical para realizar o escaneamento. Por exemplo, o primeiro arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso 100 é configurado para escanear do topo até a base no plano vertical em que o mesmo fica localizado, e o segundo arranjo de matriz de antena de

38 / 51 múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso 200 é configurado para escanear da base até o topo no plano vertical em que o mesmo fica localizado.

[0085] Deve-se notar que apenas um primeiro arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso 100 também pode realizar uma inspeção de segurança no corpo humano.

[0086] Depois da conclusão de um escaneamento da íntegra do corpo humano para obter os dados de um completo campo de espalhamento e, então, da transmissão dos dados para uma unidade de processamento de dados, uma imagem do corpo humano inspecionado é formada pela reconstrução dos dados pelo uso de um algoritmo holográfico. Finalmente, a imagem é transmitida, por exemplo, para uma unidade de exibição para ser exibida para a observação por um operador.

[0087] Especificamente, da forma mostrada na figura 13, uma primeira armação 101 pode ser provida com um primeiro dispositivo de trilho 104, e o primeiro arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso 100 é acoplado de forma corrediça no primeiro dispositivo de trilho 104 para ser móvel ao longo do primeiro dispositivo de trilho 104 para realizar um primeiro escaneamento no objeto (corpo humano) a ser inspecionado; a segunda armação 201 pode ser provida com um segundo dispositivo de trilho 204, e o segundo arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso 200 é acoplado de forma corrediça no segundo dispositivo de trilho 204 para ser móvel ao longo do segundo dispositivo de trilho 204 para realizar um segundo escaneamento no objeto (corpo humano) a ser inspecionado. O primeiro dispositivo de trilho 104 e o segundo dispositivo de trilho 204 podem ser paralelos um ao outro.

[0088] O aparelho de inspeção de segurança no corpo humano pode incluir um dispositivo de acionamento 400 para acionar o primeiro arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso 100 para mover ao longo do primeiro dispositivo de trilho 104 e/ou acionar o

39 / 51 segundo arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso 200 para mover ao longo do segundo dispositivo de trilho

204. O aparelho de inspeção de segurança no corpo humano pode incluir adicionalmente um dispositivo de restrição para restringir um relacionamento de movimento entre o primeiro arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso 100 e o segundo arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso 200 para fazer com que os mesmos sejam móveis apenas em direções opostas.

[0089] Em uma modalidade, o dispositivo de restrição é configurado para restringir um relacionamento posicional entre o primeiro arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso 100 e o segundo arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso 200 para fazer com que os mesmos sejam móveis apenas em velocidades iguais.

[0090] Em particular, o dispositivo de restrição é uma tira de conexão rígida 300 que conecta o primeiro arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso 100 e o segundo arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso 200. O primeiro dispositivo de trilho 104 é provido com uma primeira polia fixa 103, o segundo dispositivo de trilho 204 é provido com uma segunda polia fixa 203, e a tira de conexão passa do primeiro arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso 100 através da primeira polia fixa 103 e da segunda polia fixa 203 em sequência para conectar no segundo arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso 200.

[0091] Em uma outra modalidade, da forma mostrada na figura 14, o aparelho de inspeção de segurança no corpo humano inclui uma primeira armação 101 na qual o primeiro arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso 100 é montado para ser móvel

40 / 51 para cima e para baixo na primeira armação 101. O aparelho de inspeção de segurança no corpo humano inclui uma segunda armação 201 na qual o segundo arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso 200 é montado para ser móvel para cima e para baixo na segunda armação 201. O primeiro dispositivo de trilho 104 pode ficar disposto na primeira armação 101, e o primeiro arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso 100 é acoplado de forma corrediça no primeiro dispositivo de trilho 104 para ser móvel ao longo do primeiro dispositivo de trilho 104 para realizar um primeiro escaneamento em um objeto (um corpo humano) a ser inspecionado; o segundo dispositivo de trilho 204 pode ficar disposto na segunda armação 201, e o segundo arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso 200 é acoplado de forma corrediça no segundo dispositivo de trilho 204 para ser móvel ao longo do segundo dispositivo de trilho 204 para realizar um segundo escaneamento no objeto (o corpo humano) a ser inspecionado.

O dispositivo de acionamento inclui um primeiro dispositivo de acionamento 401 que aciona diretamente o primeiro arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso 100, e o primeiro arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso 100 é acoplado no primeiro dispositivo de trilho 104 pelo primeiro dispositivo de acionamento 401. O dispositivo de acionamento inclui um segundo dispositivo de acionamento 402 que aciona diretamente o segundo arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso 200, e o segundo arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso 200 é acoplado no segundo dispositivo de trilho 204 pelo segundo dispositivo de acionamento 402. Com este arranjo, o primeiro arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso 100 e o segundo arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso 200 podem ser

41 / 51 independentemente controlados, por exemplo, as direções de movimento dos dois podem ser as mesmas ou opostas, e as velocidades de movimento dos dois podem ser as mesmas ou diferentes. Na presente modalidade, o dispositivo de restrição, tais como a primeira polia fixa e a segunda polia fixa e a tira de conexão rígida 300, não é provido.

[0092] Na íntegra do processo de escaneamento do objeto a ser inspecionado pelo primeiro arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso 100 juntamente com o segundo arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso 200, o primeiro arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso 100 e o segundo arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso 200 transmitem as ondas milimétricas em tempos diferentes.

[0093] Por exemplo, durante o início do escaneamento, o primeiro arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso 100 transmite as ondas milimétricas da frequência mais baixa até a frequência mais alta, e o segundo arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso 200 transmite as ondas milimétricas da frequência mais alta até a frequência mais baixa; ou, o segundo arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso 200 transmite as ondas milimétricas da frequência mais baixa até a frequência mais alta, e o primeiro arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso 100 transmite as ondas milimétricas da frequência mais alta até a frequência mais baixa. Na presente modalidade, o primeiro arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso 100 e o segundo arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso 200 podem escanear separadamente, e os sinais de escaneamento dos dois são usados para formar uma imagem do corpo humano.

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[0094] O aparelho de inspeção de segurança no corpo humano de acordo com as modalidades da presente descrição inclui adicionalmente um processador ou um controlador configurados para controlar o dispositivo de acionamento para realizar o escaneamento, e também configurados para o processamento dos sinais de onda milimétrica recebidos, o processamento dos sinais de eco em onda milimétrica do primeiro arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso 100 e do segundo arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso 200 na imagem de uma superfície do corpo humano, e adicionalmente configurados para receber um comando externamente inserido ou similares.

[0095] Durante o uso do aparelho de inspeção de segurança no corpo humano da presente descrição para realizar a inspeção de segurança em um corpo humano, tal como um passageiro, é necessário apenas que o corpo humano fique no aparelho de inspeção de segurança no corpo humano, isto é, entre o primeiro arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso 100 e o segundo arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso 200, e o primeiro arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso 100 e o segundo arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso 200 escaneiem simultaneamente ou escaneiem separadamente um lado do corpo humano e, então, o sinal obtido pelo escaneamento é enviado para o processador ou o controlador para ser processado para obter a imagem do corpo humano, desse modo, completando uma inspeção conveniente e rápida.

[0096] As figuras 21-23 ilustram três modalidades adicionais da presente descrição, que podem ser variantes das modalidades ilustradas nas figuras 12-14, respectivamente, em que o primeiro arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso 100 e o segundo arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções

43 / 51 esparso 200 são arranjados no arranjo da modalidade, da forma mostrada na figura 11, isto é, o primeiro arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso 100 e o segundo arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso 200 arranjados em uma linha reta, da forma mostrada nas figuras 12-14, são respectivamente substituídos pelo primeiro arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso 100 e o segundo arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso 200 respectivamente constituídos por uma pluralidade de segmentos que são angulados em relação ao outro, da forma mostrada na figura 11. O arranjo, em outros aspectos das modalidades das figuras 21-23, é similar àquele das modalidades ilustradas nas figuras 12-14 e não será aqui repetidamente descrito novamente.

[0097] De acordo com uma modalidade da presente descrição, similar às modalidades expostas (por exemplo, como nas figuras 4-11), exceto em que as antenas de transmissão arranjadas ao longo da primeira fileira e as antenas de recepção arranjadas ao longo da segunda fileira ficam dispostas ao longo de um primeiro arco e um segundo arco, respectivamente, da forma mostrada nas figuras 15, 17A e 17B; em outras palavras, as antenas de transmissão arranjadas ao longo da primeira fileira e as antenas de recepção arranjadas ao longo da segunda fileira são arranjadas em uma superfície curva, e as duas fileiras são paralelas uma à outra, em que, entretanto, as antenas de transmissão e as antenas de recepção são arranjadas ao longo de arcos, respectivamente. A implementação das antenas de transmissão e das antenas de recepção arranjadas ao longo dos arcos será descrita a seguir.

[0098] Um arranjo linear é curvo em um arco circular com um raio de R, e um valor de R varia de 0,5 m a 1 m. Um processo de curvatura é mostrado na figura 15. Para uma matriz arranjada ao longo de um arco, a condição da formação de imagem, em relação a um arranjo linear, é que uma

44 / 51 diferença e entre um comprimento do arco e um comprimento da corda h, correspondente ao valor máximo de um intervalo entre duas antenas de transmissão adjacentes ou duas antenas de recepção adjacentes que são arranjadas ao longo do arco, tende a 0, da forma mostrada na figura 16.  θ  e = l − h = R  θ − 2sin      2  em que θ é um ângulo central correspondente ao arco e R é um raio do arco. O seguinte relacionamento é satisfeito, θ  h = R 2sin   2. θ  2sin  

[0099] Quando θ << 1 ,  2  é expandido como uma série de Taylor, θ   θ2  2sin   = θ 1 +  + O (θ ) 2  24  .

[00100] Em que O (θ ) é um termo de alta ordem.

[00101] A diferença e pode ser expressada como θ2 e~R 24 .

[00102] Todas as estruturas do arranjo listadas anteriormente nas figuras 4-10 podem ser implementadas para obter e ~ 0 . Por exemplo, da forma mostrada na figura 6A e na figura 7, uma antena de transmissão corresponde a oito antenas de recepção, e duas antenas de transmissão adjacentes das antenas de transmissão são espaçadas umas a partir das outras em 4λ. Considera-se que se λ = 4mm e um arco de raio R = 500 mm é obtido pela curvatura, e = 2,22 x 10-5 m. As figuras 6A e 7 são mostradas de forma simplista em que as antenas de transmissão e as antenas de recepção são arranjadas em uma linha reta, e, entretanto, de fato, na presente modalidade, as antenas de transmissão e as antenas de recepção são arranjadas em um arco. Os arranjos nas figuras 8A até 11 também são modificados de acordo

45 / 51 com a presente modalidade, de maneira tal que as antenas de transmissão e as antenas de recepção sejam arranjadas em um arco. O arranjo e a operação destas antenas de transmissão e antenas de recepção são similares àqueles das modalidades prévias.

[00103] A arfagem dtr de TR pode ser qualquer valor, de maneira tal que, por um lado, o arranjo da antena de transmissão e da antena de recepção possa ser colocado, tornando um acoplamento mútuo pequeno, e, por outro lado, é exigido que dtr/z0 < 10%, em que z0 é a distância da formação de imagem.

[00104] Pode-se ver que, para uma estrutura do arranjo com um comprimento macroscópico de 1 m, os princípios de formação de imagem de uma estrutura de matriz arranjada em um arco são similares àqueles de uma estrutura de matriz arranjada em uma linha reta. Em outras modalidades da presente descrição, por conveniência, as antenas de transmissão e as antenas de recepção são ilustradas no arranjo em uma linha reta. Entende-se que estas antenas de transmissão e antenas de recepção são arranjadas em uma forma de arco. Ou, simplesmente, o arranjo de matriz da antena de transmissão e da antena de recepção esparso da presente descrição pode, primeiro, ser arranjado em uma linha reta e, então, ser curvado em um arco.

[00105] Em uma modalidade da presente descrição, também é provido um aparelho de inspeção de segurança no corpo humano, que inclui um ou mais arranjos de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparsos supradescritos. A figura 18 é um diagrama esquemático de um aparelho de inspeção de segurança no corpo humano que inclui um primeiro arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso 100 e um segundo arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso 200, em que o primeiro arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso 100 e o segundo arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas

46 / 51 recepções esparso 200 são respectivamente arranjados ao longo de superfícies curvas e dispostos opostamente para definir um espaço de inspeção S para realizar a inspeção de segurança no corpo humano entre os dois. O primeiro arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso 100 e o segundo arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso 200 são configurados para serem trasladáveis em uma direção de cima para baixo em um plano vertical para realizar os escaneamentos em um plano vertical, respectivamente. Por exemplo, o primeiro arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso 100 escaneia do topo até a base em seu plano vertical, e o segundo arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso 200 escaneia da base até o topo em seu plano vertical. Deve-se notar que, devido ao desenho curvo, uma inspeção de segurança no corpo humano também pode ser completada por apenas um do primeiro arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso 100.

[00106] Depois da conclusão do escaneamento da íntegra do corpo humano, os dados do completo campo de espalhamento são obtidos e enviados para a unidade de processamento de dados, e reconstruídos pelo uso de um algoritmo holográfico para formar uma imagem do corpo humano inspecionado. Finalmente, a imagem é transmitida, por exemplo, para uma unidade de exibição para ser exibida para visualização pelo operador.

[00107] Em uma outra modalidade, da forma mostrada na figura 19, o aparelho de inspeção de segurança no corpo humano inclui uma primeira armação 101, na qual um primeiro arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso 100 arranjado ao longo de uma superfície curva é arranjado e móvel para cima e para baixo, e uma segunda armação 201, na qual um segundo arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso 200 arranjado ao longo de uma

47 / 51 superfície curva é arranjado e móvel para cima e para baixo.

[00108] Em uma outra modalidade, da forma mostrada na figura 19, um primeiro dispositivo de trilho 104 pode ficar disposto na primeira armação 101, e o primeiro arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso 100 arranjado ao longo da superfície curva é acoplado de forma corrediça no, e, assim, móvel ao longo do, primeiro dispositivo de trilho 104 para realizar um primeiro escaneamento de um objeto (corpo humano) a ser inspecionado; um segundo dispositivo de trilho 204 pode ficar disposto na segunda armação 201, e o segundo arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso 200 arranjado ao longo da superfície curva é acoplado de forma corrediça no, e, assim, móvel ao longo do, segundo dispositivo de trilho 204 para realizar um segundo escaneamento do objeto (corpo humano) a ser inspecionado. O primeiro dispositivo de trilho 104 e o segundo dispositivo de trilho 204 podem ser paralelos um ao outro.

[00109] O aparelho de inspeção de segurança no corpo humano pode incluir um dispositivo de acionamento 400 para acionar o primeiro arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso 100 para se mover ao longo do primeiro dispositivo de trilho 104 e/ou acionar o segundo arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso 200 para se mover ao longo do segundo dispositivo de trilho 204. O aparelho de inspeção de segurança no corpo humano pode incluir adicionalmente um dispositivo de restrição para restringir um relacionamento de movimento entre o primeiro arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso 100 e o segundo arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso 200, de maneira tal que os mesmos possam se mover apenas em direções opostas. Em uma modalidade, o dispositivo de restrição restringe um relacionamento posicional entre o primeiro arranjo de matriz de antena de

48 / 51 múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso 100 e o segundo arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso 200, de maneira tal que os mesmos possam se mover apenas em uma velocidade igual. Em particular, o dispositivo de restrição é uma tira de conexão rígida 300 que conecta o primeiro arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso 100 e o segundo arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso

200. O primeiro dispositivo de trilho 104 é provido com uma primeira polia fixa 103, e o segundo dispositivo de trilho 204 é provido com uma segunda polia fixa 203, e a tira de conexão passa do primeiro arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso 100, através da primeira polia fixa 103 e da segunda polia fixa 203 em sequência, para ser conectada no segundo arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso 200.

[00110] Em uma outra modalidade, da forma mostrada na figura 20, o aparelho de inspeção de segurança no corpo humano inclui uma primeira armação 101, na qual o primeiro arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso 100 arranjado ao longo da superfície curva é arranjado e móvel para cima e para baixo, e uma segunda armação 201 na qual o segundo arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso 200 arranjado ao longo da superfície curva é arranjado e móvel para cima e para baixo. Um primeiro dispositivo de trilho 104 pode ficar disposto na primeira armação 101, e o primeiro arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso 100 é acoplado de forma corrediça no, e, assim, móvel ao longo do, primeiro dispositivo de trilho 104 para realizar um primeiro escaneamento em um objeto (um corpo humano) a ser inspecionado; e um segundo dispositivo de trilho 204 pode ficar disposto na segunda armação 201, e o segundo arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e

49 / 51 múltiplas recepções esparso 200 é acoplado de forma corrediça no, e, assim, móvel ao longo do, segundo dispositivo de trilho 204 para realizar um segundo escaneamento no objeto (o corpo humano) a ser inspecionado. O dispositivo de acionamento inclui um primeiro dispositivo de acionamento 401 que aciona diretamente o primeiro arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso 100 e o primeiro arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso 100 é acoplado no primeiro dispositivo de trilho 104 pelo primeiro dispositivo de acionamento 401. O dispositivo de acionamento inclui um segundo dispositivo de acionamento 402 que aciona diretamente o segundo arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso 200 e o segundo arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso 200 é acoplado no segundo dispositivo de trilho 204 pelo segundo dispositivo de acionamento. Com este arranjo, o primeiro arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso 100 e o segundo arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso 200 podem ser independentemente controlados, por exemplo, os mesmos podem ser movidos em uma mesma direção ou em direções opostas, em uma mesma velocidade de movimento ou em diferentes velocidades de movimento. Na presente modalidade, o dispositivo de restrição, tais como a primeira polia e a segunda polia, e a tira de conexão rígida 300 podem não ser providos.

[00111] Na íntegra do processo de escaneamento do objeto a ser inspecionado pelo primeiro arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso 100 e pelo segundo arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso 200, os mesmos podem transmitir as ondas milimétricas em tempos diferentes. Por exemplo, quando os escaneamentos forem iniciados, o primeiro arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso 100

50 / 51 transmite as ondas milimétricas da frequência mais baixa até a frequência mais alta, e o segundo arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso 200 transmite as ondas milimétricas da frequência mais alta até a frequência mais baixa; ou o segundo arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso 200 transmite as ondas milimétricas da frequência mais baixa até a frequência mais alta, e o primeiro arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso 100 transmite as ondas milimétricas da frequência mais alta até a frequência mais baixa. Nesta modalidade, o primeiro arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso 100 e o segundo arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso 200 podem escanear individualmente, e os sinais de escaneamento dos dois podem ser usados para formar uma imagem do corpo humano.

[00112] O aparelho de inspeção de segurança no corpo humano de acordo com a modalidade da presente descrição inclui adicionalmente um processador ou um controlador configurados para controlar o dispositivo de acionamento para realizar a operação de escaneamento, e também configurados para o processamento dos sinais de onda milimétrica recebidos para processar os sinais de eco em onda milimétrica do primeiro arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso 100 e do segundo arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso 200 para formar uma imagem da superfície do corpo humano, e adicionalmente configurados para receber as instruções externamente inseridas, etc.

[00113] Quando o aparelho de inspeção de segurança no corpo humano da presente descrição for usado para realizar a inspeção de segurança em um corpo humano, tal como um passageiro, é necessário apenas que o corpo humano fique no aparelho de inspeção de segurança no corpo humano, isto é,

51 / 51 entre o primeiro arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso 100 e o segundo arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso 200. Então, o primeiro arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso 100 e o segundo arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso 200 escaneiam simultaneamente ou escaneiam separadamente um lado do corpo humano, e os sinais obtidos pelo escaneamento são transmitidos para o processador ou o controlador para o processamento de imagem para formar a imagem do corpo humano, completando uma inspeção conveniente, rápida e fácil.

[00114] Em uma modalidade da presente descrição, também é provido um método de realização da inspeção em um corpo humano usando o arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso, como exposto.

[00115] Embora algumas modalidades do presente conceito inventivo geral tenham sido mostradas e descritas, será entendido por aqueles versados na técnica que as modificações podem ser feitas nestas modalidades sem fugir dos princípios e do espírito do presente conceito inventivo geral. O escopo da presente descrição é definido pelas reivindicações e seus equivalentes.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso para uma formação de imagem de inspeção de segurança em onda milimétrica ativa, caracterizado pelo fato de que compreende um conjunto de antenas de transmissão para transmitir as ondas milimétricas e um conjunto de antenas de recepção para receber as ondas milimétricas transmitidas pelo conjunto de antenas de transmissão e refletidas por um corpo humano; em que o conjunto de antenas de transmissão compreende uma pluralidade de antenas de transmissão arranjadas ao longo de uma primeira fileira, o conjunto de antenas de recepção compreende uma pluralidade de antenas de recepção arranjadas ao longo de uma segunda fileira, a primeira fileira de antenas de transmissão do conjunto de antenas de transmissão é arranjada em paralelo com a segunda fileira de antenas de recepção do conjunto de antenas de recepção, e a primeira fileira de antenas de transmissão é espaçada a partir de e localizada em um mesmo plano da segunda fileira de antenas de recepção; em que, pelo menos uma das antenas de recepção é arranjada em um alcance, igual a um comprimento de um intervalo entre duas antenas de transmissão adjacentes das antenas de transmissão arranjadas ao longo da primeira fileira, na segunda fileira de antenas de recepção, de maneira tal que o número das antenas de transmissão seja menor do que o número das antenas de recepção.

2. Arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma das antenas de transmissão é alinhada com pelo menos uma das antenas de recepção, de maneira tal que uma linha conectada entre as duas seja perpendicular a uma direção da fileira das antenas de transmissão ou das antenas de recepção; ou uma linha que conecta qualquer uma das antenas de transmissão em qualquer uma das antenas de recepção não é perpendicular à direção da fileira das antenas de transmissão ou das antenas de recepção.

3. Arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que um ponto médio de uma linha que conecta uma do conjunto de antenas de transmissão e uma das correspondentes antenas de recepção, mais próxima da uma antena de transmissão, do conjunto de antenas de recepção é considerado como um centro de fase equivalente virtual do par de antena de transmissão-antena de recepção e uma distância entre dois centros de fase equivalentes adjacentes é 0,3 a 0,7 vez, preferivelmente uma metade do comprimento de onda da onda de radiação.

4. Arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente um comutador de controle para controlar o conjunto de antenas de transmissão para transmitir sequencialmente as ondas milimétricas.

5. Arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de ser configurado de maneira tal que: a pluralidade de antenas de transmissão do conjunto de antenas de transmissão arranjadas ao longo da primeira fileira transmitem sequencialmente as ondas de radiação uma por uma para completar um escaneamento unidimensional do conjunto de antenas de transmissão, e configurado para deslocar em uma direção ortogonal a uma direção da fileira do conjunto de antenas de transmissão para realizar um escaneamento bidimensional do corpo humano, e configurado para realizar a formação de imagem com base em um algoritmo de holografia de abertura sintética com base em transformada de Fourier.

6. Arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de ser configurado para realizar uma reconstrução de imagem em uma região de formação de imagem correta de uma vez com base no algoritmo de holografia de abertura sintética com base em transformada de Fourier, e uma fórmula da formação de imagem é: σ ( x, y ) = FT2−D1  FT2 D  s ( xt , yt , xr , yr , Kω )  e  − j 4 k 2 − k x2 − k y2 R0   , em que é um coeficiente de espalhamento do corpo humano, R0 é uma distância da formação de imagem, FT2D é uma FT2−D1 transformada de Fourier bidimensional, é uma transformada de Fourier inversa bidimensional, j é uma unidade imaginária, k é uma constante de propagação, kx e ky são constantes de propagação espacial, respectivamente; é um sinal de eco proveniente do corpo humano, recebido por um par de antena de transmissão-antena de recepção; Kω é uma frequência espacial de um sinal de gradação de frequência; para um ponto alvo em uma área alvo, I representa um ponto alvo espalhado em I(xn,yn), uma distância entre I e a antena de transmissão At é definida como Rt,n, e uma distância entre I e a antena de recepção Ar é Rr,n.

7. Arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que um intervalo entre duas antenas de transmissão adjacentes das antenas de transmissão arranjadas ao longo da primeira fileira não é menor do que uma vez um comprimento de onda da onda de radiação, e um intervalo entre duas antenas de recepção adjacentes da pluralidade de antenas de recepção arranjadas ao longo da segunda fileira não é menor do que uma vez o comprimento de onda da onda de radiação, de maneira tal que um número total das antenas de transmissão e das antenas de recepção seja reduzido em relação a um número total das antenas de transmissão e das antenas de recepção em que as antenas de transmissão e as antenas de recepção são arranjadas em pares e os pares da antena de transmissão e da antena de recepção são espaçados uns a partir dos outros em uma vez o comprimento de onda da onda radiante; em que o arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso compreende uma pluralidade de segmentos, em que um ângulo é formado entre dois adjacentes dos segmentos; o conjunto de antenas de transmissão e o conjunto de antenas de recepção, respectivamente, incluem aqueles que ficam respectivamente dispostos na pluralidade de segmentos.

8. Arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso compreende um primeiro segmento disposto em um primeiro plano vertical; e um segundo segmento disposto em um segundo plano vertical, em que um ângulo θ12 incluído entre o primeiro plano vertical e o segundo plano vertical não é zero; o conjunto de antenas de transmissão e o conjunto de antenas de recepção, respectivamente, incluem aqueles arranjados no primeiro segmento e aqueles arranjados no segundo segmento.

9. Arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de que o arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso compreende adicionalmente um terceiro segmento disposto em um terceiro plano vertical, os ângulos entre o terceiro plano vertical e, o primeiro plano vertical e o segundo plano vertical, são θ13 e θ23, respectivamente, e não são zero; o conjunto de antenas de transmissão e o conjunto de antenas de recepção, respectivamente, incluem aqueles dispostos no terceiro segmento.

10. Arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso para uma formação de imagem de inspeção de segurança em onda milimétrica ativa, caracterizado pelo fato de que compreende uma pluralidade de fileiras de antenas de transmissão paralelas umas às outras e configuradas para transmitir as ondas milimétricas e uma pluralidade de fileiras de antenas de recepção paralelas umas às outras e configuradas para receber as ondas milimétricas refletidas por um corpo humano, cada uma das fileiras de antenas de transmissão compreende uma pluralidade de antenas de transmissão e cada uma das fileiras de antenas de recepção compreende uma pluralidade de antenas de recepção; em que a pluralidade de fileiras de antenas de transmissão ficam em paralelo com e espaçadas a partir da pluralidade de fileiras de antenas de recepção; em que uma fileira da pluralidade de fileiras de antenas de transmissão e uma fileira da pluralidade de fileiras de antenas de recepção constituem o arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 9.

11. Arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a pluralidade de antenas de transmissão, matriciadas na primeira fileira do conjunto de antenas de transmissão são arranjadas ao longo de um primeiro arco em uma superfície curva, a pluralidade de antenas de recepção, matriciadas na segunda fileira do conjunto de antenas de recepção são arranjadas ao longo de um segundo arco na superfície curva, a pluralidade de antenas de transmissão, arranjadas ao longo do primeiro arco, do conjunto de antenas de transmissão são arranjadas em paralelo com, são espaçadas a partir da e localizadas na mesma superfície curva da pluralidade de antenas de recepção, arranjadas ao longo do segundo arco, do conjunto de antenas de recepção; em que pelo menos uma das antenas de recepção é arranjada em um alcance do segundo arco das antenas de recepção, o alcance do segundo arco correspondendo a um comprimento do arco de um intervalo entre duas antenas de transmissão adjacentes das antenas de transmissão arranjadas ao longo do primeiro arco, e tendo um comprimento do arco igual ao comprimento do arco do intervalo entre as duas antenas de transmissão adjacentes das antenas de transmissão arranjadas ao longo do primeiro arco.

12. Arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso para uma formação de imagem de inspeção de segurança em onda milimétrica ativa, caracterizado pelo fato de que compreende uma pluralidade de fileiras de antenas de transmissão paralelas umas às outras, cada qual arranjada em um arco, arranjadas em uma superfície curva, e configuradas para transmitir as ondas milimétricas e uma pluralidade de fileiras de antenas de recepção paralelas umas às outras, cada qual arranjada em um arco, arranjadas na superfície curva, e configuradas para receber as ondas milimétricas refletidas por um corpo humano, as antenas de transmissão de cada uma das fileiras inclui uma pluralidade de antenas de transmissão e as antenas de recepção de cada uma das fileiras inclui uma pluralidade de antenas de recepção; cada uma da pluralidade de fileiras das antenas de transmissão arranjadas no arco são paralelas à e são espaçadas a partir da cada uma da pluralidade de fileiras de antenas de recepção arranjadas no arco; em que uma fileira de cada uma da pluralidade de fileiras de antenas de transmissão arranjadas no arco e uma fileira de cada uma da pluralidade de fileiras de antenas de recepção arranjada no arco formam o arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso como definido na reivindicação 11.

13. Aparelho de inspeção de segurança no corpo humano, caracterizado pelo fato de que compreende um ou mais arranjos de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparsos como definido na reivindicação na reivindicação 12; em que os um ou mais arranjos de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparsos incluem um primeiro arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso e um segundo arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso, em que o primeiro arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso e o segundo arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso são arranjados opostos um ao outro para definir um espaço de inspeção para realizar uma inspeção de segurança no corpo humano entre os mesmos, e também são configurados para serem capazes de trasladar em uma direção de cima para baixo em um plano vertical para realizar um escaneamento.

14. Aparelho de inspeção de segurança no corpo humano de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que compreende adicionalmente: uma primeira armação, o primeiro arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso é arranjado na primeira armação para ser móvel para cima e para baixo na primeira armação; e uma segunda armação, o segundo arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso é arranjado na segunda armação para ser móvel para cima e para baixo na segunda armação; em que um primeiro dispositivo de trilho fica disposto na primeira armação, e o primeiro arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso é acoplado de forma corrediça no primeiro dispositivo de trilho para ser móvel ao longo do primeiro dispositivo de trilho para realizar um primeiro escaneamento no corpo humano; um segundo dispositivo de trilho fica disposto na segunda armação, e o segundo arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso é acoplado de forma corrediça no segundo dispositivo de trilho para ser móvel ao longo do segundo dispositivo de trilho para realizar um segundo escaneamento no corpo humano.

15. Aparelho de inspeção de segurança no corpo humano de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o aparelho de inspeção de segurança no corpo humano compreende: um primeiro dispositivo de acionamento que aciona diretamente o primeiro arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso, o primeiro arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso sendo acoplado no primeiro dispositivo de trilho através do primeiro dispositivo de acionamento; um segundo dispositivo de acionamento que aciona diretamente o segundo arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso, o segundo arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso sendo acoplado no segundo dispositivo de trilho através do segundo dispositivo de acionamento; e um dispositivo de restrição, configurado para restringir um relacionamento de movimento entre o primeiro arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso e o segundo arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso para fazer com que os mesmos possam se mover apenas nas direções opostas; em que o dispositivo de restrição é uma tira de conexão rígida que conecta o primeiro arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso e o segundo arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso;

em que o primeiro dispositivo de trilho é provido com uma primeira polia fixa, o segundo dispositivo de trilho é provido com uma segunda polia fixa, e a tira de conexão passa do primeiro arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso, através da primeira polia fixa e da segunda polia fixa, para ser conectada no segundo arranjo de matriz de antena de múltiplas transmissões e múltiplas recepções esparso.