CN102809745B - 混合式毫米波成像系统和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种混合式毫米波成像系统和方法。披露了一种提高检测概率并降低误报率的混合式毫米波成像系统。所述系统包括用于提供环境的初始粗糙图像的大型无源传感器（像素）阵列以及位于该大型阵列中心的小型有源传感器阵列，仅在初始无源扫描检测是肯定的时才激活该小型阵列。所述有源阵列在没有任何机械扫描的情况下照射区域以检测边缘，从而提供清晰的检测图像，由此提高检测概率并降低误报率。
Description
技术领域
本发明涉及成像系统领域，更具体地说，涉及一种用于诸如检测隐藏武器和物品之类的应用的混合式毫米波成像系统。
背景技术
无源模式成像在理论上允许隐蔽的照相机式的成像。但是，通常黑体辐射水平在电磁频谱（即，0.1到0.3THz）的相关区域中很低。这导致图像的信噪比很差。此外，由于现代恐怖威胁可能源自辐照水平与人体辐照水平非常类似的材料，所以测量的辐照差异可能太小。
有源模式成像有效地处理了黑体辐射问题并且还提供了诸如3D图像（由于可提供距离信息）之类的额外优点。代价是较高的系统复杂性和图像分析算法。有源扫描通常所需的部件的较高价格迫使使用机械扫描系统，其主要缺点是较长的扫描时间（与视频帧速率不一致）和增加的机械复杂性。此外，公众可能不欢迎持续照射被成像的主体。
发明内容
因此，根据本发明，提供了一种成像系统，包括：无源模式成像器，其可操作以执行第一无源扫描；以及有源模式成像器，其可操作以在所述第一无源扫描之后执行第二有源扫描。
根据本发明，还提供了一种成像系统，包括：无源模式成像器，其可操作以执行初始无源扫描，所述无源模式成像器包括用于提供初始检测能力的无源像素的阵列；以及有源模式成像器，其可操作以在所述初始无源扫描之后执行后续有源扫描，所述有源模式成像器包括有源像素的阵列以及一个或多个能够对所述初始无源扫描的感兴趣区域执行3D放大成像的发射器。
根据本发明，还提供了一种成像系统，包括：毫米波无源模式成像器，其可操作以执行初始无源扫描，所述无源模式成像器包括用于提供初始检测能力的无源像素的阵列；以及毫米波有源模式成像器，其可操作以根据所述初始无源扫描的结果执行有源扫描，所述有源模式成像器包括一个或多个毫米波发射器以及能够对所述初始无源扫描的感兴趣区域执行3D放大成像的可倾斜有源接收阵列。
根据本发明，还提供了一种成像方法，所述方法包括：提供毫米波无源成像器；提供毫米波有源成像器；以及组合所述无源成像器与所述有源成像器，由此所述无源成像器可操作以执行初始无源扫描，所述无源模式成像器包括用于提供初始检测能力的无源像素的阵列，以及由此所述有源成像器可操作以根据所述初始无源扫描的结果执行有源扫描，所述有源模式成像器包括一个或多个毫米波发射器以及能够对所述初始无源扫描的感兴趣区域执行3D放大扫描的可倾斜有源接收阵列。
附图说明
在此仅通过实例的方式参考附图说明本发明，这些附图是：
图1A是示出本发明的成像系统的一个实例实施例的正视图的示意图；
图1B是示出本发明的成像系统的一个实例实施例的侧视图的示意图；
图2是示出本发明的成像系统的一个备选实施例的示意图；
图3是示出本发明的成像系统的实例接收器组件的示意图；
图4是示出实例芯片的方块图，包括本发明的成像系统的多个（N个）类型A接收器以及控制、数字化和存储器功能；
图5是更详细示出本发明的成像系统的类型A接收器结构的方块图；
图6是示出本发明的成像系统的第一实例发射器的方块图；
图7是示出本发明的成像系统的第二实例发射器的方块图；
图8是示出实例芯片的方块图，包括本发明的成像系统的多个（N个）类型B接收器以及控制、数字化和存储器功能；
图9是更详细示出本发明的成像系统的类型B接收器结构的方块图；以及
图10是示出本发明的成像系统的实例系统结构的方块图。
具体实施方式
本发明提供了一种提高检测概率并降低误报率的混合式毫米波成像系统。所述系统借助一个大型功率传感器阵列构建环境的初始粗糙图像。在肯定的检测时，使用由该功率传感器（像素）阵列以及位于该大型阵列中心的小型矢量像素阵列（有利于振幅和相位传感）两者检测的相干微波辐射照射现场。使用新信息（有利于对选定区域进行3D可视化）增强初始图像（促进分段），从而提高检测概率并降低误报率。
本发明通过在成像器视场中检测从物体辐射或反射的毫米波辐射来提供可视化能力。照射到物体上的辐射是非电离辐射。此外，毫米波辐射的波长属于这样的电磁频谱部分：一方面，其足够长以便穿透雾、衣物和包装物；另一方面，其足够短以便即使通过相对小的辐射孔径也会产生高分辨率成像，这在空间受限的应用中很有利。这些方面使得此部分电磁频谱中的成像适合于用于例如保安、监视和导航系统。
本发明的一个实施例包括一种混合式成像系统，所述系统支持能够进行初始检测的全身无源（即，辐射）扫描，所述初始检测随后通过使用有源（即，相干照射）成像系统执行的较小区域放大扫描得以增强。所述系统可以在生产级别硅中实现以降低成本（例如，基于SoC集成电路）。一个实施例还包括一种用于执行此类混合式扫描以检测隐藏物品（例如那些造成安全威胁的物品）的机制。
在一个实施例中，将无源成像与有源成像组合。无源模式成像自身在理论上允许隐蔽的照相机式的成像。但是，通常黑体辐射水平在电磁频谱（即，0.1到0.3THz）的相关区域中很低。这导致图像的信噪比很差。此外，由于现代恐怖威胁可能源自辐照水平与人体辐照水平非常类似的材料，所以测量的辐照差异可能太小。
有源模式成像有效地处理了黑体辐射问题并且还提供了诸如3D图像（由于可提供距离信息）之类的额外优点。代价是较高的系统复杂性和图像分析算法。有源扫描通常所需的部件的较高价格迫使使用机械扫描系统，其主要缺点是较长的扫描时间（与视频帧速率不一致）和增加的机械复杂性。此外，公众可能不欢迎持续照射被成像的主体。
为了克服这些缺点，本发明提供了一种高度集成的低成本凝视型阵列（staring-array）解决方案，在一个实例实施例中，该解决方案基于可提供规模经济定价的常用生产级别硅SoC技术。所述系统具有高检测概率，因为它使用通过按需放大有源3D成像增强的无源图像传感器。此外，所述系统可以使用多个物理传感器以视频帧速率提供图像。
因此，在一个实施例中，组合无源与有源模式成像器以形成混合式成像系统。无源像素的全尺寸（凝视）焦平面阵列（FPA）提供初始检测能力，该能力然后可以通过对可疑区域执行3D放大扫描的较小有源阵列得以增强（如果初始检测是肯定的）。此类系统的一个优点是提高检测概率，同时降低系统复杂性（因此降低成本）以及提供视频帧速率（例如，30fps）操作。
图1A是示出本发明的成像系统的一个实例实施例的正视图的示意图。图1B是示出本发明的成像系统的一个实例实施例的侧视图的示意图。图2是示出本发明的成像系统的一个备选实施例的示意图。参考图1A和1B，成像系统（总体标记为10）包括具有孔直径D的主反射器12、辅助反射器14、接收器复合体（complex）或模块16以及多个发射器18、20（在此实例实施例中示出两个）。图2中示出的介质透镜（dielectriclens）实施例（总体标记为30）包括具有孔直径D的介质透镜34以及位于透镜焦点处的接收器模块32。
在无源成像模式下，入站黑体辐射聚焦在接收器16（或32）的相对较小的平面二维阵列上。在示出的实例实施例中，辐射借助介质透镜30或双反射器天线10（也称为卡塞格伦（Cassegrain）型反射器）聚焦。聚焦有助于获得所需的横向（在此为方位）分辨率，所述分辨率通常由发送/接收雷达信号的天线的主波束宽度确定。空间衍射规定角波束宽度（Δθ）与Δθ∝λ/D相关，其中λ是检测到的辐射的波长，D是检测器孔的直径。因此，采用非常小（毫米甚至亚毫米）波长可允许缩小接收孔，同时仍获得足够的方位分辨率。
要指出的是，尽管针对光学系统提供了两个实例实施例，但其他类型的光学系统也适合，如本领域所公知的。可以使用较大接收孔来提高接收器分辨率，较大接收孔提供更好的增益，即，较小的发散角产生较佳的分辨率。
图3是示出本发明的成像系统的实例接收器组件的示意图。接收器模块（或复合体）（总体标记为16）包括具有至少两面A44和B42的印刷电路板（PCB）（即基底）46。在一个实施例中，面A44等距地填充有适合于成像的形成接收器阵列的相同印刷天线结构50（56）。例如，对于工作频率为150GHz，一面上的天线贴片（antennapatch）大约为1毫米，相距大约1毫米（即大约λ/2）。对于40×40像素阵列，这总计达到40毫米（也可具有更大或更小的阵列）。在一个实施例中，面B42填充有倒装芯片（flip-chip）安装/键合的裸片（die）48（62）。
要指出的是，图示的像素数不一定对应于实现的实际像素数。绝大多数天线50连接到功率成像（类型A）像素，而在传感器的中心是较小的矢量成像（类型B）像素阵列58。在一个实施例中，类型A像素包括直接检测接收器，从而产生与检测到的功率成比例的电压输出。产生的信号大约具有低通滤波器（LPF）的带宽B=(2τ)-1，其中τ是积分时间。检测到的图像的信噪比（SNR）与积分时间直接成比例，因此通过提供多个物理像素（由基于硅的技术常用的高级集成实现），可以增加积分时间，同时仍获得视频帧速率（大约30fps），因为所有像素同时收集信息。允许实时视频的积分时间为数十毫秒级别，因此可以使用低频A/D转换对数据进行数字化以便于后续图像重构。但是，能够获得亚开尔文噪声等效温差（NETD）可能不足以可靠地检测隐藏威胁（就检测概率和误报率而言）。这主要源于潜在有害的物体可能包括放射率/反射率类似于人体皮肤的材料的事实。
大多数裸片62包括NxRX(A)集成电路（IC）芯片，如图4中所示。电路（总体标记为70）包括NxRX(A)芯片72和天线封装74。NxRX(A)芯片包括N个独立的类型A接收器80、响应于控制信号的控制逻辑电路76、用于数据数字化的A/D转换器以及用于存储数字数据的存储器寄存器（填充缓冲区）（方块78可操作以生成数据信号）。数字数据表示像素之一接收的强度值。NxRX(A)接收器80通过过孔84（结合到接收器组件16的面A）耦合到包括多个天线82的相应天线封装74。要指出的是，在40×40阵列的实例实施例中，N例如可以等于64。此外，类型A接收器电路例如可以使用公知的Si/SiGeIC技术实现。
图5是更详细示出本发明的成像系统的类型A接收器结构的方块图。电路（总体标记为90）包括耦合到封装94上天线96的RX(A)接收器92。直接检测接收器RX(A)92包括公知的迪克（dicke）开关（DS）97（一个输入端耦合到阻抗（例如，电阻器）93）、低噪声放大器（LNA）98、功率检测器电路（非线性元件）100以及实现锁定（lock-in）放大器102的基带（BB）电路。在一个实施例中，锁定放大器包括标准高灵敏度读出，其主要目的是避免由于在这些频率处的高l/f噪声含量而检测到直流电压信号（与目标温度成比例）。通过（使用DS）以低频波调制（MOD104）入站RF功率，在噪声含量低得多的偏移频率处产生直流电压的副本。
在一个实施例中，无源成像与有源成像组合在混合式成像系统中。通过以宽带毫米波辐射（例如，噪声源）照射目标来增强无源成像能力。要指出的是，实施此方案不需要不同的接收器元件并且可以容易地通过可用接收器阵列实现，前提是可提供适合的非相干微波辐射源。
如果无源成像扫描生成可疑的肯定检测，则使用有源成像系统。在一个实施例中，有源成像系统基于公知的调频连续波（FMCW）雷达范围计量技术。在图1A中示出的实例实施例中，两个相同的发射器18、20以最大可用方位角分开布置。两个发射器交替进行发射（即，执行两次扫描而不是一次，由此增加总体扫描时间）。
要指出的是，如果使用聚焦光学器件（透镜或反射器），则接收器阵列上的每个像素“看到”相对小的目标区域。因此，一方面，不需要方位重构（在有源系统中），但另一方面，发射器与接收器之间的距离（在添加更多发射器时增大）不会转化为更佳的方位分辨率，因为不执行重构。但是，多个发射器分开有助于减少镜面反射。在一个实施例中，可以使用公知的成像处理技术，其中从略为不同的角度获得近似同一物体的若干图像以得到更好的分辨率（因为添加了信息）。
图6是示出本发明的成像系统的第一实例发射器的方块图。所述发射器（总体标记为140）包括线性啁啾（chirp）发生器（LCG）142、校准开关144以及耦合到天线148的功率放大器（PA）146。在一个实施例中，所述发射器包括全硅基频发射器，其结合了产生范围计量所需的线性扫频的线性啁啾发生器（LCG）142。校准开关144可操作以允许校准发射路径的相位/振幅传递函数。局部振荡器信号147被馈送给接收器方块以有利于进行FMCW技术要求的相干检测。要指出的是，更高的频率（具有更短的波长）可实现更好的分辨率。
图7是示出本发明的成像系统的第二实例发射器的方块图。所述发射器（总体标记为150）包括线性啁啾发生器（LCG）152、局部振荡器信号153、校准开关156、倍频器158、第一功率放大器160、倍频器162以及耦合到天线166的第二功率放大器（PA）164。
发射器150包括分频发射器，其结合了基于化合物（Ⅲ-Ⅴ）半导体的功率放大器。此发射器适合于要求工作频率高于可使用纯Si技术（由于截止频率增益不足够高）获得的频率的应用。在一个实施例中，所述发射器包括基于化合物（Ⅲ-Ⅴ）半导体的最终放大级，如图7中所示。对于两种类型的发射器（140和150），在没有LCG输入（开放CS）的情况下操作放大链可提供噪声照射所需的噪声源。
图8是示出本发明的成像系统的实例类型B接收器的方块图。位于面B42中心（面A44的区域58）的裸片64（图3）包括NxRX(B)芯片，其类似于NxRX(A)芯片（图4）。电路（总体标记为110）包括NxRX(B)芯片112和天线封装114。NxRX(B)芯片包括N个独立的类型B接收器117、响应于控制信号的控制逻辑电路118、用于数据数字化的A/D转换器以及用于存储数字数据的存储器寄存器（用于中间结果存储的填充缓冲区（MEMORY））（方块119可操作以生成数据信号）。来自局部振荡器115的信号被馈送给每个个体接收器以允许如上所述的相干检测。数字数据表示反射强度流，并且对距离进行时间编码。NxRX(B)接收器117通过过孔113耦合到包括多个天线116的相应天线封装114。类型B接收器电路例如可以使用公知的Si/SiGeIC技术实现。
数据及其量与NxRX(A)的数据及其量的不同之处在于，每个类型B像素生成时间序列的复值数，这些数进行后处理以估计到反射点的距离。根据要数字化的实际数据量，在一个实施例中，采用一个A/D转换器（服务于所有N个像素），或在另一个实施例中，每个像素使用它自己的A/D。
图9是更详细示出本发明的成像系统的类型B接收器结构的方块图。要指出的是，类型B接收器的结构比类型A接收器的结构更复杂，从而使它能够充当矢量传感器（即，调频连续波（FMCW）雷达）和功率传感器（即，黑体辐射仪）的角色。
在一个实施例中，有源系统的接收器使用用于无源成像的同一反射器。单个像素接收来自封装126中的天线128的信号。RF输入由低噪声放大器（LNA）130放大，LNA130的输出被输入到混频器132，在混频器132处该输出与局部振荡器信号133混合。混频器的IF信号输出然后被输入到基带电路（BB）134，BB134提供数字化前信号处理功能，例如均衡化、自动增益控制、反混叠等。BB的输出是相对低频的IF信号，其频率与散射波行经的距离直接成比例。为了避免距离模糊，每个像素使用一个A/D136以显著的过采样执行数字化，这可以在像素中或在处理板上实现。
要指出的是，由于单个接收器像素元件的复杂性相对高，因此所述混合式成像系统包括一个小型瞬时视场，以允许增强被怀疑包含威胁边界的特定成像物体区域。有源成像部分的整体视场可以通过接收器模块的平移/旋转运动得以增强，从而允许较快的扫描时间。例如，可以使用倾斜机构借助公知的机械或电气（例如，压电）技术来移动/旋转接收器模块。
取决于为了实现读出接口控制器选择的封装技术，此控制器可以与或者不与NxRX(A/B)芯片位于同一基底上。ROI控制电路可操作以执行若干控制和处理功能，包括：（1）控制离开像素的数据流；（2）控制倾斜电动机/压电致动器；（3）控制有源成像模式发射器的扫频；（4）在无源成像模式中将像素组合为有序帧；以及（5）实现近场FMCW算法以用于有源成像操作模式中的距离估计。
在一个实施例中，所述控制器使用现场可编程门阵列（FPGA）技术。但是，在需要大型有源部分（即，大量像素）以及具有良好距离分辨率的较大操作距离的系统中，可能由于计算负荷高而优选ASIC实施方式。下面将更详细地描述计算工作对像素数和距离分辨率的依赖性。
图10是示出本发明的混合式成像系统和数据流的实例系统结构的方块图。混合式成像系统（总体标记为170）包括接收封装（面B）190，其包括耦合到接收封装（面A）180的天线192。接收封装180包括多个NxRX(A)芯片184以及一个或多个NxRX(B)芯片。要指出的是，在一个实施例中，在有源和无源阶段都采用NxRX(A)和NxRX(B)芯片，并且每个芯片的角色可变化。在有源成像模式下，通过TX电路182照射目标。读出接口（ROI）电路174中的控制方块176生成控制信息。ROI电路174还包括用于从接收封装180接收像素信息的像素处理器178。使用高级算法/检测和决策方块172交换控制和数据信息。
在无源成像操作模式下，类型A和类型B接收器，即RX(A)和RX(B)，检测从成像目标的不同区域发出的黑体辐射，所述辐射通过透镜或反射器的较大光学孔集中在接收器天线阵列（位于接收封装190的面B）上。要指出的是，所述目标的不同区域通过透镜集中在不同的接收器元件上，因此由聚焦光学器件本身执行方位处理。
与每个个体RX(A)检测的功率成比例的电压首先被数字化并被存储在填充缓冲区中，以便在数据等待由ROI电路读取时，像素可以开始新的积分循环。在此阶段中，RX(B)像素模拟RX(A)像素的行为，从而生成与检测到的功率成比例的单个电压输出。在帧形成阶段可能由于有效响应度不同而需要电平校正。ROI电路安排从不同N-RX(A)/N-RX(B)芯片的填充缓冲区输出数据的时间，并在内部存储图像以便随后发送到PC或其他处理器（例如）进行高级图像处理和增强，其后为检测和决策步骤。
上述流程完成时，并且基于检测和决策步骤的输出，所述系统可以标识成像现场中需要额外探查的潜在威胁区域（即“标记区域”）。此时，ROI控制电路发出控制命令以操纵接收器复合体（而不是整个光学器件），以便馈送RX(B)接收器的复合体的中心与“标记区域”最佳地重合。可以使用任何适合的手段（例如机械倾斜或压电致动）实现所述操纵，具体取决于接收器复合体的尺寸和所需的系统敏捷性。
然后使用从发射器（TX）发出的相干RF辐射照射目标。然后在RX(B)和RX(A)接收器两者处接收反射信号。在RX(B)接收器中，检测到的信号与当前发射频率（按照公知的FMCW技术以恒定速率线性变化）混合以生成低频IF信号，该IF信号然后被采样和数字化，从而导致时间序列的复值。然后将所述复数据（complexdata）传递给ROI电路，在ROI电路中向每个时间序列施加傅里叶变换，从而产生实质上包括距离映射（rangemap）的“频域”图像，其中每个“频率”对应于成像器与目标上的反射点之间的距离。然后可以将此距离映射传递给PC（或其他处理器）以进行检测后处理以及额外的检测和决策步骤，后者的肯定结果将导致安全人员对要标记的物体进行进一步的探查。
要指出的是，采用多个相距很远的发射器可以有助于克服来自成像物体的镜面（即，非朗伯（non-Lambertian））反射。但是，因为使用固定透镜执行方位处理（实质上，目标上的每个点仅由接收阵列的一个像素看到），所以无法使用多个发射器，并且因此无法使用发射器和接收器之间多个甚至更大的距离来提高方位分辨率。
采用与无源扫描过程中检测黑体辐射相同的方式来检测在RX(A)接收器中接收的反射信号。因为反射功率可以变得任意强大，所以它覆盖黑体辐射并在检测器输出处产生电压，此电压与通过RX(B)接收器成像的感兴趣区域的围绕物的反射率成比例。这有效地产生这些围绕物的反射映射（即，新的2D图像，类似于从无源扫描获得的图像），尽管其不一定与无源扫描期间成像的区域重叠，但仍可以提供额外信息。
此外，由于成像目标可能在这些扫描（可以以毫秒级延迟执行）之间（略为）移位，所以以前隐藏或恍惚的区域现在可能变得清晰可见。然后可以使用现代成像处理和人工视觉技术来组合从无源（辐射—有利于对环境的照相机式2D图像）和有源（照射）扫描（产生标记区域的3D图像及其围绕物的新2D图像）两者产生的图像。上述组合促进边缘检测和分段（即，识别同一图像中存在的不同物体），从而导致提高检测能力。
还要指出的是，所述混合式成像系统不需要机械扫描。低成本集成电路可提供大量像素，所述电路利用基于大量生产的硅的工艺。不执行机械扫描可更快地获得图像，因此在进行决策之前收集更大量的信息。
使用无源成像执行初始图像获得，并且仅当此步骤导致肯定检测时才激活有源成像模式以便仅照射有问题的区域，从而提供额外信息，当所述信息与先前获得的数据组合时可提高检测概率并降低误报率。在有源成像模式期间，获得振幅和相位（相当于距离）信息。在接收器中执行RF级预放大，并且使用从发射器注入的LO信号而不需要不同的局部振荡器。
本文中所用的术语，仅仅是为了描述特定的实施例，而不意图限定本发明。本文中所用的单数形式的“一”和“该”，旨在也包括复数形式，除非上下文中明确地另行指出。还要知道，“包含”和/或“包括”一词在本说明书中使用时，说明存在所指出的特征、整体、步骤、操作、单元和/或组件，但是并不排除存在或增加一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、单元和/或组件，以及/或者它们的组合。
以下的权利要求中的对应结构、材料、操作以及所有功能性限定的装置(means)或步骤的等同替换，旨在包括任何用于与在权利要求中具体指出的其它单元相组合地执行该功能的结构、材料或操作。所给出的对本发明的描述其目的在于示意和描述，并非是穷尽性的，也并非是要把本发明限定到所表述的形式。对于所属技术领域的普通技术人员来说，在不偏离本发明范围和精神的情况下，显然可以作出许多修改和变型。相应地，将理解，所有适合的变型、修改和等同物均落入本发明的精神和范围之内。对实施例的选择和说明，是为了最好地解释本发明的原理和实际应用，使所属技术领域的普通技术人员能够明了，本发明可以有适合所要的特定用途的具有各种改变的各种实施方式。
Claims (18)
1.一种成像系统，包括：
无源模式成像器，其可操作以执行初始无源扫描，所述无源模式成像器包括用于提供初始检测能力的无源像素的全尺寸焦平面阵列；以及
有源模式成像器，其可操作以在所述初始无源扫描之后执行后续有源扫描，所述有源模式成像器包括位于所述无源像素的全尺寸焦平面阵列中心的有源像素的阵列以及一个或多个发射器，其能够对所述初始无源扫描的感兴趣区域执行3D放大成像。
2.如权利要求1中所述的系统，其中所述初始无源扫描和所述有源扫描均在毫米波范围内执行。
3.如权利要求1中所述的系统，其中所述无源扫描利用聚焦元件将黑体辐射聚焦在接收器天线阵列上。
4.如权利要求1中所述的系统，其中所述无源扫描将黑体辐射聚焦在包括直接检测接收器的无源像素上。
5.如权利要求1中所述的系统，其中所述发射器使用毫米波辐射照射目标。
6.如权利要求1中所述的系统，其中由在距离上分隔的一个或多个发射器生成所述有源像素。
7.如权利要求1中所述的系统，其中有源模式接收是定向的并且可调整以聚焦在所述无源扫描的所需感兴趣区域上。
8.如权利要求1中所述的系统，其中有源模式接收是定向的并且能够被操纵。
9.如权利要求1中所述的系统，其中所述有源模式包括使用相干RF辐射照射目标区域以及从反射离开所述目标的信号生成低IF信号。
10.如权利要求9中所述的系统，其中所述低IF信号被进一步处理以检测所述目标处的一个或多个可疑对象。
11.如权利要求1中所述的系统，其中将所述有源模式成像器所获得的信息与一个或多个先前从所述无源模式成像器获得的辐射图像以及当前获得的3D图像结合使用以增强得到的整体输出图像并检测任何新的可疑区域。
12.一种成像系统，包括：
毫米波无源模式成像器，其可操作以执行初始无源扫描，所述无源模式成像器包括用于提供初始检测能力的无源像素的全尺寸焦平面阵列；以及
毫米波有源模式成像器，其可操作以根据所述初始无源扫描的结果执行有源扫描，所述有源模式成像器包括一个或多个毫米波发射器以及位于所述无源像素的全尺寸焦平面阵列中心的可倾斜有源接收阵列，其能够对所述初始无源扫描的感兴趣区域执行3D放大成像。
13.如权利要求12中所述的系统，其中所述无源扫描利用介质透镜将黑体辐射聚焦在接收器天线阵列上。
14.如权利要求12中所述的系统，其中所述无源扫描利用卡塞格伦型反射器将黑体辐射聚焦在接收器天线阵列上。
15.如权利要求12中所述的系统，其中将所述毫米波有源模式成像器所获得的信息与一个或多个先前从所述无源模式成像器获得的辐射图像以及当前获得的3D图像结合使用以增强得到的整体输出图像并检测任何新的可疑区域。
16.一种成像方法，所述方法包括：
提供毫米波无源成像器；
提供毫米波有源成像器；以及
组合所述无源成像器与所述有源成像器，由此所述无源成像器可操作以执行初始无源扫描，所述无源成像器包括用于提供初始检测能力的无源像素的全尺寸焦平面阵列，以及由此所述有源成像器可操作以根据所述初始无源扫描的结果执行有源扫描，所述有源成像器包括一个或多个毫米波发射器以及位于所述无源像素的全尺寸焦平面阵列中心的可倾斜有源接收阵列，其能够对所述初始无源扫描的感兴趣区域执行3D放大扫描。
17.如权利要求16中所述的方法，其中所述无源扫描利用聚焦元件将黑体辐射聚焦在接收器天线阵列上。
18.如权利要求16中所述的方法，其中将所述有源成像器所获得的信息与一个或多个先前获得的辐射图像以及当前获得的3D图像结合使用以增强得到的整体输出图像并检测任何新的可疑区域。
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