CN104320568A - 一种微波相机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种微波相机，该微波相机包括屏蔽箱体，屏蔽箱体的前端面设置开口，微波聚焦镜头固定在开口中，在屏蔽箱体内、位于微波聚焦镜头的焦平面处设置接收天线阵列，接收天线阵列的输出端与微波图像显示装置相连，在微波聚焦镜头的前方或者后方设置光圈，光圈与光圈控制机构相连，光圈控制机构设置在屏蔽箱体上，快门通过光圈控制机构控制光圈本发明提供的微波相机既可以主动发射微波照射目标，实现微波成像，也可以利用其它微波干扰源作为微波源，实现微波成像，周围的微波信号越强，成像效果越好，即使对方使用电磁炸弹，电磁炸弹的发出的微波可以作为微波源，成为微波源，微波信号更强，成像效果更好，提高成像能力。

Description

一种微波相机
技术领域
本发明属于一种面阵图像信号采集装置，尤其涉及一种微波相机。
背景技术
    目前数码相机采用光敏电子阵列元件，为可见光图像采集系统，图像信号采集装置主要采用可见光光学系统，不能采集微波信号，聚焦系统不能采用普通的光学器件来完成成像。对于现有雷达系统而言，为获取目标的位置、方向等信息，一般采用有源相控阵雷达天线接收信号，有源相控阵列雷达是利用电控扫描，获取周围目标信息，有源相控阵雷达天线接收微波信号采用扫描方式采集信号，需要逐点进行发射和接收雷达信号，采集信号的时间不可控制，在强电子干扰情况下或电磁弹攻击下完全丧失功能，由于该图像信号采集装置易受高能量电磁波的干扰，成像能力较低。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明提供一种微波相机，该微波相机抗干扰能力强，成像效果好，可对光学数码相机不能识别的目标进行成像。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种微波相机，该微波相机包括屏蔽箱体，屏蔽箱体的前端面设置开口，微波聚焦镜头（如：聚四氟乙烯、合成树脂或者聚苯乙烯材料）固定在开口中，在屏蔽箱体内、位于微波聚焦镜头的焦平面处设置接收天线阵列，接收天线阵列的输出端与微波图像显示装置相连，在微波聚焦镜头的前方或者后方设置光圈，光圈与光圈控制机构相连，光圈控制机构设置在屏蔽箱体上，快门通过光圈控制机构控制光圈。
按上述技术方案，所述接收天线阵列为多层的平面天线阵列，其各天线阵列层设置在微波聚焦镜头的相应焦平面处，每层的平面天线阵列接收相应波长微波，且不同层的平面天线阵列接收不同波长微波，接收长波长的平面天线阵列靠近微波聚焦镜头，接收短波长的平面天线阵列靠近所述屏蔽箱体的后端面，接收短波长的平面天线阵列到接收长波长的平面天线阵列所接收的波长成等比数列，等比数大于2。
按上述技术方案，所述平面天线阵列由多个接收单元组成，各接收单元由经纬向设置的控制线相连，所述接收单元为天线振子。
按上述技术方案，所述屏蔽箱体，其除微波聚焦镜头处以外的内表面敷设微波吸波材料。
按上述技术方案，所述微波聚焦镜头由螺旋透镜或延迟透镜或电介质透镜或加速透镜构成。
按上述技术方案，所述屏蔽箱体各端面使用7～11mm厚度钢板或者3～5mm厚度铜板制成。 
本发明产生的有益效果是：本发明提供的微波相机，利用光学成像原理，通过特种聚焦器件，实现微波成像，对光学数码相机不能识别的目标进行成像。本发明提供的微波相机既可以主动发射微波照射目标，实现微波成像，也可以利用其它微波干扰源作为微波源，实现微波成像，周围的微波信号越强，成像效果越好，即使对方使用电磁炸弹，电磁炸弹的发出的微波可以作为微波源，成为微波源，微波信号更强，成像效果更好，提高成像能力。
附图说明
图1是本发明实施例微波相机的结构示意图；
     图2是本发明实施例微波相机的接收天线阵列的图像扫描示意图；
图3是本发明实施例微波相机控制系统。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明实施例微波相机，一种微波相机，该微波相机包括屏蔽箱体，屏蔽箱体的前端面设置开口，聚四氟乙烯、或者合成树脂、或者聚苯乙烯材料等微波聚焦镜头1固定在开口中，在屏蔽箱体内、位于微波聚焦镜头的焦平面处设置接收天线阵列2，所述微波聚焦镜头由螺旋透镜或延迟透镜或电介质透镜或加速透镜构成。快门7-2控制光圈3，光圈3与光圈控制机构相连，光圈控制机构7设置在屏蔽箱体4上。接收天线阵列的输出端与微波图像显示装置相连，在微波聚焦镜头的前方或者后方设置光圈及光圈控制机构，以调节进入微波聚焦镜头的光强。所述光圈兼做快门。屏蔽箱体各端面使用7～11mm厚度钢板或者3～5mm厚度铜板制成，屏蔽箱体上除微波聚焦镜头处以外的内表面敷设微波吸波材料5。所述接收天线阵列为多层的平面天线阵列，其各天线阵列层设置在微波聚焦镜头的相应焦平面处，每层的平面天线阵列接收相应波长微波，且不同层的平面天线阵列接收不同波长微波，接收长波长的平面天线阵列靠近微波聚焦镜头，即长波段天线阵列2-1；接收短波长的平面天线阵列靠近所述屏蔽箱体的后端面，即短波长天线阵列2-2，接收短波长的平面天线阵列到接收长波长的平面天线阵列所接收的波长成等比数列，等比数大于2。平面天线阵列由多个接收单元组成，各接收单元由经纬向设置的控制线相连，所述接收单元为天线振子12。天线阵列图像扫描一般通过水平扫描电路和纵向扫描电路，将每个天线阵列的天线信号采集到一根数据线，获取微波天线阵列每个天线的接受到的信号，并逐一将各个信号储存到计算机存储记录装置中。其中该光圈控制机构包括微波感知接收装置7-1。
微波图像显示装置用于采集每个天线振子的像素信息，然后根据每个信号单元的信号强度，生成平面图像。通过调节光圈来控制接收天线阵列所接收的微波强度不大于该接收天线阵列所能承受的最大强度，防止烧坏接收天线阵列。如图2所示，通过行扫描电路和列扫描电路对接收天线阵列进行图像扫描，将各层平面天线阵列的天线信号通过一根数据线，并逐一将各信号储存到计算机存储记录装置中。然后，根据每个信号单元的信号强度，显示到微波图像显示装置。
光圈控制机构包括接收器和驱动机构，接收器与接收天线阵列的接收波段一致，其接受强度是接收天线阵列的10-100倍，一旦微波的照射强度大于接收天线阵列的接收强度，驱动机构根据将光圈调小，直到照射到接收器的微波强度的大小不超过微波的接收天线阵列可承受的最大值。
微波聚焦镜头构成的具体情况如下，1) 延迟透镜。延迟透镜利用电介质使射径的电长度增大，在延迟透镜中，波被媒质材料减速，电介质透镜又可以分为非金属介质，如透明的合成树脂或者聚苯乙烯材料构成的透镜；或者由金属、人造介质透镜。2)加速透镜。传输媒介是通过射径长度减少，包含Ｅ－面金属板透镜、Ｈ－金属板透镜等(E平面，即透射镜的金属板都平行于电场平面，H代表射入微波方向平行于层叠金属板)。
所述屏蔽箱体上设有光圈带有快门作用, 它是由若干金属薄片组成可调节大小的进光孔，位于镜头内，与普通照相机具有相同的结构。屏蔽箱体各端面使用7～11mm厚度钢板或者3～5mm厚度铜板制成，屏蔽箱体，其除微波聚焦镜头处以外的内表面敷设吸收微波的吸波材料5。接收天线阵列的每个接收单元都是一个天线振子，所有的天线振子与经纬向设置的控制线连接，通过计算机控制采集每个天线振子的像素信息，然后根据每个信号单元的信号强度，生成平面图像。
通过调节光圈来控制接收天线阵列所接收的微波强度不大于该接收天线阵列所能承受的最大强度，防止烧坏接收天线阵列。
如图3所示，微波相机10在采集图像时需要控制角度，首先通过在微波照相机上固定一台摄像机，操作人员通过摄像机6观察采集对象，然后开动微波相机采集微波图像信息，对比摄像机得到的光学图像信息和微波图像信息的差别，分析甄别对象空间信息。为了避免操作人员直接与微波接触，建立隔离措施，防止微波晒伤，建立了隔离系统，操作人员可以通过三维旋转控制机构13所述的摄像机和微波相机对准待拍摄目标。通过微波相机采集目标的特征和形态，进一步发现普通光学系统不能发现的隐藏目标。
    微波相机是一个联动系统，联动系统如图3的箭头所示，整个系统启动由快门7-2控制，快门7-2通过光圈控制机构7 控制光圈3，微波感知接收装置7-1一旦感知微波强度大于微波相机可接受的强度，可以通过光圈控制系统7缩小光圈，保护微波相机带天线阵列。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (6)

1. 一种微波相机，其特征在于，该微波相机包括屏蔽箱体，屏蔽箱体的前端面设置开口，微波聚焦镜头固定在开口中，在屏蔽箱体内、位于微波聚焦镜头的焦平面处设置接收天线阵列，接收天线阵列的输出端与微波图像显示装置相连，在微波聚焦镜头的前方或者后方设置光圈，光圈与光圈控制机构相连，光圈控制机构设置在屏蔽箱体上，快门通过光圈控制机构控制光圈。
2. 根据权利要求1所述的微波相机，其特征在于，所述接收天线阵列为多层的平面天线阵列，其各天线阵列层设置在微波聚焦镜头的相应焦平面处，每层的平面天线阵列接收相应波长微波，且不同层的平面天线阵列接收不同波长微波，接收长波长的平面天线阵列靠近微波聚焦镜头，接收短波长的平面天线阵列靠近所述屏蔽箱体的后端面，接收短波长的平面天线阵列到接收长波长的平面天线阵列所接收的波长成等比数列，等比数大于2。
3. 根据权利要求2所述的微波相机，其特征在于，所述平面天线阵列由多个接收单元组成，各接收单元由经纬向设置的控制线相连，所述接收单元为天线振子。
4. 根据权利要求1或2或3所述的微波相机，其特征在于，所述屏蔽箱体，其除微波聚焦镜头处以外的内表面敷设微波吸波材料。
5. 根据权利要求1或2或3所述的微波相机，其特征在于，所述微波聚焦镜头由螺旋透镜或延迟透镜或电介质透镜或加速透镜构成。
6. 根据权利要求1或2或3所述的微波相机，其特征在于，所述屏蔽箱体各端面使用7～11mm厚度钢板或者3～5mm厚度铜板制成。
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