CN106443811B

CN106443811B - 面向非合作人体安检的毫米波成像系统及通道实现方式

Info

Publication number: CN106443811B
Application number: CN201610727538.1A
Authority: CN
Inventors: 赵自然; 陈志强; 李元景; 吴万龙; 沈宗俊; 金颖康; 乔灵博; 郑磊
Original assignee: Nuctech Co Ltd
Current assignee: Beijing Shenmu Technology Co.,Ltd.
Priority date: 2016-08-25
Filing date: 2016-08-25
Publication date: 2019-09-03
Anticipated expiration: 2036-08-25
Also published as: CN106443811A; EP3287816A1; EP3287816B1

Abstract

公开了一种面向非合作人体安检的主动式毫米波成像系统及通道实现方式。在一实施例中，该毫米波成像系统可以包括：分别设于检查通道相对两侧的第一毫米波收发天线阵列和第二毫米波收发天线阵列，其中，每个毫米波收发天线阵列包括按面阵排列的多个发射天线单元和多个接收天线单元；以及用于驱动第一和第二毫米波收发天线阵列中的发射天线单元和接收单元单元的毫米波收发机。根据本公开的实施例，被检人可自由行走通过检查通道，无需停留，通过率高，特别适用于海关、地铁等大客流场合的人体安检。

Description

面向非合作人体安检的毫米波成像系统及通道实现方式

技术领域

本发明涉及安检技术领域，尤其涉及一种面向非合作人体安检的毫米波成像系统。

背景技术

近年来，国际安全形势日益严峻，针对机场、地铁站等公共场所的恐怖袭击时有发生。为了维护公共安全同时保证旅客的正常出行，亟需更加有效的安检手段。现有针对行李箱的X射线安检设备相对成熟，可以通过透射式成像方法对行李箱内物体的投影或是整个行李箱的三维断层图像进行分析，进而对可疑物品进行报警。由于涉及到隐私和安全问题，对旅客随身携带物品的检查则较为困难，目前最常用的技术手段是金属探测器，而这种设备仅对金属物品响应，同时需要安检员协助检查。最新发展起来的毫米波成像技术能够在保证受检人员安全的前提下，形成高分辨率的人体表面图像，具备对人体随身藏匿的枪支、刀具、毒品和爆炸物等违禁品的鉴别能力，是目前人体安检技术的主流发展方向。

现有毫米波成像技术主要分为主动式和被动式两种。被动式毫米波成像通过检测人体自身辐射的毫米波信号来形成人体表面图像。然而，由于室内人体和背景的温度相当，同时受限于探测器灵敏度，被动式毫米波图像的对比度较低，图像质量差，难以满足机场和地铁站等室内场所的安检需求。主动式毫米波成像技术由于采用了毫米波源进行照射，能够形成高质量的人体表面图像，目前已有相关主动式毫米波人体安检设备在美国和欧洲的一些机场投入使用。现有的主动式毫米波人体安检产品主要有美国L3公司的Provision系列，Smith公司的Eqo以及德国Rohde&Schwarz公司的QPS100等。在实际的安检中，上述主动式毫米波成像系统都要求受检人员在安检仪前以特定的姿势站立一定时间(Smith公司的Eqo系统要求受检人员以特定姿势转动)，虽然能够保证较高的识别率，但是需要受检人员的配合，进而通过率也受到了限制，严重影响了旅客的出行方便。

发明内容

鉴于上述问题，本公开的目的至少部分地在于提供一种面向非合作人体安检的主动式毫米波成像系统及检查通道实现方式，该方案能够在受检人自由通过检查通道的过程中实现精准的人体安全检查。

根据本公开的一个方面，提供了一种毫米波成像系统，包括：分别设于检查通道相对两侧的第一毫米波收发天线阵列和第二毫米波收发天线阵列，其中，每个毫米波收发天线阵列包括按面阵排列的多个发射天线单元和多个接收天线单元；以及用于驱动第一和第二毫米波收发天线阵列中的发射天线单元和接收单元单元的毫米波收发机。

根据本公开的实施例，第一毫米波收发天线阵列和/或第二毫米波收发天线阵列的发射天线单元中的至少一部分在水平方向上相对于彼此可以有位置偏移。第一毫米波收发天线阵列和/或第二毫米波收发天线阵列中在水平方向上相对于彼此有位置偏移的发射天线单元可以分布于检查通道的整个长度上。第一毫米波收发天线阵列和/或第二毫米波收发天线阵列中在水平方向上相对于彼此有位置偏移的发射天线单元排列成一行。

类似地，第一毫米波收发天线阵列和/或第二毫米波收发天线阵列的发射天线单元中的至少一部分在竖直方向上相对于彼此可以有位置偏移。第一毫米波收发天线阵列和/或第二毫米波收发天线阵列中在竖直方向上相对于彼此有位置偏移的发射天线单元可以分布于第一毫米波收发天线阵列的整个高度上。第一毫米波收发天线阵列和/或第二毫米波收发天线阵列中在竖直方向上相对于彼此有位置偏移的发射天线单元可以排列成一列。第一毫米波收发天线阵列的整个高度和/或第二毫米波收发天线阵列的整个高度可以超出受检人的身高。

在具体的示例中，第一毫米波收发天线阵列和/或第二毫米波收发天线阵列中的发射天线单元可以呈十字形排列。

第一毫米波收发天线阵列和第二毫米波收发天线阵列可以至少部分地面对彼此。

第一毫米波收发天线阵列和/或第二毫米波收发天线阵列可以包括多个子阵列，每个子阵列可以包括按面阵排列的多个发射天线单元和多个接收天线单元。各毫米波收发天线阵列中的子阵列可以按水平方向彼此并排设置。例如，至少一个子阵列中的发射天线单元可以排列成一行、排列成一列或者排列成十字形。在所述至少一个子阵列中，发射天线单元的行可以处于该子阵列高度方向上的中部，发射天线单元的列可以处于该子阵列宽度方向上的中部，或者发射天线单元的十字形的交叉点可以位于该子阵列的中心。

第一或第二毫米波收发天线阵列或者其子阵列中的发射天线单元和接收天线单元可以按行和列排列成二维网格。至少一个二维网格可以是稀疏网格。

第一毫米波收发天线阵列和第二毫米波收发天线阵列可以以平面阵列、由多个平面构成的折面阵列、或者曲面阵列的形式设置于检查通道两侧。

毫米波收发机可以被配置为驱动各子阵列，使得同一子阵列中同一时刻只有一个发射天线单元发射毫米波信号，且同一子阵列中所有接收天线单元一起进行接收。

毫米波收发机可以被配置为驱动第一毫米波收发天线阵列和第二毫米波收发天线阵列，使得第一毫米波收发天线阵列和第二毫米波收发天线阵列中一个阵列发射的毫米波信号被受检人散射后的信号由该阵列自身接收、由另一个阵列接收、或者由这两个阵列一起接收。

根据一个实施例，毫米波成像系统还可以包括设置于通道顶部的发射天线单元。设置于通道顶部的发射天线单元可以分布于检查通道的整个长度上。

根据一个实施例，检查通道可以呈Z字形。该毫米波成像系统还可以包括第三毫米波收发天线阵列，其中，第三毫米波收发天线阵列可卡因包括按面阵排列的多个发射天线单元和多个接收天线单元。第一、第二和第三毫米波收发天线阵列可以设置于Z字形的拐角处，使得当受检人在检查通道中行进时，各毫米波收发天线阵列能够照射受检人的不同侧面。另外，该毫米波成像系统还可以包括第四毫米波收发天线阵列，其中，第四毫米波收发天线阵列可以包括按面阵排列的多个发射天线单元和多个接收天线单元。第四毫米波收发天线阵列设置于Z字形的拐角处，使得当受检人在检查通道中行进时，第四毫米波收发天线阵列能够照射受检人的不同侧面。

根据本公开的实施例，天线面阵布置在检查通道周围。当受检人在通道中移动时，可以实现多视角的成像，从而可以实现非合作情况下的人体安检。

附图说明

通过以下参照附图对本公开实施例的描述，本公开的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1(a)是示意性示出了根据本公开实施例的毫米波成像系统的透视图，且图1(b)是示意性示出了该毫米波成像系统中的电磁波辐射的图示；

图2(a)-2(d)是示意性示出了根据本公开实施例的毫米波收发天线阵列的图示；

图3(a)-3(c)是示意性示出了根据本公开实施例的检查通道布局的图不；

图4(a)-4(c)是示意性示出了根据本公开实施例的毫米波成像系统的收发模式的图示；

图5是示意性示出了根据本公开实施例的检查通道顶部设置发射天线的图示；以及

图6(a)和6(b)是示意性示出了根据本公开另一实施例的检查通道布局的图示。

具体实施方式

以下，将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。

在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本公开。这里使用的词语“一”、“一个(种)”和“该”等也应包括“多个”、“多种”的意思，除非上下文另外明确指出。此外，在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、步骤、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。

在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本领域技术人员通常所理解的含义，除非另外定义。应注意，这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义，而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。

附图中示出了一些方框图和/或流程图。应理解，方框图和/或流程图中的一些方框或其组合可以由计算机程序指令来实现。这些计算机程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其他可编程数据处理装置的处理器，从而这些指令在由该处理器执行时可以创建用于实现这些方框图和/或流程图中所说明的功能/操作的装置。

因此，本公开的技术可以硬件和/或软件(包括固件、微代码等)的形式来实现。另外，本公开的技术可以采取存储有指令的计算机可读介质上的计算机程序产品的形式，该计算机程序产品可供指令执行系统使用或者结合指令执行系统使用。在本公开的上下文中，计算机可读介质可以是能够包含、存储、传送、传播或传输指令的任意介质。例如，计算机可读介质可以包括但不限于电、磁、光、电磁、红外或半导体系统、装置、器件或传播介质。计算机可读介质的具体示例包括：磁存储装置，如磁带或硬盘(HDD)；光存储装置，如光盘(CD-ROM)；存储器，如随机存取存储器(RAM)或闪存；和/或有线/无线通信链路。

图1(a)是示意性示出了根据本公开实施例的毫米波成像系统的透视图。

如图1(a)所示，根据该实施例的毫米波成像系统100可以包括分别设于检查通道(如图中箭头所示)相对两侧(在该示例中，图中左右两侧)的第一毫米波收发天线阵列101和第二毫米波收发天线阵列105。各毫米波收发天线阵列可以包括多个发射天线单元和多个接收天线单元，用于发射和接收毫米波信号，以便对行进(例如，步行)通过通道的受检人进行检查。根据本公开的实施例中，每个毫米波收发天线阵列中的发射天线单元和接收天线单元排列成面阵。在下文中将进一步详细描述毫米波收发天线阵列的配置。

在该示例中，第一毫米波收发天线阵列101和第二毫米波收发天线阵列105彼此正对，从而在它们之间限定了检查通道。当然，本公开不限于此。例如，第一毫米波收发天线阵列101和第二毫米波收发天线阵列105可以相对于彼此部分地面对或者甚至并不面对彼此，也即，第一毫米波收发天线阵列101和第二毫米波收发天线阵列105在通道的延伸方向上可以相对彼此偏移乃至完全错开。

另外，该毫米波成像系统100还可以包括分别用于驱动第一和第二毫米波收发天线阵列(具体地，其中的发射天线单元和接收天线单元)的第一毫米波收发机103和第二毫米波收发机107。例如，各毫米波收发机103、107可以产生两路毫米波信号，其中一路作为发射信号，通过发射天线单元发射出毫米波；另一路作为参考信号，与接收天线单元接收到的毫米波信号混频，通过I/Q解调得到毫米波全息数据。

在该示例中，各毫米波收发机103、107可以分别设置在相应的毫米波收发天线阵列101、105的背侧。可以理解，毫米波收发机103、107可以设置在不同的位置处，甚至可以与相应的毫米波收发天线阵列101、105分离设置。而且，也不限于为各毫米波收发天线阵列分别提供相应的毫米波收发机，可以提供集中的毫米波收发机。

受检人在穿过该检查通道时，各毫米波收发天线阵列向通道内发射毫米波以便照射受检人，且能够接收来自对象的毫米波(例如，散射)。根据接收到的毫米波，可以获得受检人的检查数据(例如，上述毫米波全息数据)。获得的检查数据可以经由有线(例如，电缆)或者无线(例如，WiFi)方式发送至数据处理装置111。数据处理装置111可以对接收到的检查数据进行处理(例如，通过反向传播算法)，得到受检人的在行走过程中各个视角下的体表图像，进而可以通过自动识别(ATR)算法进行可疑物的自动报警。由数据处理装置111得到的图像可以显示在监控终端(例如，显示器)113上。另外，还可以在监控终端113上以高亮方式标示可疑物。

在一示例中，该毫米波成像系统100还可以包括受检人位置传感器，用于感测受检人(相对于检查通道)的位置。当感测到受检人进入检查通道时，可以控制毫米波收发机驱动毫米波收发天线阵列进行工作；而在感测到受检人离开检查通道时，可以控制毫米波收发机驱动毫米波收发天线阵列停止工作。这有助于降低系统负担并节能。对于传感器数据的处理以及对于毫米波收发机的启用/停用也可以由数据处理装置111来进行。

例如，这种传感器可以是接近传感器。在图1(a)的示例中，示出了两个摄像机109-1和109-2，分别设置于检查通道的入口处和出口处。例如，当入口处的摄像机109-1拍摄到受检人时，可以确定受检人进入检查通道；而当出口处的摄像机109-2拍摄到受检人时，可以确定受检人离开检查通道。

当然，还可以在检查通道中布设其他摄像机，用于实施监测受检人的状态以防止突发情况。

图1(b)是示意性示出了图1(a)所示的毫米波成像系统中的电磁波辐射的图示。在该图中，示出了第一毫米波收发天线阵列101上的一个发射天线单元101-T以及第二毫米波收发天线阵列105上的一个发射天线单元105-T。

如图1(b)所示，当受检人进入检查通道，例如在位置P1时，发射天线单元101-T发出的毫米波照射受检人左侧和前侧，照射的覆盖范围示出为α1，而发射天线单元105-T发出的毫米波照射受检人右侧和前侧，照射的覆盖范围示出为β1。

随着受检人在检查通道中例如沿箭头所示方向前进，发射天线单元101-T对受检人的照射范围逐渐从受检人的前侧经左侧向后侧移动，且发射天线单元105-T对受检人的照射范围逐渐从受检人的前侧经右侧向后侧移动。例如，当受检人前进到位置P2时，发射天线单元101-T对受检人的照射范围照射受检人的左侧和后侧，照射的覆盖范围示出为α2，而发射天线单元105-T发出的毫米波照射受检人右侧和后侧，照射的覆盖范围示出为β2。

对于第一和第二毫米波收发天线阵列上的其他发射天线单元，同样如此。也即，对于位于检查通道中不同位置处的受检人，毫米波收发天线阵列中的发射天线照射单元具有不同的照射范围。为了实现对受检人的全视角扫描，第一毫米波收发天线阵列101和第二毫米波收发天线阵列105中的发射天线单元可以被定位为它们发出的辐射对于受检人位于通道不同位置处时的照射范围的组合能够覆盖受检人在水平方向上的各侧，即，可以实现对受检人的360度扫描。

图1(b)示出了水平方向上的情况。在竖直方向(即，受检人的高度方向)上，同样地，第一毫米波收发天线阵列101和第二毫米波收发天线阵列105中的发射天线单元可以被定位为它们发出的辐射对于受检人位于通道不同位置处时的照射范围的组合能够覆盖受检人的大致整个高度。

因此，可以根据检查通道的几何形状、发射天线单元的电磁波辐射范围等来确定毫米波收发天线阵列中发射天线单元的布局。

这种毫米波成像系统例如可以如下进行安检。在受检人进入检查通道之前，可以将其所携带的行李放入行李物品安检轨道(图中未示出)，由行李物品安检机(例如，X射线安检设备)对其进行检查。然后，受检人可以进入检查通道。摄像机109-1拍摄受检人的图像，由数据处理装置111对此进行识别，并由此启动毫米波收发系统，对进入检查通道的受检人进行实时毫米波成像。随着受检人在检查通道内移动，毫米波成像系统实时地生成各个视角下的人体体表图像，并可以在监控装置113上显示(或者仅显示人偶图)，同时自动对其进行危险品的检查。当受检人离开检查通道时，第二摄像机109-2可以拍摄受检人的图像，由数据处理装置111对此进行识别，并由此关闭毫米波收发系统。若在安检过程中发现可疑物，则可以显示在监控装置113上，并可以发出警报，安检员可以对受检人进行控制；若未发现可疑物，则受检人可以带上行李通过安检点。于是，受检人只需行走通过检查通道，而无需以一定的姿势停留一段时间以便进行人体安检。

图2(a)-2(d)是示意性示出了根据本公开实施例的毫米波收发天线阵列的图示。

如图2(a)所示，根据该示例的毫米波收发天线阵列201A可以包括三个子阵列201a-1、201a-2和201a-3。在以下，以子阵列201a-1为例，来描述子阵列的配置。这些描述适用于其他子阵列。

在该示例中，子阵列201a-1、201a-2和201a-3彼此沿水平方向并排设置。但是，本公开不限于此。例如，子阵列的尺寸可以制造得较小，从而多个子阵列按水平方向和竖直方向二维排列。

这里需要指出的是，子阵列的数目不限于三，而是可以包括更少(例如，两个)或更多(例如，四个以上)的子阵列。而且，毫米波收发天线阵列不限于划分成子阵列，也可以仅形成为单个阵列(这种情况下，也可以视为仅包括一个子阵列)。因此，在以下描述中，关于子阵列的说明同样适用于毫米波收发天线阵列本身，或者关于毫米波收发天线阵列的说明同样适用于各子阵列。另外，同一毫米波收发天线阵列中各子阵列的配置不必相同，且同一系统中不同毫米波收发天线阵列(例如，图1(a)中所示的101、105)的配置不必相同。当然，优选地，系统中各子阵列的配置可以相同，从而可以利用相同的子阵列(可以相同地制造)来配置多个毫米波收发天线阵列(例如，图1(a)中所示的101、105)，这有利于制造的便利。

子阵列201a-1中的发射天线单元201a-T和接收天线单元201a-R可以排列成面阵。在附图中，天线单元被示出为星形。需要注意，这只是示意性的，而不是限制天线单元的形状。发射天线单元和接收天线单元各自可以具有合适的形状。

具体地，子阵列201a-1中的发射天线单元201a-T和接收天线单元201a-R可以按行和列排列成二维网格。在图2(a)的示例中，天线单元的行沿水平方向，且天线单元的列沿竖直方向，彼此垂直延伸，从而限定了规则的棋盘状二维网格。但是，本公开不限于此。例如，天线单元的行可以偏离水平方向，或者天线单元的列可以偏离竖直方向，并且两者不一定完全垂直。

子阵列201a-1中的发射天线单元201a-T中的至少一部分可以在水平方向上相对于彼此有位置偏移。这样，对于受检人，这部分发射天线单元可以具有不同视角，从而有助于在水平方向上更好地覆盖受检人。这部分发射天线单元可以分布(例如，均匀分布)于子阵列201a-1的整个宽度(图中水平方向上的维度)，以便在受检人行进通过该子阵列时，能始终有效地照射受检人。例如，这部分发射天线单元(在该示例中，子阵列201a-1中的所有发射天线单元201a-T)可以排列成一行，如图2(a)中所示。该行可以位于该子阵列高度方向(图中竖直方向上的维度)上的中部，以便更好地在高度方向上对受检人进行照射。当然，它们可以排列在多行中。

发射天线单元行也可以偏离中部，这取决于它们在竖直方向上的电磁波辐射范围。

在图2(a)所示的毫米波收发天线阵列201A中，三个子阵列201a-1、201a-2和201a-3具有相同的配置(所有发射天线单元排列成一行)，它们彼此并排设置。于是，在整个毫米波收发天线阵列201A中，发射天线单元的行可以分布于检查通道的整个长度上。

在另一示例中，如图2(b)所示，根据该示例的毫米波收发天线阵列201B可以包括三个子阵列201b-1、201b-2和201b-3。在以下，以子阵列201b-1为例，来描述子阵列的配置。这些描述适用于其他子阵列。

子阵列201b-1中可以包括多个发射天线单元201b-T和多个接收天线单元201b-R，它们可以排列成面阵。子阵列201b-1中的发射天线单元201b-T中的至少一部分可以在竖直方向上相对于彼此有位置偏移。这样，对于受检人，这部分发射天线单元可以具有不同视角，从而有助于在高度方向上更好地覆盖受检人。这部分发射天线单元可以分布(例如，均匀分布)于子阵列201b-1的整个高度(图中竖直方向上的维度)，以便在高度方向上能更好地照射受检人。例如，这部分发射天线单元(在该示例中，子阵列201b-1中的所有发射天线单元201b-T)可以排列成一列，如图2(b)中所示。该列可以位于该子阵列宽度方向(图中水平方向上的维度)上的中部，以便更好地在水平方向上对受检人进行照射。当然，它们可以排列在多列中。

发射天线单元列也可以偏离中部，这取决于它们在水平方向上的电磁波辐射范围。

在图2(b)所示的毫米波收发天线阵列201B中，三个子阵列201b-1、201b-2和201b-3具有相同的配置(所有发射天线单元排列成一列)，它们彼此并排设置。各自阵列201b-1、201b-2和201b-3的高度(从而毫米波收发天线阵列201B的高度)可以高于受检人的高度(例如，可以设为两米，从而高于大部分人类的身高)，使得照射范围可以覆盖受检人的整个高度。

在图2(c)所示的示例中，结合了图2(a)和图2(b)所示布局的组合。具体地，如图2(c)所示，根据该示例的毫米波收发天线阵列201C包括三个子阵列201c-1、201c-2和201c-3。在各子阵列中，发射天线单元201c-T中的至少一部分在水平方向上相对于彼此有位置偏移，且至少一部分在竖直方向上相对于彼此有位置偏移。在该示例中，各子阵列中的发射天线单元排列成十字形，且十字形的交叉点可以位于该子阵列的中心。另外，在各子阵列中，接收天线单元201c-R设置在二维网格的其余位置处。

在图2(a)-2(c)所示的示例中，各子阵列上的天线单元设置于二维网格的各单元点(行与列的交叉点)处。根据本公开的实施例，至少一个子阵列的天线单元可以稀疏排列，即，二维网格的某些单元点处可以缺失天线单元(在此，将这种网格称作“稀疏网格”)。例如，如图2(d)所示，根据该示例的毫米波收发天线阵列201D包稀疏网格形式的子阵列201d-1、201d-2和201d-3。各子阵列中的发射天线单元201d-T例如可以按照上述布局设置(在该示例中，示出了排列成十字形的情况)，但是接收天线单元201d-R不再如上述示例中那样遍及子阵列的整个平面，而是采用稀疏排布的方式，于是可以减少接收天线单元的数目。当然，尽管接收天线单元201d-R稀疏排列，但是其总体上还是呈面阵排列，而不会缩减为例如线阵。

图2(a)-2(d)仅示出了天线单元的几个布局示例，本公开不限于这些示例布局。天线单元可以采用其他排布方式，只需保证受检人在通过检查通道时能被毫米波充分照射和探测。另外，尽管以上结合图2(a)-2(d)分别描述了几种不同的布局，但是这并不意味着这些布局不能结合使用。例如，某一毫米波收发天线阵列可以包括分别按上述布局中的不同布局进行排布的子阵列。

图3(a)-3(c)是示意性示出了根据本公开实施例的检查通道布局的图示。

如图3(a)所示，第一毫米波收发天线阵列301A和第二毫米波收发天线阵列305A可以是平面状的平面阵列。在该示例中，毫米波收发天线阵列可以进行平面扫描，而非柱面扫描。与柱面扫描相比，平面扫描所需要的毫米波全息成像算法更为简单和精确。

在另一示例中，如图3(b)所示，第一毫米波收发天线阵列301B和第二毫米波收发天线阵列305B可以是由多个连接的平面(例如，每一平面上设置一个或多个子阵列)构成的折面阵列。在又一示例中，如图3(c)所示，第一毫米波收发天线阵列301C和第二毫米波收发天线阵列305C可以是曲面(例如，柱面)阵列。

在这些示例中，第一毫米波收发天线阵列301A和第二毫米波收发天线阵列305A分别设置于检查通道的两侧，彼此正对；当然，它们也可以相对于彼此有所偏移。

图4(a)-4(c)是示意性示出了根据本公开实施例的毫米波成像系统的收发模式的图示。

如图4(a)所示，设置于检查通道一侧的第一毫米波收发天线阵列401A中的发射天线单元401a-T发射的毫米波信号经受检人散射，可以被第一毫米波收发天线阵列401A中的接收天线单元401a-R接收(一般地可以被发射天线单元同一子阵列中的接收天线单元接收，可选地也可以被其他子阵列中的接收天线单元接收)。对于设置于检查通道一侧的第二毫米波收发天线阵列405A，同样如此，即，其中的发射天线单元发射的毫米波信号经散射后被该阵列中的接收天线单元接收。第二毫米波收发天线阵列405B可以不接收第一毫米波收发天线阵列401A发射的毫米波信号(例如，通过将第一毫米波收发天线阵列401A中的接收天线单元驱动为接收频率或频带等于该阵列的发射频率或频带，而将第二毫米波收发天线阵列405B中的接收天线单元驱动为接收频率或频带不同于第一毫米波收发天线阵列401A的发射频率或频带)，反之亦然。

在另一示例中，如图4(b)所示，设置于检查通道一侧的第一毫米波收发天线阵列401B中的发射天线单元401b-T发射的毫米波信号经散射后可以被设置于检查通道另一侧的第二毫米波收发天线阵列405B中的接收天线单元405b-R接收。同样地，第二毫米波收发天线阵列405B中的发射天线单元发射的毫米波信号经散射后可被第一毫米波收发天线阵列401B中的接收天线单元接收。第一毫米波收发天线阵列401B可以不接收该阵列自身的发射天线单元发射的毫米波信号(例如，通过将第一毫米波收发天线阵列401B中的接收天线单元驱动为接收频率或频带不同于该阵列的发射频率或频带，而将第二毫米波收发天线阵列405B中的接收天线单元驱动为接收频率或频带等于第一毫米波收发天线阵列401B的发射频率或频带)，第二毫米波收发天线阵列405B可以不接收该阵列自身的发射天线单元发射的毫米波信号。

在另一示例中，如图4(c)所示，设置于检查通道一侧的第一毫米波收发天线阵列401C中的发射天线单元401c-T发射的毫米波信号经散射后可以同时被该阵列中的接收天线单元401c-R以及设置于检查通道另一侧的第二毫米波收发天线阵列405C中的接收天线单元405c-R接收(例如，这可以通过将第一毫米波收发天线阵列401C中的接收天线单元401c-R以及第二毫米波收发天线阵列405C中的接收天线单元405c-R驱动为接收频率或频带等于发射天线单元401c-T的发射频率或频带来实现)。同样地，第二毫米波收发天线阵列405C中的发射天线单元发射的毫米波信号经散射后可被该阵列中的接收天线单元以及第一毫米波收发天线阵列401C中的接收天线单元接收。

根据本公开的实施例，可以采用外差混频技术。具体地，接收天线单元接收到的毫米波信号可以与和对应发射天线单元同步的本振信号混频。

另外，根据本公开的实施例，对于毫米波收发天线阵列中的同一子阵列，在同一时刻可以只有一个发射天线单元发射毫米波信号，而其他发射天线单元并不进行发射。另一方面，同一子阵列中的所有接收天线单元可以一起进行接收(当然，其他子阵列中的接收天线单元也可以进行接收)，以得到一组检查数据。可以切换子阵列中的发射天线单元(例如，通过电子开关)，以得到另一组检查数据，直至完成对子阵列中所有发射天线单元的扫描。不同子阵列中的发射天线单元可以在不同时刻发射(可以有效避免干扰)，当然也可以在相同时刻。

另外，为了避免不同子阵列(例如，同一毫米波天线阵列中的不同子阵列，或者不同毫米波天线阵列中的子阵列)之间的干扰(特别是同时工作时)，可以采用分频和/或分位置策略。具体地，在分频策略中不同子阵列可以工作于不同频率或频带。例如，发射和接收的毫米波信号可以是宽带信号，例如可以为24-30GHz的宽带信号。可以采用线性调频连续波(FMCW)或者是步进式连续波(SFCW)来实现宽带信号的扫描，频率采样点数取决于成像的最大距离。某一发射天线发射例如24GHz的信号，被仅响应24GHz的接收天线接收；而另一发射天线发射例如24.5GHz的信号，被仅响应24.5GHz的接收天线接收。在分位置策略中，可以通过电子开关的控制，先后快速触发不同子阵列工作。特别地，为了避免相对的天线阵列同时工作时的相互干扰，即第一毫米波收发天线阵列发射的毫米波信号没有经过人体散射直接被第二毫米波收发天线阵列接收(反之亦然)，可以使同时工作的发射天线单元和接收天线单元在空间位置的水平和竖直方向上有一定的错位。

图5是示意性示出了根据本公开实施例的检查通道顶部设置发射天线的图示。

如图5所示，在该示例中，除了分别设置于检查通道两侧的第一毫米波收发天线阵列501和第二毫米波收发天线阵列505之外，还在检查通道的顶部设置了发射天线500T。第一毫米波收发天线阵列501和第二毫米波收发天线阵列505例如可以如上所述进行配置。设置在顶部的发射天线500T可以从上方对受检人进行照射，从而使得对于受检人的照射视角更加全面。

可以在检查通道顶部上设置多个发射天线500T，这些发射天线500T可以按不同形式排列。在图5中示出了发射天线500T排列成一行，位于顶部中间的情况。该行发射天线可以跨及检查通道的整个长度。但是，本公开不限于此。例如，发射天线500T可以沿着检查通道的长度方向(图中竖直方向)和宽度方向(图中水平方向)排列成二维阵列。

设置在顶部的发射天线500T发射的毫米波信号经散射后可以被第一毫米波收发天线阵列501中的接收天线单元和/或第二毫米波收发天线阵列505中的接收天线单元接收。当然，也可以在顶面上设置接收天线单元。

在以上描述了大致直线延伸的检查通道，但是本公开不限于此。如图6(a)和6(b)所示，检查通道可以呈弯折形状，如Z字形。在图6(a)和6(b)所示的示例中，Z字形的各条边之间成大致90度，但是本公开不限于此。

如图6(a)所示，在Z字形的检查通道621a的拐角处分别设置毫米波收发天线阵列623a、625a、627a和629a。这种毫米波收发天线阵列中的发射天线单元和接收天线单元排列成面阵，其配置例如如上所述。

各毫米波收发天线阵列623a、625a、627a和629a可以分别设置于Z字形检查通道中一条路径的端部侧面，且面向在该端部处与这条路径相连接的另一路径。例如，毫米波收发天线阵列623a设置于Z字形检查通道621a的下部竖直路径的上端侧面处，且面向Z字形检查通道621a的中间路径；毫米波收发天线阵列625a设置于Z字形检查通道621a的中间路径的右端侧面处，且面向Z字形检查通道621a的下部竖直路径；毫米波收发天线阵列627a设置于Z字形检查通道621a的上部竖直路径的下端侧面处，且面向Z字形检查通道621a的中间路径；毫米波收发天线阵列629a设置于Z字形检查通道621a的中间路径的左端侧面处，且面向Z字形检查通道621a的上部竖直路径。

这样，当受检人在检查通道中621a中行进时，各毫米波收发天线阵列能够照射受检人的不同侧面。具体地，当受检人在检查通道621a中前进时，当正面进入第一个转角区域时，毫米波收发天线阵列623a可以对其右侧面进行成像，且毫米波收发天线阵列625a可以对其前表面进行成像。接下来，受检人左转，此时毫米波收发天线阵列623a可以对其后表面进行成像，且毫米波收发天线阵列625a可以对其右侧面进行成像。当受检人进入第二个转角区域时，毫米波收发天线阵列627a可以对其前表面进行成像，且毫米波收发天线阵列629a可以对其左侧面进行成像。接下来，受检人右转，此时毫米波收发天线阵列627a可以对其左侧面进行成像，且毫米波收发天线阵列629a可以对其后表面进行成像。于是，可以实现对受检人四个表面的全视角成像。

可选地，可以只采用这四个毫米波收发天线阵列中的三个，也可实现对受检人的全视角成像。

图6(b)中示出了另一Z字形的检查通道621b，在其拐角处分别设置毫米波收发天线阵列623b、625b、627b和629b。同图6(a)中的示例一样，通过这四个毫米波收发天线阵列623b、625b、627b和629b或者其中三个，可以实现对受检人的全视角成像。

根据本公开的实施例，被检人可自由行走通过检查通道，无需停留，通过率高，特别适用于海关、地铁等大客流场合的人体安检。

以上对本公开的实施例进行了描述。但是，这些实施例仅仅是为了说明的目的，而并非为了限制本公开的范围。尽管在以上分别描述了各实施例，但是这并不意味着各个实施例中的措施不能有利地结合使用。本公开的范围由所附权利要求及其等价物限定。不脱离本公开的范围，本领域技术人员可以做出多种替代和修改，这些替代和修改都应落在本公开的范围之内。

Claims

1.一种毫米波成像系统，包括：

分别设于检查通道相对两侧的第一毫米波收发天线阵列和第二毫米波收发天线阵列，其中，每个毫米波收发天线阵列包括多个发射天线单元和多个接收天线单元，所述多个发射天线单元和所述多个接收天线单元一起排列成面阵；以及

用于驱动第一和第二毫米波收发天线阵列中的发射天线单元和接收单元单元的毫米波收发机，

其中，第一毫米波收发天线阵列和第二毫米波收发天线阵列中的至少一个被布置为其中的所有发射天线单元在水平方向上排列成一行，

其中，毫米波收发机被配置为驱动第一毫米波收发天线阵列和第二毫米波收发天线阵列，使得同一阵列中同一时刻只有一个发射天线单元发射毫米波信号，且同一阵列中所有接收天线单元一起进行接收。

2.根据权利要求1所述的毫米波成像系统，其中，

第一毫米波收发天线阵列和第二毫米波收发天线阵列中的所述至少一个中的发射天线单元分布于检查通道的整个长度上。

3.一种毫米波成像系统，包括：

其中，第一毫米波收发天线阵列和第二毫米波收发天线阵列中的至少一个被布置为其中的所有发射天线单元在竖直方向上排列成一列，

4.根据权利要求3所述的毫米波成像系统，其中，

第一毫米波收发天线阵列和第二毫米波收发天线阵列中的所述至少一个中的发射天线单元分布于该毫米波收发天线阵列的整个高度上。

5.根据权利要求4所述的毫米波成像系统，其中，第一毫米波收发天线阵列的整个高度和/或第二毫米波收发天线阵列的整个高度超出受检人的身高。

6.一种毫米波成像系统，包括：

其中，第一毫米波收发天线阵列和第二毫米波收发天线阵列中的至少一个中的所有发射天线单元呈十字形排列，

7.根据前述权利要求中任一项所述的毫米波成像系统，其中，第一毫米波收发天线阵列和第二毫米波收发天线阵列至少部分地面对彼此。

8.一种毫米波成像系统，包括：

其中，第一毫米波收发天线阵列和第二毫米波收发天线阵列中的至少一个包括多个子阵列，

其中，每个子阵列包括多个发射天线单元和多个接收天线单元，每个子阵列中的所述多个发射天线单元和所述多个接收天线单元一起排列成面阵，

其中，至少一个子阵列中的所有发射天线单元排列成一行、排列成一列或者排列成十字形，

其中，毫米波收发机被配置为驱动各子阵列，使得同一子阵列中同一时刻只有一个发射天线单元发射毫米波信号，且同一子阵列中所有接收天线单元一起进行接收。

9.根据权利要求8所述的毫米波成像系统，其中，

第一毫米波收发天线中的子阵列按水平方向彼此并排设置，和/或

第二毫米波收发天线中的子阵列按水平方向彼此并排设置。

10.根据权利要求8所述的毫米波成像系统，其中，在所述至少一个子阵列中，发射天线单元的行处于该子阵列高度方向上的中部，发射天线单元的列处于该子阵列宽度方向上的中部，或者发射天线单元的十字形的交叉点位于该子阵列的中心。

11.根据前述权利要求中任一项所述的毫米波成像系统，其中，第一或第二毫米波收发天线阵列或者其子阵列中的发射天线单元和接收天线单元按行和列排列成二维网格。

12.根据权利要求11所述的毫米波成像系统，其中，至少一个二维网格是稀疏网格。

13.根据权利要求1至10中任一项所述的毫米波成像系统，其中，第一毫米波收发天线阵列和第二毫米波收发天线阵列以平面阵列、由多个平面构成的折面阵列、或者曲面阵列的形式设置于检查通道两侧。

14.根据权利要求1至10中任一项所述的毫米波成像系统，其中，毫米波收发机被配置为驱动第一毫米波收发天线阵列和第二毫米波收发天线阵列，使得第一毫米波收发天线阵列和第二毫米波收发天线阵列中一个阵列发射的毫米波信号被受检人散射后的信号由该阵列自身接收、由另一个阵列接收、或者由这两个阵列一起接收。

15.根据权利要求1至10中任一项所述的毫米波成像系统，还包括：

设置于通道顶部的发射天线单元。

16.根据权利要求15所述的毫米波成像系统，其中，设置于通道顶部的发射天线单元分布于检查通道的整个长度上。

17.根据权利要求1至10中任一项所述的毫米波成像系统，其中，

检查通道呈Z字形，

该毫米波成像系统还包括：第三毫米波收发天线阵列，其中，第三毫米波收发天线阵列包括多个发射天线单元和多个接收天线单元，第三毫米波收发天线阵列中的所述多个发射天线单元和所述多个接收天线单元一起排列成面阵，

其中，第一、第二和第三毫米波收发天线阵列设置于Z字形的拐角处，使得当受检人在检查通道中行进时，各毫米波收发天线阵列能够照射受检人的不同侧面。

18.根据权利要求17所述的毫米波成像系统，还包括：第四毫米波收发天线阵列，其中，第四毫米波收发天线阵列包括多个发射天线单元和多个接收天线单元，第四毫米波收发天线阵列中的所述多个发射天线单元和所述多个接收天线单元一起排列成面阵，

其中，第四毫米波收发天线阵列设置于Z字形的拐角处，使得当受检人在检查通道中行进时，第四毫米波收发天线阵列能够照射受检人的不同侧面。