CN106886022B - 一种近距离三维全息成像装置 - Google Patents

一种近距离三维全息成像装置 Download PDF

Info

Publication number
CN106886022B
CN106886022B CN201710114064.8A CN201710114064A CN106886022B CN 106886022 B CN106886022 B CN 106886022B CN 201710114064 A CN201710114064 A CN 201710114064A CN 106886022 B CN106886022 B CN 106886022B
Authority
CN
China
Prior art keywords
capacitor
image signal
holographic
resistor
driving module
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201710114064.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106886022A (zh
Inventor
赵云龙
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Micro Light Capital Investment Management (beijing) Co Ltd
Original Assignee
Micro Light Capital Investment Management (beijing) Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Micro Light Capital Investment Management (beijing) Co Ltd filed Critical Micro Light Capital Investment Management (beijing) Co Ltd
Priority to CN201710114064.8A priority Critical patent/CN106886022B/zh
Publication of CN106886022A publication Critical patent/CN106886022A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106886022B publication Critical patent/CN106886022B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/89—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • G01S13/90—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging using synthetic aperture techniques, e.g. synthetic aperture radar [SAR] techniques
    • G01S13/904—SAR modes
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/89—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • G01S13/90—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging using synthetic aperture techniques, e.g. synthetic aperture radar [SAR] techniques
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/887—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for detection of concealed objects, e.g. contraband or weapons
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/35—Details of non-pulse systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

本发明公开了一种近距离三维全息成像装置及方法，包括主体框架，主体框架顶部和底部分别设置第一圆形轨道和第二圆形轨道，第一圆形轨道和第二圆形轨道上分别安装第一全息探头和第二全息探头，第一圆形轨道和第二圆形轨道中心分别设置第一图像信号收发装置和第二图像信号收发装置，主体框架中心形成扫描区域，待成像物品放置在扫描区域中，本发明结构设计新颖，能够对物品实现快速扫描和三维成像，且成像图像清晰。

Description

一种近距离三维全息成像装置
技术领域
本发明涉及摆放架技术领域，具体为一种近距离三维全息成像装置。
背景技术
调频连续波信号与不同波长信号成像技术的融合，促进了一个宽带、有效、低耗、高质量的成像系统形成，特别是在安全探测系统的应用中，当天线阵列连续的发射和接收调频连续波信号，其不间断的运动影响将不再会被忽略，因此，传统的在合成孔径成像算法中的间断式方法需要在调频连续波成像处理中被优化改进，传统算法，例如波数域算法、频率缩放算法以及范围多普勒算法等，均是集中在调频连续波孔径成像数据的优化上。现有技术中三维全息成像装置成像速率慢，分辨率差。
发明内容
本发明的目的在于提供一种近距离三维全息成像装置，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种近距离三维全息成像装置，包括主体框架，所述主体框架顶部和底部分别设置第一圆形轨道和第二圆形轨道，所述第一圆形轨道和第二圆形轨道上分别安装第一全息探头和第二全息探头，所述第一圆形轨道和第二圆形轨道中心分别设置第一图像信号收发装置和第二图像信号收发装置，所述主体框架中心形成扫描区域，待成像物品放置在扫描区域中；所述主体框架一侧设置计算机，所述计算机内设有主控制器、第一驱动模块、第二驱动模块、无线传输模块和显示模块，所述第一全息探头、第二全息探头分别通过第一驱动模块、第二驱动模块连接主控制器，所述主控制器分别连接第一图像信号收发装置、第二图像信号收发装置、无线传输模块和显示模块；
其成像方法包括以下步骤：
A、将待测物品放置在主体框架中心扫描区域中；
B、计算机控制第一驱动模块和第二驱动模块，第一驱动模块和第二驱动模块分别控制奇异全息探头和第二全息探头绕第一圆形轨道和第二圆形轨道作圆周运动；
C、第一全息探头和第二全息探头旋转过程中实时扫描待测物品的三维图像，并将采集的三维图像实时发送至第一图像信号收发装置、第二图像信号收发装置；
D、图像信号收发装置采集的信号发送至计算机处理，合成被测目标的三维全息图像。
优选的，所述第一图像信号收发装置、第二图像信号收发装置结构完全一致，包括调频连续波单元，所述调频连续波单元上设有第一路输出和第二路输出，所述第一路输出的一部分连接参考混频单元，另一部分连接第一倍频放大滤波链路，所述第二路输出的一部分连接参考混频单元，另一部分连接第二倍频放大滤波链路，所述参考混频单元的中频输出端连接中频混频单元，所述第二倍频放大滤波链路输出端作为本振连接接收混频单元，所述接收混频单元的中频输出端连接放大滤波单元，所述放大滤波单元连接上述中频混频单元，所述中频混频单元连接计算机；所述第一倍频放大滤波链路输出端连接发射天线，所述接收混频单元输出端连接接收天线。
优选的，所述放大滤波单元包括运算放大器、两级场效应宽带放大器，所述运算放大器的一个输入端分别连接电阻B一端和电容B一端，电容B另一端接地，电阻B另一端分别连接电阻A一端和电容A一端，电容A另一端连接运算放大器的输出端，运算放大器的另一输入端分别连接电阻C一端和电阻D一端，电阻C另一端连接电容D一端并接地，电阻D另一端和电容D另一端连接运算放大器的输出端；所述两级场效应宽带放大器的输出端连接电容E一端，电容E另一端连接电阻F一端，电阻F另一端连接两级场效应宽带放大器的负极输入端，两级场效应宽带放大器的负极输入端还连接电阻G并接地，两级场效应宽带放大器的正极输入端连接电阻E一端，电阻E另一端连接运算放大器输出端，还包括电容F、电容G、电容H，电容F一端、电容G一端、电容H一端分别接电源端，电容F另一端、电容G另一端、电容H另一端均接地。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明结构设计新颖，采用全息探头进行圆周扫描，能够对物品实现快速扫描和三维成像；采用的图像信号收发装置能够实现毫米波线性调频信号的产生和下变频处理，提高了使用便利性和可靠性，第一级中频上灵活实现增益控制及接收带宽控制，降低了对基带处理的要求，提高了接收灵敏度；另外具有线性调频信号产生能力，可产生最大带宽50GHz的线性调频信号，能够提高成像图像清晰度。
(2)本发明中采用的放大滤波单元抗干扰能力强，能够对小信号进行快速放大且失真度度，能够进一步提高三维图像成像效率和质量。
(3)本发明中，在主体框架顶部和底部分别设置圆形轨道，全息探头能够实现上下同步扫描和异步扫描，提高成像效率。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明控制原理框图；
图3为本发明图像信号收发装置原理图；
图4为本发明放大滤波单元原理图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：一种近距离三维全息成像装置，包括主体框架1，所述主体框架1顶部和底部分别设置第一圆形轨道2和第二圆形轨道3，所述第一圆形轨道2和第二圆形轨道3上分别安装第一全息探头4和第二全息探头5，所述第一圆形轨道2和第二圆形轨道3中心分别设置第一图像信号收发装置6和第二图像信号收发装置7，所述主体框架1中心形成扫描区域8，待成像物品放置在扫描区域8中；所述主体框架1一侧设置计算机9，所述计算机9内设有主控制器10、第一驱动模块11、第二驱动模块12、无线传输模块13和显示模块14，所述第一全息探头4、第二全息探头5分别通过第一驱动模块11、第二驱动模块12连接主控制器10，所述主控制器10分别连接第一图像信号收发装置6、第二图像信号收发装置7、无线传输模块13和显示模块14，本发明中，在主体框架顶部和底部分别设置圆形轨道，全息探头能够实现上下同步扫描和异步扫描，提高成像效率。
本发明中，第一图像信号收发装置6、第二图像信号收发装置7结构完全一致，包括调频连续波单元15，所述调频连续波单元15上设有第一路输出和第二路输出，所述第一路输出的一部分连接参考混频单元16，另一部分连接第一倍频放大滤波链路17，所述第二路输出的一部分连接参考混频单元16，另一部分连接第二倍频放大滤波链路18，所述参考混频单元16的中频输出端连接中频混频单元19，所述第二倍频放大滤波链路18输出端作为本振连接接收混频单元20，所述接收混频单元20的中频输出端连接放大滤波单元21，所述放大滤波单元21连接上述中频混频单元19，所述中频混频单元19连接计算机9；所述第一倍频放大滤波链路17输出端连接发射天线22，所述接收混频单元20输出端连接接收天线23；放大滤波单元21包括运算放大器24、两级场效应宽带放大器25，所述运算放大器24的一个输入端分别连接电阻B 2a一端和电容B 2b一端，电容B 2b另一端接地，电阻B 2a另一端分别连接电阻A1a一端和电容A1b一端，电容A1b另一端连接运算放大器24的输出端，运算放大器24的另一输入端分别连接电阻C 3a一端和电阻D 4a一端，电阻C 3a另一端连接电容D4b一端并接地，电阻D 4a另一端和电容D4b另一端连接运算放大器24的输出端；所述两级场效应宽带放大器25的输出端连接电容E 5b一端，电容E 5b另一端连接电阻F 6a一端，电阻F 6a另一端连接两级场效应宽带放大器25的负极输入端，两级场效应宽带放大器25的负极输入端还连接电阻G7a并接地，两级场效应宽带放大器25的正极输入端连接电阻E5a一端，电阻E5a另一端连接运算放大器8输出端，还包括电容F 6b、电容G 7b、电容H 8b，电容F 6b一端、电容G 7b一端、电容H 8b一端分别接电源端，电容F 6b另一端、电容G7b另一端、电容H 8b另一端均接地。运算放大器24对信号进行处理，保证传输信号的质量，并通过反馈原理将信号信息放大2倍，然后再传递给后面的两级场效应宽带放大器25再次对信号进行二次放大，最后再将信号输出，采用的放大滤波单元抗干扰能力强，能够对小信号进行快速放大且失真度度，能够进一步提高三维图像成像效率和质量。
本发明的成像方法包括以下步骤：
A、将待测物品放置在主体框架中心扫描区域中；
B、计算机控制第一驱动模块和第二驱动模块，第一驱动模块和第二驱动模块分别控制奇异全息探头和第二全息探头绕第一圆形轨道和第二圆形轨道作圆周运动；
C、第一全息探头和第二全息探头旋转过程中实时扫描待测物品的三维图像，并将采集的三维图像实时发送至第一图像信号收发装置、第二图像信号收发装置；
D、图像信号收发装置采集的信号发送至计算机处理，合成被测目标的三维全息图像。
本发明结构设计新颖，采用全息探头进行圆周扫描，能够对物品实现快速扫描和三维成像；采用的图像信号收发装置能够实现毫米波线性调频信号的产生和下变频处理，提高了使用便利性和可靠性，第一级中频上灵活实现增益控制及接收带宽控制，降低了对基带处理的要求，提高了接收灵敏度；另外具有线性调频信号产生能力，可产生最大带宽50GHz的线性调频信号，能够提高成像图像清晰度。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (3)

1.一种近距离三维全息成像装置，包括主体框架，其特征在于：所述主体框架顶部和底部分别设置第一圆形轨道和第二圆形轨道，所述第一圆形轨道和第二圆形轨道上分别安装第一全息探头和第二全息探头，所述第一圆形轨道和第二圆形轨道中心分别设置第一图像信号收发装置和第二图像信号收发装置，所述主体框架中心形成扫描区域，待成像物品放置在扫描区域中；所述主体框架一侧设置计算机，所述计算机内设有主控制器、第一驱动模块、第二驱动模块、无线传输模块和显示模块，所述第一全息探头、第二全息探头分别通过第一驱动模块、第二驱动模块连接主控制器，所述主控制器分别连接第一图像信号收发装置、第二图像信号收发装置、无线传输模块和显示模块；其成像方法包括以下步骤：
A、将待测物品放置在主体框架中心扫描区域中；
B、计算机控制第一驱动模块和第二驱动模块，第一驱动模块和第二驱动模块分别控制奇异全息探头和第二全息探头绕第一圆形轨道和第二圆形轨道作圆周运动；
C、第一全息探头和第二全息探头旋转过程中实时扫描待测物品的三维图像，并将采集的三维图像实时发送至第一图像信号收发装置、第二图像信号收发装置；
D、图像信号收发装置采集的信号发送至计算机处理，合成被测目标的三维全息图像。
2.根据权利要求1所述的一种近距离三维全息成像装置，其特征在于：所述第一图像信号收发装置、第二图像信号收发装置结构完全一致，包括调频连续波单元，所述调频连续波单元上设有第一路输出和第二路输出，所述第一路输出的一部分连接参考混频单元，另一部分连接第一倍频放大滤波链路，所述第二路输出的一部分连接参考混频单元，另一部分连接第二倍频放大滤波链路，所述参考混频单元的中频输出端连接中频混频单元，所述第二倍频放大滤波链路输出端作为本振连接接收混频单元，所述接收混频单元的中频输出端连接放大滤波单元，所述放大滤波单元连接上述中频混频单元，所述中频混频单元连接计算机；所述第一倍频放大滤波链路输出端连接发射天线，所述接收混频单元输出端连接接收天线。
3.根据权利要求2所述的一种近距离三维全息成像装置，其特征在于：所述放大滤波单元包括运算放大器、两级场效应宽带放大器，所述运算放大器的一个输入端分别连接电阻B一端和电容B一端，电容B另一端接地，电阻B另一端分别连接电阻A一端和电容A一端，电容A另一端连接运算放大器的输出端，运算放大器的另一输入端分别连接电阻C一端和电阻D一端，电阻C另一端连接电容D一端并接地，电阻D另一端和电容D另一端连接运算放大器的输出端；所述两级场效应宽带放大器的输出端连接电容E一端，电容E另一端连接电阻F一端，电阻F另一端连接两级场效应宽带放大器的负极输入端，两级场效应宽带放大器的负极输入端还连接电阻G并接地，两级场效应宽带放大器的正极输入端连接电阻E一端，电阻E另一端连接运算放大器输出端，还包括电容F、电容G、电容H，电容F一端、电容G一端、电容H一端分别接电源端，电容F另一端、电容G另一端、电容H另一端均接地。
CN201710114064.8A 2017-02-28 2017-02-28 一种近距离三维全息成像装置 Active CN106886022B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710114064.8A CN106886022B (zh) 2017-02-28 2017-02-28 一种近距离三维全息成像装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710114064.8A CN106886022B (zh) 2017-02-28 2017-02-28 一种近距离三维全息成像装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106886022A CN106886022A (zh) 2017-06-23
CN106886022B true CN106886022B (zh) 2020-01-31

Family

ID=59179477

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710114064.8A Active CN106886022B (zh) 2017-02-28 2017-02-28 一种近距离三维全息成像装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106886022B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107993552A (zh) * 2017-10-10 2018-05-04 姜凯元 一种物理教学用尾气排减模拟装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102426361A (zh) * 2011-10-30 2012-04-25 北京无线电计量测试研究所 一种毫米波主动式三维全息成像的人体安检系统
CN102508240A (zh) * 2011-10-30 2012-06-20 北京无线电计量测试研究所 毫米波主动式三维全息成像的人体安检系统的扫描方法
CN103096804A (zh) * 2010-07-13 2013-05-08 株式会社电视系统 X射线断层像摄影装置
CN105510912A (zh) * 2015-12-25 2016-04-20 深圳市太赫兹科技创新研究院 基于毫米波全息三维成像的人体安检系统及方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7548185B2 (en) * 2005-09-30 2009-06-16 Battelle Memorial Institute Interlaced linear array sampling technique for electromagnetic wave imaging

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103096804A (zh) * 2010-07-13 2013-05-08 株式会社电视系统 X射线断层像摄影装置
CN102426361A (zh) * 2011-10-30 2012-04-25 北京无线电计量测试研究所 一种毫米波主动式三维全息成像的人体安检系统
CN102508240A (zh) * 2011-10-30 2012-06-20 北京无线电计量测试研究所 毫米波主动式三维全息成像的人体安检系统的扫描方法
CN105510912A (zh) * 2015-12-25 2016-04-20 深圳市太赫兹科技创新研究院 基于毫米波全息三维成像的人体安检系统及方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN106886022A (zh) 2017-06-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2019109824A1 (zh) 一种基于通用雷达前端芯片的毫米波成像安检雷达系统
US11125906B2 (en) Millimeter wave imaging-based omni-directional security detection system
DE102012102185A1 (de) Radarvorrichtung, die den kurz- und langreichweitigen Radarbetrieb unterstützt
CN101644770A (zh) 被动式毫米波成像系统
CN106886022B (zh) 一种近距离三维全息成像装置
WO2018102803A1 (en) Retro-directive quasi-optical system
WO2007027827A3 (en) Millimeter wave imaging unit with frequency scanning antenna
CN201936007U (zh) 一种毫米波主动式近场二维成像安检装置
KR100837588B1 (ko) 아날로그 전기신호를 이용한 체내외 간 고속통신방법 및 그시스템
CN112986987A (zh) 基于光信息处理的三维微波成像系统
CN107809276B (zh) 小型化卫星数传设备
CN102427168A (zh) 一种太赫兹波的空间馈电传输方法及其焦面阵成像结构
CN101867096B (zh) 产生用于系统相位校正的参考信号的系统和方法
CN108880675B (zh) 光通信系统
CN102916717A (zh) 毫米波信号收发一体机
CN104853279A (zh) 一种定向声产生装置及方法
CN112414511A (zh) 一种雷达液位计
CN204088574U (zh) 冲压式分块天线
CN209486188U (zh) 一种车载移动监控设备
CN104146728A (zh) 一种新型超声成像系统
CN207075013U (zh) 毫米波通信系统
US8090040B2 (en) Method and system to maintain shapes of temporal pulses in wireless broadband signals transmitted through a dispersive antenna
CN111407310A (zh) 超声系统及其发射方法和控制方法
CN104101877A (zh) 病灶区成像系统和方法
CN111665497B (zh) 一种基于微波光子和电磁反演技术的目标定位及成像系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant