CN108732633A - 复合安检仪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种将电子听音探测器和非线性结点探测器合二为一的复合安检仪。该安检仪主要包括两部分；一为便携式主机(10)；二为复合结点探测头部分(1)。便携式主机主要包括射频接收模块(16)、射频发射模块(14)、高频滤波模块(17)、信号处理模块(34)以及电源模块(15)。复合结点探测部分主要包括信号的收发天线(24，26)、伸缩杆(4)、电子听音探测收发信号的屏蔽线圈、主机与探头的高频连接器、显示操作模块(5，6)、电子听音探测数据处理模块和灵敏度调节模块。该安检仪不仅可以应用于探测含有PN结的电子启爆装置，还可以探测含有处于工作状态的定时雷管及其它形式的电子雷管。

Description

复合安检仪

技术领域

本发明涉及一种复合安检仪，它复合了电子听音器和非线性结点探测器。

背景技术

危险品与爆炸物常常隐藏于物体内部及地下深处，难以判断物体工作状态及物体为何种类型，长期以来对我们造成巨大人力物力甚至精神上的恐慌及伤害。各国都在研制多种安保探测器材，从技术层次上都得到了不同程度的突破，但对目标物体的深度探测及复合型物质探测现还缺乏相应手段。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明复合了电子听音器和非线性结点探测器，并解决了两种探测器同时相互独立工作又互不干扰的技术问题。电子听音器工作于10.5GHz的工作频率，它和非线性结点探测器的工作频率相互屏蔽。这不仅解决了两个仪器之间的复合电磁兼容、信号串扰及相互干涉问题，还为后期作业时现场工作的其他设备做好了屏蔽。该设备不仅可以在高频电磁干扰环境下正常工作，还可以用于复杂区域、场地、空间及特殊环境下的搜寻工作。

本发明的复合安检仪要解决的技术难点是：1、电子听音器与非线性结点探测器之间的信号相互干扰、串扰；2、升级电子听音器在探测过程中的探测模式；3、提升非线性结点探测器在工作中的探测射频脉冲频率(最高值7.2GHZ)，保障探测目标物体与探测仪器之间的距离及深度；4、设计人性化的操作键面，体现开机一键式工作，为操作人员减轻操作上的工作负担。

本发明复合安检仪所采用的技术方案是：该复合型安检仪包括便携式主机和复合结点探头，两者通过射频连接电缆连接，其中：

所述便携式主机包括：

射频发射模块，用于产生高频微波探测信号，该信号通过射频连接电缆传递至复合结点探测头部分；

射频接收模块，用于接收复合结点探测部分通过射频连接电缆回传的微波回波信号；

高频滤波模块，它和射频接收模块之间通过高频信号线连接，用于对射频接收模块接收的微波回波信号进行高频滤波处理；

信号处理模块，它和高频滤波模块之间通过射频接收机使用高频信号线连接，用于对射频接收模块接收的微波回波信号进行处理分析；

所述复合结点探测头部分包括：

复合探测头天线，所述复合探测头天线包括发射天线、接收天线和多普勒天线，其中发射天线接收通过射频连接电缆传递至复合结点探测部分的高频微波探测信号，并向空间中辐射出探测信号；探测信号探测到目标物体时，空间中会产生2次或3次谐波信号；接收天线接收该谐波信号，并通过射频连接电缆向便携式主机的射频接收模块回传微波回波信号；多普勒天线，用于发射高频微波和接收多普勒信号；和

显示操作模块，用于操作控制复合安检仪的工作状态并显示复合安检仪当前的信号强弱，其中回传至射频接收模块的微波回波信号在通过高频滤波模块滤波和信号处理模块处理后，传送给显示操作模块。

该设计方案与现有技术相比，既可以准确地探测机械式定时起爆装置，也可以探测内部含有半导体元器件(PN结)的各种电子起爆装置(包括窃听器和微型摄像头)。机械式定时起爆装置包括由机械闹表、机械手表等机械定时器制成的起爆装置；电子起爆装置包括由电子计时器、无线电遥控装置、手机等改装而成的起爆装置。尤其是在场地安检时，可以改变需要同时使用电子听音探测器和非线性结点探测器的传统探测模式，不仅节省人力物力，而且提升了复杂区域、场地、空间及特殊环境下的搜寻速率。本发明的复合安检仪还增加了接收灵敏度调节功能，适合在多种复杂环境下使用，能够在实际操作中精确寻找探测目标。

附图说明

图1为本发明的优选实施外形组成图；

图2A和2B分别为便携式主机的一个实施方式的内部结构示意图和顶视图；

图3A和图3B分别为复合探测头天线的一个实施方式的剖视图和顶视图；

图4A和4B为图1中的探测头天线与支撑探测头天线的伸缩杆的连接机构的一个实施方式的示意图；

图5为连接便携式主机与复合结点探测头部分的射频连接电缆的示意图；

图6A和图6B分别为本发明的复合安检仪的一个实施方式的射频发射模块和射频接收模块的工作流程图。

图中：1：复合探测头天线；2；探头关节；3：伸缩杆固定扣；4：伸缩杆；5：显示屏；6：操作按键；7：探头手柄；8：复合结点探测头；9：射频连接电缆；10：便携式主机；11：耳机；12：电源充电模块；13：高性能锂电池；14：射频发射机；15：电源模块；16：射频接收机；17：高频滤波模块；18：射频发射端口；19：便携主机背带扣；20：探测器总开关；21：探测器控制航插；22：射频接收端口；23：微波天线；24：接收天线；25：探头外壳；26：发射天线；27：多普勒天线；28：屏蔽罩；29：俯仰关节；30：固定关节；32：射频输出连接插头；33：射频输入连接插头；34：信号处理模块。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的复合安检仪的结构以及具体使用进行说明。

图1为本发明优选实施方式的组成图。如图所示，复合安检仪主要由两部分组成；一为便携式主机10；二为复合探测头部分8，这两个部分由射频连接电缆9连接而成。便携式主机为复合探测头提供射频发射信号并对探头上的发射天线返回的谐波信号进行处理，同时还为整个复合探测头部分提供同步脉冲信号及不同参数的电压源。

如图1所示，复合探测头部分包括复合探测天线1、用于支撑复合探测头天线的伸缩杆4、用于供使用者握持的探头手柄7、以及固定于伸缩杆和探头手柄之间用于对便携式主机进行调节显示的显示屏5和操作按键6。

此外，作为附件，还可以为本发明的复合安检仪提供耳机11，它可以与伸缩杆4上设置的耳机接口相连，在探测头天线探测到可疑物体时，耳机内会发出声音报警提示。

图2A为便携式主机的一个实施方式的内部结构示意图。如图所示，便携式主机主要包括射频发射机14、射频接收机16、高频滤波模块17和信号处理模块34，此外，还包括高性能锂电池13、为系统提供不同参数电压源的电源模块15和电源充电模块12。其中电源模块15、高性能锂电池13、电源充电模块12都是为整个仪器供电。

图2B为便携式主机的一个实施方式的顶视图。如图所示，便携式主机的顶部分布有射频发射端口18、射频接收端口22、探测器控制航插21和复合探测仪总开关20。此外，便携式主机顶部的两端还设有便携主机背带扣19，用于在设备使用过程中挂扣背带，以便移动式操作。

图3A和图3B分别为复合探测头天线的一个实施方式的剖视图和顶视图。如图所示，复合探测天线1位于伸缩杆4顶部，包括探头外壳25、接收天线24、发射天线26、多普勒天线27、微波天线23以及屏蔽罩28。

如图3A所示，接收天线24和发射天线26同心布置，结点探测天线用铜丝按照一定比例螺旋方式缠绕而成，缠绕方法决定了天线的辐射角度，30-70度扇形区域。多普勒天线27和微波天线23位于接收天线24和发射天线26形成的几何轴波瓣式轨迹的轴线方向。该复合探测器多普勒天线部分不仅采用屏蔽罩28进行隔离屏蔽，还避开了结点探测器探测天线微波干扰，这种方法解决了相互之间的干扰，还不会减弱各自对目标物体的探测效果。

图4为图1中的复合探测头与用于支撑探头的伸缩杆4的连接结构的示意图。伸缩杆4由多节，例如3节，移动关节组成，它具有无级伸长缩短和自锁定位功能，伸缩范围为50～170cm，其作用是提高探测器的探测高度，最大可达到3.5m的手持探测高度。伸缩杆4与探头1相连的一端设置有固定关节30(它与图1中的伸缩杆固定扣3什么关系)，探头1与伸缩杆4的连接处设置有俯仰关节29，伸缩杆4和探头1通过固定关节30和俯仰关节29相连。俯仰关节29的作用是调整复合探测头天线的姿态，使复合探测头天线可以近距离地探测处于工作空间内任何角度的可疑物体，以提高探测信号的强度，俯仰角度范围为0～180°。

图5为连接便携式主机与复合探测头部分的射频连接电缆9的示意图。射频连接电缆的射频输入连接插头33和射频输出连接插头32分别连接探头天线和便携式主机，用于传输射频信号。射频连接电缆9优选采用双屏蔽编织网，内芯采用镀银耐高温半柔线，具有屏蔽性强、传输信号频率范围宽(3-20GHZ)、信号衰减小、耐磨、柔韧度好等优点。

图6A为本发明的复合安检仪射频发射部分的工作流程图。如图所示，其中2.4GHz锁相环、2.4GHz低通滤波器、放大器、模拟衰减器、初级功率放大、带通滤波器、末级功率放大器、隔离器、2.4GHz低通滤波器、单片机都是射频发射机14内部组成部分；工作频率2.4GHz由锁相环芯片直接产生，经低通滤波器滤波、放大器放大后进入模拟衰减器，模拟衰减器的作用是调节最终输出功率的大小。信号经两级功率放大器后放大至80W的脉冲功率，并经隔离器和低通滤波器输出至发射天线。隔离器的作用是对功放进行过驻波保护。低通滤波器的作用是将二次谐波、三次谐波抑制至110dBm。

单片机产生脉冲调制信号，对功放进行脉冲电源调制。外部输入的+5V、+8V电源分别对锁相环电路和功放电路提供工作电压。

图6B为本发明的复合安检仪射频接收部分的工作流程图。

如图所示，其中高通滤波器、低噪声放大器、功率分配器、为射频接收机16内部组成部分；2次谐波带通滤波器、3次谐波带通滤波器、4.8GHZ锁相环、7.2GHZ锁相环、4.8GHZ混频器、7.2GHZ混频器为高频滤波模块；4.8GHZ带通滤波器、

7.2GHZ带通滤波器、2次放大器、3次放大器、4.8GHZ带通滤波器、7.2GHZ带通滤波器、2次初级放大器、3次初级放大器2次末级检波器、3次末级检波器为信号处理模块；

如图所示，接收天线接收到的信号进入高通滤波器，滤除发射频率，经过低噪声放大器、功率分配器后，分为两路，分别进入2次、3次谐波带通滤波器，滤出2次、3次回波信号。回波信号与锁相环产生的高频信号在混频器中进行变频，再经带通滤波器滤波、放大器放大后进入初级检波器，检出脉冲的包络，经运算放大器放大后再进入末级检波器进行2次检波，检出表示回波信号强度的直流信号，输出至显示电路。

以上为本发明复合安检仪的优选实施例，但是本发明不局限于上述特定实施例，在不背离本发明精神及其实质情况下，熟悉本领域的技术人员可根据本发明作出各种相应改变和变形，但这些相应改变和变形都应属于本发明所附权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种复合安检仪，包括便携式主机(10)和复合结点探测头部分(8)，两者通过射频连接电缆(9)连接，其特征在于，

所述便携式主机(10)包括：

射频发射模块(14)，用于产生高频微波探测信号，该信号通过射频连接电缆传递至复合结点探测头部分；

射频接收模块(16)，用于接收复合结点探测部分通过射频连接电缆回传的微波回波信号；

高频滤波模块(17)，它和射频接收模块之间通过高频信号线连接，用于对射频接收模块接收的微波回波信号进行高频滤波处理；

信号处理模块(34)，它和高频滤波模块之间通过高频信号线连接，用于对射频接收模块接收的微波回波信号进行处理分析；

所述复合结点探测头部分(8)包括：

复合探测头天线(1)，所述复合探测头天线(1)包括发射天线(26)、接收天线(24)和多普勒天线(27)，其中发射天线接收通过射频连接电缆传递至复合结点探测部分的高频微波探测信号，并向空间中辐射出探测信号；探测信号探测到目标物体时，空间中会产生2次或3次谐波信号；接收天线接收该谐波信号，并通过射频连接电缆向便携式主机的射频接收模块回传微波回波信号；多普勒天线(27)，用于发射高频微波和接收多普勒信号；

显示操作模块(5，6)，用于操作控制复合安检仪的工作状态并显示复合安检仪当前的信号强弱，其中回传至射频接收模块的微波回波信号在通过高频滤波模块(17)滤波和信号处理模块(34)处理后，传送给显示操作模块(5，6)。

2.如权利要求1所述的复合安检仪，其特征在于，收发单元模块内部具有产生高频脉冲调制信号、处理2次3次谐波调制信号和多普勒信号。

3.如权利要求1所述的复合安检仪，其特征在于，所述便携式主机还包括电源模块(15)，它为整个安检仪系统供电及对各模块与模块之间的电信号通信供电。

4.如权利要求1所述的复合安检仪，其特征在于，所述便携式主机还包括用于对电源模块(15)进行充电的电源充电模块(12)。

5.如权利要求1所述的复合安检仪，其特征在于，所述复合结点探测头部分还包括用于支撑复合探测头天线(1)且长度可伸缩调节的伸缩杆(4)。

6.如权利要求1所述的复合安检仪，其特征在于，所述复合结点探测头部分还包括供使用者握持的探头手柄(7)。

7.如权利要求1所述的复合安检仪，其特征在于，所述复合结点探测头部分还包括固定在伸缩杆(4)和探头手柄(7)之间用于显示便携式主机的工作状态的显示屏(5)和对该状态进行操作控制操作按键(6)。

8.如权利要求1所述的复合安检仪，其特征在于，所述操作按键(6)包括功率调节电路和灵敏度调节电路，通过便携式主机内部的信号处理模块(34)对发射和接收信号进行分析，并改变其状态，从而起到功率调节和灵敏度调节的作用。

9.如权利要求1所述的复合安检仪，其特征在于，多普勒天线包括微波天线、微波发射管、微波检波管、微波结构体；通过微波发射管在微波结构体内产生固定频率的对空扫描，遇到活动目标，微波检波管和微波结构体接收到回波信号，检波得出与发射波的频率差。