CN204116712U - 近程被动太赫兹成像快速扫描结构以及成像系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了近程被动太赫兹成像快速扫描结构以及成像系统，其中扫描结构通过聚乙烯透镜与垂直扫描离轴抛物面镜、水平扫描离轴抛物面镜依次配合设置，形成对目标平面的扫描光路，将目标平面上的任意辐射源聚焦到喇叭接收天线处。该近程被动太赫兹成像快速扫描结构与辐射计、数据采集装置、图像处理及显示装置依次相连，并由PC控制装置分别控制连接近程被动太赫兹成像快速扫描结构、数据采集装置以及图像处理及显示装置，由此形成成像系统。本实用新型提供的方案其采用二个离轴抛物面镜，在小角度转动下即可完成对目标平面的水平扫描和垂直扫描，具有体积小、重量轻、速度快和结构简单的特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及光学成像技术，具体涉及太赫兹成像技术。
背景技术
近程被动太赫兹成像是指在近距离利用太赫兹波辐射计接收被测目标、背景的太赫兹波段电磁辐射，并把接收到的信号按比例用图像直观显示的成像方式。太赫兹成像不存在散射与多径传输问题，在图像上也不存在角闪烁现象。太赫兹成像不但能够检测出隐匿金属武器，也能检测出塑料炸药、塑料手枪等新式恐怖武器。更重要的是太赫兹成像还具有安全性,太赫兹波能量在毫电子伏的数量级,不会产生有害的电离反应,可用于生物样品检测，保证安检人员自身安全能够满足新形势条件下的人体安检需求。
现在研究常用的近程被动太赫兹成像扫描方式主要有两种:电扫描和机械扫描。电扫描系统通过电控天线波束来实现扫描,因为电扫描不需要进行机械运动,所以扫描速度比较快、精度也比较高,但是也有很多原因制约着电扫描成像的发展,如天线的结构很复杂,辐射的效率较低,损耗较大,而且成本也比较高。机械扫描通过机械移动或机械旋转抑或在角度上的摆动来改变天线波束的指向,机械扫描最大的优点是可以利用较少的接收通道实现扫描成像,所以机械扫描的成本较低,实现也相对简单。
由于目前太赫兹成像器件以及测试设备限制，二维平面机械扫描还是最常用的扫描方式。这种方式实现起来较为简单：将高频接收前端放置于扫描架上,在电机驱动下，随着扫描架一起进行水平和垂直方向来回摆动的机械二维扫描。这样的扫描成像结果相对图像分辨率较高且成像较清晰，但是由于需要进行往返的运动，势必将受到惯性影响而带来机械加减速的过程，造成成像扫描所需要的时间较长，不能达到实时成像的效果。
实用新型内容
针对现有近程被动太赫兹成像的扫描技术中所存在的成像时间长、结构复杂以及分辨率不是很高等问题，本实用新型的目的在于提供一种成像速度快、分辨率高以及结构简单的近程被动太赫兹成像快速扫描结构。
同时在此基础上，本实用新型还提供一种被动太赫兹成像系统。
为了达到上述目的，本实用新型采用如下的技术方案：
近程被动太赫兹成像快速扫描结构，所述扫描结构包括：聚乙烯透镜、垂直扫描离轴抛物面镜、水平扫描离轴抛物面镜和喇叭接收天线，所述聚乙烯透镜与目标平面对应配合，其与垂直扫描离轴抛物面镜、水平扫描离轴抛物面镜依次配合设置，同时喇叭接收天线固定设置在水平扫描离轴抛物面镜上，形成对目标平面的扫描光路，将目标平面上的任意辐射源聚焦到喇叭接收天线处。
进一步的，所述垂直扫描离轴抛物面镜垂直旋转，对目标平面垂直方向1.5m范围内进行扫描。
进一步的，所述水平扫描离轴抛物面镜水平旋转，对目标平面水平方向0.5m范围内进行扫描。
进一步的，所述喇叭接收天线为94GHz喇叭接收天线。
基于上述的近程被动太赫兹成像快速扫描结构形成的被动太赫兹成像系统，主要包括辐射计、数据采集装置、图像处理及显示装置、PC控制装置，其还包括上述的近程被动太赫兹成像快速扫描结构，所述近程被动太赫兹成像快速扫描结构与辐射计、数据采集装置、图像处理及显示装置依次相连，所述PC控制装置分别控制连接近程被动太赫兹成像快速扫描结构、数据采集装置以及图像处理及显示装置。
其中，近程被动太赫兹成像快速扫描结构中的喇叭接收天线与辐射计数据相接，垂直扫描离轴抛物面镜和水平扫描离轴抛物面镜分别受控于PC控制装置。
本实用新型提供的方案其采用二个离轴抛物面镜，在小角度转动下即可完成对目标平面的水平扫描和垂直扫描，具有体积小、重量轻、速度快和结构简单的特点，能够有效克服当前太赫兹成像二维机械扫描系统体积大、速度慢和结构复杂的缺点；同时该扫描结构能够应用于各种被动太赫兹成像系统。
附图说明
以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本实用新型。
图1为本实用新型中扫描结构的光路图；
图2为本实用新型中成像系统的系统框图。
具体实施方式
为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。
参见图1，其所示为本实例提供的近程被动太赫兹成像快速扫描结构的光路原理图。由图可知，该扫描结构100主要包括聚乙烯透镜101、垂直扫描离轴抛物面镜102、水平扫描离轴抛物面镜103以及工作频率在94GHz的喇叭接收天线104四个部分。
其中聚乙烯透镜101采用大口径聚乙烯透镜，其作为整个扫描结构光路的入口，与目标平面107相对分布，一般与目标平面与之间距离为1.5m左右，将目标平面上的所有辐射源都放大汇聚到垂直扫描离轴抛物面镜102上。
垂直扫描离轴抛物面镜102相对于聚乙烯透镜101设置，其可垂直旋转，实现对目标平面垂直方向1.5m范围内的扫描，并将扫描到的辐射源汇聚到水平扫描离轴抛物面镜103上。
水平扫描离轴抛物面镜103相对于垂直扫描离轴抛物面镜102设置，其可水平旋转，实现对目标平面水平方向0.5m范围内的扫描。
喇叭接收天线104通过支架105、106固定在水平扫描离轴抛物面镜103上，并位于水平扫描离轴抛物面镜103的聚焦处。由此设置的喇叭接收天线104相对于水平扫描离轴抛物面镜103，保持相对位置不变，当水平扫描离轴抛物面镜103进行水平扫描时，喇叭接收天线将随之一起运动。
由此，本实例方案通过聚乙烯透镜101、垂直扫描离轴抛物面镜102以及水平扫描离轴抛物面镜103依次配合设置，形成对目标平面107的扫描光路，其中，聚乙烯透镜101与目标平面与之间距离为1.5m，而聚乙烯透镜101和喇叭接收天线104之间光程为1.5m；通过垂直扫描离轴抛物面镜102和水平扫描离轴抛物面镜103配合工作即可实现对整个目标平面1.5m*0.5m范围内的快速扫描，同时将目标平面上任一点处辐射源聚焦至94GHz喇叭接收天线处。
根据上述方案形成的近程被动太赫兹成像快速扫描结构，其能够对近程目标范围(高1.5m，宽0.5m)的高分辨率快速扫描成像，分辨率可以达到优于2cm，成像时间3～5s。成像速度与分辨率远高于二维平台机械扫描结构，占地小重量轻，同时也避免了电扫描结构的复杂时序电路控制。
参加图2，其所示为基于本实例的近程被动太赫兹成像快速扫描结构形成的被动太赫兹成像系统的系统框图。
由图可知，该成像系统主要包括近程被动太赫兹成像快速扫描结构100、工作频率在94GHz的辐射计200、数据采集装置300、图像处理及显示装置400和PC控制装置500五个装置组成。
近程被动太赫兹成像快速扫描结构100的结构如上所述，其与辐射计200数据配合。
辐射计200其工作在94GHz，与近程被动太赫兹成像快速扫描结构100中的喇叭接收天线104的工作频率相同，实现配合。
数据采集装置300，具体可采用现有的硬件采集装置(如数据采集电路)，其采集端与辐射计200的输出端数据连接，输出端与图像处理及显示装置400相接。
图像处理及显示装置400，具体相应的硬件显示处理装置，显示数据采集装置300输出的数据。
PC控制装置500，具体可采用现有硬件PC机，该PC控制装置500分别控制近程被动太赫兹成像快速扫描结构100、数据采集装置300和图像处理与显示装置400，对整个成像系统的工作进行控制。
其中，对于控制近程被动太赫兹成像快速扫描结构100的控制，PC控制装置500具体控制近程被动太赫兹成像快速扫描结构100中聚乙烯透镜101与目标平面支架你的距离，以及垂直扫描离轴抛物面镜102和水平扫描离轴抛物面镜103的旋转范围。
由此形成的被动太赫兹成像系统，其工作时，PC控制装置500首先控制近程被动太赫兹成像快速扫描结构中的三个聚焦元件：聚乙烯透镜101、垂直扫描离轴抛物面镜102、水平扫描离轴抛物面镜103，使得目标平面与聚乙烯透镜之间距离为1.5m，聚乙烯透镜和喇叭接收天线之间光程为1.5m，同时控制垂直扫描离轴抛物面镜102、水平扫描离轴抛物面镜103分别在垂直方向1.5m和水平方向0.5m范围内转动，实现对整个目标平面1.5m*0.5m范围内的快速扫描；从而将目标平面上任一点处辐射源经聚乙烯透镜101、垂直扫描离轴抛物面镜102、水平扫描离轴抛物面镜103共三个聚焦元件聚焦至94GHz喇叭接收天线处，并保证入射辐射波角度控制在喇叭天线12dB波束宽度角内(也就是大部分能量能够进入喇叭天线内)。
接着，扫描结构100扫描得到的数据通过工作频率相同的喇叭天线与辐射计配合，将相关的数据传至数据采集装置300。
最后，PC控制装置500控制辐数据采集装置300和图像处理及显示装置400，将扫描得到的图像数据，通过图像处理及显示装置400显示出来。
以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (6)
1.近程被动太赫兹成像快速扫描结构，其特征在于，所述扫描结构包括：聚乙烯透镜、垂直扫描离轴抛物面镜、水平扫描离轴抛物面镜和喇叭接收天线，所述聚乙烯透镜与目标平面对应配合，其与垂直扫描离轴抛物面镜、水平扫描离轴抛物面镜依次配合设置，同时喇叭接收天线固定设置在水平扫描离轴抛物面镜上，形成对目标平面的扫描光路，将目标平面上的任意辐射源聚焦到喇叭接收天线处。
2.根据权利要求1所述的近程被动太赫兹成像快速扫描结构，其特征在于，所述垂直扫描离轴抛物面镜垂直旋转，对目标平面垂直方向1.5m范围内进行扫描。
3.根据权利要求1所述的近程被动太赫兹成像快速扫描结构，其特征在于，所述水平扫描离轴抛物面镜水平旋转，对目标平面水平方向0.5m范围内进行扫描。
4.根据权利要求1所述的近程被动太赫兹成像快速扫描结构，其特征在于，所述喇叭接收天线为94GHz喇叭接收天线。
5.一种被动太赫兹成像系统，主要包括辐射计、数据采集装置、图像处理及显示装置、PC控制装置，其特征在于，所述成像系统还包括权利要求1至4中任一项所述的近程被动太赫兹成像快速扫描结构，所述近程被动太赫兹成像快速扫描结构与辐射计、数据采集装置、图像处理及显示装置依次相连，所述PC控制装置分别控制连接近程被动太赫兹成像快速扫描结构、数据采集装置以及图像处理及显示装置。
6.根据权利要求5所述的一种被动太赫兹成像系统，其特征在于，所述近程被动太赫兹成像快速扫描结构中的喇叭接收天线与辐射计数据相接，垂直扫描离轴抛物面镜和水平扫描离轴抛物面镜分别受控于PC控制装置。
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| CN105044017A (zh) * | 2015-06-26 | 2015-11-11 | 北京航天易联科技发展有限公司 | 一种太赫兹波安检成像装置 |
| CN110850499A (zh) * | 2018-07-27 | 2020-02-28 | 中国科学院电子学研究所 | 基于透射型频控波束扫描器件的太赫兹成像系统 |
| JP7475145B2 (ja) | 2020-01-09 | 2024-04-26 | 日本信号株式会社 | 電磁波検知装置及びスキャナ |
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| CN105044017B (zh) * | 2015-06-26 | 2018-02-09 | 北京航天易联科技发展有限公司 | 一种太赫兹波安检成像装置 |
| CN110850499A (zh) * | 2018-07-27 | 2020-02-28 | 中国科学院电子学研究所 | 基于透射型频控波束扫描器件的太赫兹成像系统 |
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