CN210051905U - 一种辐射扫描系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种辐射扫描系统，该系统包括辐射扫描空间、光聚焦装置、辐射采集装置、频谱仪、控制系统。所述辐射扫描空间中设置所述光聚焦装置和所述辐射采集装置，且所述辐射采集装置设置在所述光聚焦装置的聚焦区域，在所述辐射扫描空间中还设置有扫描区域，所述扫描区域位于辐射采集装置的辐射采集范围内；所述辐射采集装置与所述频谱仪电连接；所述频谱仪与所述控制系统电连接。解决了现有技术中没有对毫米波/太赫兹(THz)波进行辐射扫描专用设备的技术问题。

Description

一种辐射扫描系统

技术领域

本实用新型涉及电磁信号扫描采集领域，尤其是指一种辐射扫描系统。

背景技术

毫米波/太赫兹(THz)波通常指的是波长在10mm-0.03mm(30GHz-10THz)区间的电磁波，其波段位于微波和红外线之间。毫米波/太赫兹波应用于成像技术具备以下优势：

毫米波/太赫兹波与X光成像相比的光子能量低，不存在电离辐射，安全性更好；与微波成像相比，成像分辨率更高。

对介质穿透性好、对金属材料反射特性强，可以很容易看到隐藏在衣物或鞋内的刀具和枪械等武器。另外，如果结合毫米波/太赫兹的物质鉴别特性，能够区分人体身上是否携带炸药、危险化学品、核与放射性物品等。

目前现有技术中还不存在一种对毫米波/太赫兹波进行辐射扫描的专用设备成为了亟待解决的问题。

发明内容

本实用新型提供了一种辐射扫描系统，该系统包括辐射扫描空间、光聚焦装置、辐射采集装置、频谱仪、控制系统；

所述辐射扫描空间中设置所述光聚焦装置和所述辐射采集装置，且所述辐射采集装置设置在所述光聚焦装置的聚焦区域，在所述辐射扫描空间中还设置有扫描区域，所述扫描区域位于辐射采集装置的辐射采集范围内；

所述辐射采集装置与所述频谱仪电连接；

所述频谱仪与所述控制系统电连接。

可选地，所述辐射扫描空间设置有控温系统，所述控温系统与所述控制系统电连接；所述控温系统包括温度传感器和温度调节设备，所述温度传感器和所述温度调节设备设置于所述辐射扫描空间中。

可选地，所述辐射扫描空间设置在暗室中。

可选地，所述暗室的内壁上铺设有吸波材料。

可选地，所述光聚焦装置为透镜，所述辐射采集装置设置在所述透镜的焦点处，扫描区域设置在所述透镜的聚光区域。

可选地，所述透镜的材质为低损耗的介电材料。

可选地，所述光聚焦装置安装在所述辐射扫描空间中的基座上。

可选地，所述辐射采集装置为天线馈源。

可选地，所述辐射采集装置与所述频谱仪之间串联有信号放大器。

可选地，所述系统还包括标准补偿模块，所述标准补偿模块与所述控制系统电连接。

如上可见，基于上述实施例，本申请提供了一种辐射扫描系统，解决了现有技术中没有对毫米波/太赫兹(THz)波进行辐射扫描专用设备的技术问题。

附图说明

图1为本实用新型一个实施例的整体方案结构布局示意图；

图2为本实用新型另一个实施例的整体方案结构布局示意图；

图3为本实用新型控温系统的电连接示意图；

图4为本实用新型信号放大器电连接示意图。

标号说明：

1 辐射扫描空间

2 光聚焦装置

3 辐射采集装置

4 频谱仪

5 控制系统

6 扫描区域

7 控温系统

71 温度传感器

72 温度调节设备

8 暗室

81 吸波材料

9 基座

10 信号放大器

11 标准补偿模块

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下参照附图并举实施例，对本发明进一步详细说明。

针对毫米波/太赫兹成像技术，一般可以分为两个阶段，第一个阶段是对被测目标对象进行频段的测量，本申请就是提供一种实现第一阶段扫描测量被测目标对象频段的专用设备。第二阶段使用采用测量的频段进行检测，但是现有技术中并没有确定被测目标对象最佳收集频率特性的专用设备。

另外，当一个被测目标对象受到相同和相似频率特性的另一被测目标对象干扰时，在第二阶段的检测环节中，则无法区分识别两者的区别。对于人体的不同身体状态，比如运动、生病、情绪变化也会造成人散发的辐射不同，导致最终的测量结果产生偏差。因此，第二阶段之前对被测目标对象需要进行系统准确的辐射扫描，得到稳定的检测参考结果。

图1为本实用新型一个实施例的整体方案结构布局示意图。

如图1所示，在一实施例中，本申请提供了一种辐射扫描系统，该系统包括：辐射扫描空间1、光聚焦装置2、辐射采集装置3、频谱仪4、控制系统5。其中，光聚焦装置2将被测目标对象散发的辐射进行聚焦，因为毫米波/太赫兹波的波段可以理解为是一种类光波，因此具有光的可聚焦特性。利用毫米波/太赫兹波通过光聚焦装置2进行聚焦后，辐射采集装置3对目标被测对象散发的辐射进行扫描实现信号采集。频谱仪4则用于将辐射采集装置3采集信号的特征频率和功率进行初始处理。控制系统5会对信号初始处理后的数据进行进一步的分析。

辐射扫描空间1中设置光聚焦装置2和辐射采集装置3，且辐射采集装置3设置在光聚焦装置2的聚焦区域，在辐射扫描空间1中还设置有扫描区域6，扫描区域6位于辐射采集装置的辐射采集范围内。辐射采集装置3与频谱仪4电连接，频谱仪4与控制系统5电连接。

被测目标对象散发的辐射通过光聚焦装置2聚焦在聚焦区域形成了可测的信号源，再通过位于光聚焦装置2聚焦区域的辐射采集装置3实现信号采集。对应的，光聚焦装置2除了具有聚焦区域外，还需要设立扫描区域6。因为光聚焦装置2进行扫描时具有一定的辐射采集范围，只有当被测目标对象置于扫描区域6中时，光聚焦装置2才可能对被测目标对象进行辐射扫描。辐射采集装置3在聚焦区域中对形成的信号源进行信号采集，然后将采集的信号经过频谱仪4进行初步的处理，比如信号的频率特征和功率等等。此处频谱仪4可以理解为通用的信号频谱测量设备。

辐射采集装置3与频谱仪4之间串联有数模转换模块；

数模转换模块可以将采集的模拟量信号转化为数字量以便后续的处理工作，数模转换模块是本领域技术人员的惯用技术手段，在此也就不再赘述了。

控制系统5通过采集频谱仪4的频率特征和功率数据进行汇总、统计以及其他处理，得到最终被测目标对象辐射的频率特征和功率参数等等。通过本实施例得到的被测目标对象辐射频率特征和功率参数，可以利用这些数据对被测目标对象进行第二阶段的检测识别。

图2为本实用新型另一个实施例的整体方案结构布局示意图。图3为本实用新型控温系统的电连接示意图。如图2和图3所示，在一实施例中，辐射扫描空间1设置有控温系统7，控温系统7与控制系统5电连接；

控温系统7包括温度传感器71和温度调节设备72，温度传感器71和温度调节设备72设置于辐射扫描空间1中。

本实施例提供了一种具有控温系统7的具体实施方式。控温系统7会通过控制系统5进行温度控制。应用过程中，由于被测目标对象周围的温度会对其辐射出的毫米波/太赫兹波产生影响，进而造成采集信号的偏差。为了让辐射扫描空间1处于一个温度相对稳定的状态，需要对辐射扫描空间1内的温度进行严格控制，控温系统7通过利用温度传感器71具有测量辐射扫描空间1内温度的功能，然后根据温度传感器71测量的环境温度结果通过控制系统5中对应设置的处理器进行分析处理，得到一个所需的温度反馈。最终该温度反馈又会调整控温系统7中的温度调节设备72对辐射扫描空间1的温度进行控制。需要指出的是控温系统7的控温可以与控制系统5的采集信号数据按照预设的关系进行相互的交互控制。

如图2所示，在一实施例中，辐射扫描空间1设置在暗室8中。

因为毫米波/太赫兹波属于类光波，所以对周围环境的可见光也需要进行屏蔽，防止对采集信号的污染，造成最终测试结果的偏差。所以将辐射扫描空间1设置在暗室中，可以有效降低外部光线对采集信号的影响。

在一实施例中，暗室8的内壁上铺设有吸波材料81。

除了光波的影响外，还要考虑到外界其他波长的波对暗室8内辐射扫描空间1中辐射采集装置3采集信号的影响，因此为了避免采集信号由于外界波的影响，造成采集结果偏差，需要设置吸波材料81对外界的其他波进行有效的隔离。

在一实施例中，光聚焦装置2为透镜，辐射采集装置3设置在透镜的焦点处，扫描区域6设置在所述透镜的聚光区域。

在本实施例中提供了一种光聚焦装置2的具体实施方式，利用透镜对被测目标对象进行聚光，透镜一侧的聚光焦点为信号最强的区域，因此将辐射采集装置3设置在透镜的焦点处。透镜另一侧为聚光区域，用于接收被测目标对象的辐射。

在一实施例中，所述透镜的材质为低损耗的介电材料。

在本实施例中提供了一种所述透镜的制作材质。

在一实施例中，光聚焦装置2安装在辐射扫描空间1中的基座9上。

基座9设置在电滑动轨道上，且通过控制系统5控制基座9在所述电滑动轨道长度方向滑动，所述电滑动轨道沿光聚焦装置2的光路聚焦方向设置。

控制系统5接收到信号数据后，如果判断信号数据超出了常规的数据范围，证明基座9上的光聚焦装置2并没有位于最佳位置，可以利用控制系统5实现对光聚焦装置2的自动调距对焦功能，以使辐射采集装置3位于光聚焦装置2的聚焦区域内。当然，也可以人为的设定基座9在辐射扫描空间1中的位置，以使辐射采集装置3位于光聚焦装置2的聚焦区域内。

在一实施例中，辐射采集装置3为天线馈源，天线馈源可以理解为宽带的孔径天线。

本实施例提供了一种辐射采集装置3的具体实施方式。

图4为本实用新型信号放大器电连接示意图。如图4所示，在一实施例中，辐射采集装置3与频谱仪4之间串联有信号放大器10。

本实施例提供了一种串联信号放大器的具体实施方式，因为辐射采集装置3采集的信号比较微弱，需要通过信号放大器10对采集信号进行放大，以便更好的分析采集信号的特征。信号放大器10可以理解为宽带信噪放大器件。

在一实施例中，该系统还包括标准补偿模块11，标准补偿模块11与控制系统5电连接。

在本实施例中提供了一种具有标准补偿模块11的具体实施方式，标准补偿模块11用于在没有被测目标对象时，对辐射扫描空间1通过光聚焦装置2和辐射采集装置3进行信号采集，然后根据该信号的频谱标准特征作为基准数据，标准补偿模块11将基准数据进行记录，然后再进行被测目标对象的辐射扫描，将被测目标对象的信号频谱特征和基准数据进行对比，得到最终的计算结果。因为辐射扫描空间1的条件会对被测目标对象的扫描信号结果产生影响。为了避免此种差异，标准补偿模块11用于提供一个基准数据来补偿校正由于辐射扫描空间1的条件差异对信号扫描结果的影响，使最终的计算结果更加准确。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种辐射扫描系统，其特征在于，该系统包括：辐射扫描空间(1)、光聚焦装置(2)、辐射采集装置(3)、频谱仪(4)、控制系统(5)；

所述辐射扫描空间(1)中设置所述光聚焦装置(2)和所述辐射采集装置(3)，且所述辐射采集装置(3)设置在所述光聚焦装置(2)的聚焦区域，在所述辐射扫描空间(1)中还设置有扫描区域(6)，所述扫描区域(6)位于辐射采集装置的辐射采集范围内；

所述辐射采集装置(3)与所述频谱仪(4)电连接；

所述频谱仪(4)与所述控制系统(5)电连接。

2.根据权利要求1所述的辐射扫描系统，其特征在于，所述辐射扫描空间(1)设置有控温系统(7)，所述控温系统(7)与所述控制系统(5)电连接

所述控温系统(7)包括温度传感器(71)和温度调节设备(72)，所述温度传感器(71)和所述温度调节设备(72)设置于所述辐射扫描空间(1)中。

3.根据权利要求1或2所述的辐射扫描系统，其特征在于：所述辐射扫描空间(1)设置在暗室(8)中。

4.根据权利要求3所述的辐射扫描系统，其特征在于，所述暗室(8)的内壁上铺设有吸波材料(81)。

5.根据权利要求1所述的辐射扫描系统，其特征在于，所述光聚焦装置(2)为透镜，所述辐射采集装置(3)设置在所述透镜的焦点处，扫描区域(6)设置在所述透镜的聚光区域。

6.根据权利要求5所述的辐射扫描系统，其特征在于，所述透镜的材质为低损耗的介电材料。

7.根据权利要求1所述的辐射扫描系统，其特征在于，所述光聚焦装置(2)安装在所述辐射扫描空间(1)中的基座(9)上。

8.根据权利要求1所述的辐射扫描系统，其特征在于，所述辐射采集装置(3)为天线馈源。

9.根据权利要求1所述的辐射扫描系统，其特征在于，所述辐射采集装置(3)与所述频谱仪(4)之间串联有信号放大器(10)。

10.根据权利要求1所述的辐射扫描系统，其特征在于，所述系统还包括标准补偿模块(11)，所述标准补偿模块(11)与所述控制系统(5)电连接。

Images