CN211718540U - 一种双极化探测太赫兹安全检查设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双极化探测太赫兹安全检查设备，包括准光系统、双极化探测阵列、信号处理模块、运转控制模块与上位机，所述双极化探测阵列、所述信号处理模块、所述上位机、所述运转控制模块、所述准光系统依次连接。本实用新型采用了双极化探测器替代传统的探测器，双极化探测器能够接收到两个不同的极化信号，使获取的待测目标信息更加完整；将某一只双极化探测器两个极化通道输出的信号相加，根据信号强度数值相加，噪声强度矢量相加的原则，双极化探测器较单极化探测器信噪比可得到很大提升，从而提高设备的分辨力，保证了太赫兹图像的质量和安检的准确性。

Description

一种双极化探测太赫兹安全检查设备

技术领域

本实用新型涉及太赫兹安检技术领域，具体涉及一种双极化探测太赫兹安全检查设备。

背景技术

近年来全国正处在突发公共安全事件的高发期，在火车站、地铁站等人口密集区域发生的一系列暴恐事件，使得公共安全问题愈发受到关注，已经成为我国当前与改革、发展、民生最密切相关的问题。

对人员密集场所进行安全检查和安全监控是预防公共安全事件发生的最有效方法，应用于机场、车站、体育场、地铁等人员密集场所。目前主要的安检方式是行李安检和人体安检，前者主要是通过X光机方式确定行李中是否含有违禁物品，后者目前仍广泛采用的手持式金属探测器和金属安检门，这类检查设备对金属探测灵敏，但对于非金属物品无法检测，如陶瓷刀、汽油等无法检测，在安检等级较高情况下，安检员还会触摸被检者的身体部位来进行辅助安检，对普通民众带来极差的安检体验。

目前应用于被动式太赫兹安全检查设备的探测器一般接收到的均为单一极化信号，导致物体所辐射的信号接收不全、有效信息被浪费，为此，提出一种双极化探测太赫兹安全检查设备。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于：如何有效地提高太赫兹安全检查设备的分辨力，提供了一种双极化探测太赫兹安全检查设备。

本实用新型是通过以下技术方案解决上述技术问题的，本实用新型包括准光系统、双极化探测阵列、信号处理模块、运转控制模块与上位机，所述双极化探测阵列、所述信号处理模块、所述上位机、所述运转控制模块、所述准光系统依次连接，待测目标所辐射的太赫兹波通过所述准光系统汇聚并聚焦到所述双极化探测阵列上，太赫兹波经所述双极化探测阵列转化为电压信号后传输至所述信号处理模块中，所述信号处理模块对所述双极化探测阵列输出的电压信号进行处理并上传至所述上位机，所述上位机将电压信号进行构图成像形成视频流，并控制所述准光系统的运动状态，监控所述双极化探测阵列、所述信号处理模块、所述运转控制模块的工作情况。

更进一步的，所述准光系统为凹面聚焦反射系统、凸面聚焦透射系统中任一种。

更进一步的，所述准光系统包括准光镜组与平面镜，所述准光镜组为凸透镜、凹面镜中任一种，所述平面镜为金属材质制得。

更进一步的，所述双极化探测阵列包括N个双极化探测器，N为任意正整数。

更进一步的，所述双极化探测阵列的排布方式为直线型，也可采用弧形型，保证各波束焦点位于同一像平面上，双极化探测器由于自身体积较大的因素，一般采用上下交错排布。

更进一步的，所述双极化探测器工作范围为太赫兹频段。这样才能接受待测目标辐射或散射的太赫兹波信号。

更进一步的，所述双极化探测器接收目标辐射或散射的各向太赫兹波极化信息，将不同极化方向的太赫兹波信号分离转化成电压信号输出。不同极化方向的电压信号可通过不同的组合运算得到不同的目标图像。

更进一步的，所述信号处理模块的采集通道数≥2N个，以满足采集不同极化方向的太赫兹波信号转化成的电压信号。

更进一步的，所述运转控制模块包括动力源与传动组件，所述动力源为伺服电机、步进电机等任何可以产生动力的设备或装置，所述传动组件采用的传动方式为皮带传动、链传动、齿轮传动、直接驱动等任意方式，所述动力源与所述上位机连接。

更进一步的，所述动力源通过所述传动组件与所述准光系统连接。

更进一步的，所述双极化探测太赫兹安全检查设备还包括平面镜，所述平面镜设置在待测目标与所述准光系统之间。平面镜的设置用于实现光路的折叠。

本实用新型相比现有技术具有以下优点：采用了双极化探测器替代传统的探测器，双极化探测器能够接收到两个不同的极化信号，使获取的待测目标信息更加完整；将某一只双极化探测器两个极化通道输出的信号相加，根据信号强度数值相加，噪声强度矢量相加的原则，双极化探测器较单极化探测器信噪比可得到很大提升，从而提高设备的分辨力，保证了太赫兹图像的质量和安检的准确性。

附图说明

图1为本实用新型实施例二中的设备原理框图；

图2为本实用新型实施例二中准光系统的工作过程示意图；

图3为本实用新型实施例二中双极化探测器阵列的结构示意框图；

图4为本实用新型实施例二中双极化探测器的结构示意图。

具体实施方式

下面对本实用新型的实施例作详细说明，本实施例在以本实用新型技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

实施例一

本实施例提供一种技术方案：一种双极化探测太赫兹安全检查设备，包括准光系统、双极化探测阵列、信号处理模块、运转控制模块与上位机，所述双极化探测阵列、所述信号处理模块、所述上位机、所述运转控制模块、所述准光系统依次连接，待测目标所辐射的太赫兹波通过所述准光系统汇聚并聚焦到所述双极化探测阵列上，太赫兹波经所述双极化探测阵列转化为电压信号后传输至所述信号处理模块中，所述信号处理模块对所述双极化探测阵列输出的电压信号进行处理并上传至所述上位机，所述上位机将电压信号进行构图成像形成视频流，并控制所述准光系统的运动状态，监控所述双极化探测阵列、所述信号处理模块、所述运转控制模块的工作情况。

所述准光系统为凹面聚焦反射系统、凸面聚焦透射系统中任一种。

所述准光系统包括准光镜组与平面镜，所述准光镜组为凸透镜、凹面镜中任一种，所述平面镜为金属材质制得。

所述双极化探测阵列包括N个双极化探测器，N为任意正整数。

所述双极化探测阵列的排布方式为直线型，也可采用弧线型，保证各波束焦点位于同一像平面上，双极化探测器由于自身体积较大的因素，一般采用上下交错排布。

所述双极化探测器工作范围为太赫兹频段。这样才能接受待测目标辐射或散射的太赫兹波信号。

所述双极化探测器接收目标辐射或散射的各向太赫兹波极化信息，将不同极化方向的太赫兹波信号分离转化成电压信号输出。不同极化方向的电压信号可通过不同的组合运算得到不同的目标图像。

所述信号处理模块的采集通道数≥2N个，以满足采集不同极化方向的太赫兹波信号转化成的电压信号。

所述运转控制模块包括动力源与传动组件，所述动力源为伺服电机、步进电机等任何可以产生动力的设备或装置，所述传动组件采用的传动方式为皮带传动、链传动、齿轮传动、直接驱动等任意方式，所述动力源与所述上位机连接。

所述动力源通过所述传动组件与所述准光系统连接。

所述双极化探测太赫兹安全检查设备还包括平面镜，所述平面镜设置在待测目标与所述准光系统之间。平面镜的设置用于实现光路的折叠。

实施例二

如图1～4所示，本实施例的一种应用了双极化探测器的被动式太赫兹安全检查设备，包括准光系统、双极化探测阵列、信号处理模块、运转控制模块及上位机，其中：

本实施例中的准光系统为平面镜加准光镜组组成的准光系统，准光镜组为凸透镜和凹面镜均可，平面镜的作用是为了实现光路的折叠，一般采用金属质面，该实施例采用铝材抛光制作而成。

本实施例中双极化探测阵列采用了N个探测器，按照一定的排列顺序在空间上组成阵列。

本实施例中信号处理模块采用多通道数据采集卡采集双极化探测阵列所输出的电压信号。

本实施例中运转控制模块采用伺服电机直接驱动的方式，由PLC进行伺服控制，直接带动准光系统中的平面镜实现对待测目标的扫描。

本实施例中的双极化探测器中包含了双极化天线1，极化分离器2和射频前端3、4，此三部分可以分别作为独立的单元，也可以按顺序两两组合成一个单元，可将双极化天线1和极化分离器2进行合成、射频前端3、4作为独立单元，也可将极化分离器2和射频前端3、4进行合成、双极化天线1作为独立单元，或者全集成化。

本实施例中的双极化探测器中的双极化天线1是角锥喇叭天线，但也可使用微带天线、圆锥喇叭天线、波导缝隙天线及偶极子天线等任意适用的天线单元。

工作原理：设备工作时，待测目标一般是人体，当待测目标移动到该检查设备正前方时，准光系统中平面镜将待测目标自身辐射的太赫兹波折叠反射到准光系统中的凸透镜或凹面镜进行汇聚并聚焦到双极化探测阵列上，双极化探测器将接收到两个不同的极化信号进行分离和叠加，提高了信噪比，探测器将太赫兹信号转换为电压信号送至信号处理模块处理并上传至上位机成像，形成了可视化的太赫兹图片，连续的太赫兹图片形成太赫兹视频流，实现对待测目标的安全检查。

综上所述，该双极化探测太赫兹安全检查设备，采用了双极化探测器替代传统的探测器，双极化探测器能够接收到两个不同的极化信号，使获取的待测目标信息更加完整；将某一只双极化探测器两个极化通道输出的信号相加，根据信号强度数值相加，噪声强度矢量相加的原则，双极化探测器较单极化探测器信噪比可提升1.41倍，从而提高设备的分辨力，保证了太赫兹图像的质量和安检的准确性，较为实用。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种双极化探测太赫兹安全检查设备，其特征在于：包括准光系统、双极化探测阵列、信号处理模块、运转控制模块与上位机，所述双极化探测阵列、所述信号处理模块、所述上位机、所述运转控制模块、所述准光系统依次连接，待测目标所辐射的太赫兹波通过所述准光系统汇聚并聚焦到所述双极化探测阵列上，太赫兹波经所述双极化探测阵列转化为电压信号后传输至所述信号处理模块中，所述信号处理模块对所述双极化探测阵列输出的电压信号进行处理并上传至所述上位机，所述上位机将电压信号进行构图成像形成视频流，并控制所述准光系统的运动状态，监控所述双极化探测阵列、所述信号处理模块、所述运转控制模块的工作情况。

2.根据权利要求1所述的一种双极化探测太赫兹安全检查设备，其特征在于：所述准光系统包括准光镜组与平面镜，所述准光镜组为凸透镜、凹面镜中任一种，所述平面镜为金属材质制得。

3.根据权利要求1所述的一种双极化探测太赫兹安全检查设备，其特征在于：所述双极化探测阵列的排布方式为直线型或弧线型。

4.根据权利要求1所述的一种双极化探测太赫兹安全检查设备，其特征在于：所述双极化探测阵列包括N个双极化探测器，N为任意正整数。

5.根据权利要求4所述的一种双极化探测太赫兹安全检查设备，其特征在于：所述双极化探测器工作范围为太赫兹频段。

6.根据权利要求4所述的一种双极化探测太赫兹安全检查设备，其特征在于：所述双极化探测器接收待测目标辐射的两个方向的太赫兹波极化信息后，将两个极化方向的太赫兹波信号分离转化成电压信号输出。

7.根据权利要求4所述的一种双极化探测太赫兹安全检查设备，其特征在于：所述信号处理模块的采集通道数≥2N个。

8.根据权利要求1所述的一种双极化探测太赫兹安全检查设备，其特征在于：所述运转控制模块包括动力源与传动组件，所述动力源为伺服电机、步进电机中任一种，所述传动组件采用的传动方式为皮带传动、链传动、齿轮传动、直接驱动中任一种，所述动力源与所述上位机连接。

9.根据权利要求8所述的一种双极化探测太赫兹安全检查设备，其特征在于：所述动力源通过所述传动组件与所述准光系统连接。

10.根据权利要求1所述的一种双极化探测太赫兹安全检查设备，其特征在于：所述双极化探测太赫兹安全检查设备还包括平面镜，所述平面镜设置在待测目标与所述准光系统之间。

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