JP2007502415A - ミリ波イメージングによるセキュリティ・システム - Google Patents
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Abstract
Description
ミリメートル波長(1cm〜1mm、30GHz〜300GHz)で動作するイメージング・システムは周知のところである。これらのシステムは、これらの波長の放射線が、可視光のようにかなりの距離にわたる霧または煙によって完全に減衰することはないので、重要になる可能性がある。ミリメートル波長の放射線は、衣類、及び、乾燥材や壁板のようなかなりの厚さの材料も透過する。これらのミリ波イメージング・システムは、従って、霧を通した視程を向上させるための航空機用のもの、及び、隠された武器等を検出するためのセキュリティ用途のものが提案されてきた。こうしたシステムが、出願人の雇用主に譲渡された米国特許第5,121,124号明細書及び米国特許第5,365,237号明細書に解説されている。それらの特許に解説のシステムは、集められるミリ波放射線の方向が周波数の関数であるアンテナを利用している。このタイプのアンテナは、「周波数走査」アンテナと呼ばれる。集められたミリ波放射線は、スペクトル・アナライザによって分析され、一次元画像が生成される。走査によって、二次元画像を得ることが可能になる。‘124特許に解説のシステムの場合、アンテナ信号を利用して、音響光学素子(ブラッグ・セル)が変調され、次に、音響光学素子によって、レーザ・ビームが変調されて、スペクトル画像が生じる。‘237特許に解説のシステムの場合、アンテナ信号によって電気光学モジュールが変調され、次に、電気光学モジュールによってレーザ・ビームが変調されて、レーザ・ビームにミリ波情報が与えられ、さらに、レーザ・ビームがエタロンによってスペクトル成分に分割されて、画像が生成される。
金属探知器は、周知のところであり、セキュリティ用途に広く用いられている。重要な用途は、隠された武器及び禁制品を検出するためのウォーク・スルー式ポータル・セキュリティ装置である。こうしたポータル装置は、現在、ほとんどの空港で、乗客の検査に用いられている。金属探知器は、一般に、受動タイプと能動タイプに細分される。受動タイプは、鉄鋼材を検出するように設計されているが、他の金属に対しては感度がよくない。能動システムは、導電材料に渦電流を励起し、その磁気応答を測定する。大部分の鉄鋼材の導電率は低いので、能動システムは、鉄類の検出に関する有効度が低い。最新のセキュリティ・ポータルでは、個別センサがさまざまな高さレベルに位置する物体の検出に応答可能である。能動タイプの金属探知器の動作は、図17を参照して解説される。電源コイル112からの時変磁界110によって、導電性物体114に渦電流が生じ、その渦電流によって、さらに、磁界116が生じ、その磁界によって、検出器コイル118に導電性物体114の存在を示す電流が生じることになる。
望ましい実施態様の場合、図1(A)、図1(B)、及び、図1(C)に示すアンテナ素子2は、図2(A)及び図2(B)に示すように、19インチの位置に焦点が合わせられる。この場合、垂直方向に配向が施された直径4.5インチの楕円筒ミラー8は、その焦点線の1つが、ミラー8から3.5インチの位置にあるアンテナ素子2のスロット4の中心にあり、その第2の焦点線5は、図2(A)に示す焦点位置5からアンテナ2までの光路に沿って測定したところでは、ミラー8から15.5インチで、アンテナ2から19インチの位置にある。やはり、細いロッド形状のコリメータ・レンズ6が、導波路スロット4をカバーし、光路に沿って測定したところでは、アンテナから19インチの位置にアンテナ・ビーム7の垂直方向における焦点を合わせる。93.5〜73.5GHzの周波数範囲において、集められた放射線の波長は、中間帯域周波数の83.5GHzに対応する約0.14インチ(3.6mm)である。しかし、この望ましい実施態様の場合、分解素子(さらに詳細に後述する)は、水平方向と垂直方向の両方とも、幾分大きい(約0.5インチの範囲内で)。アンテナ素子2は、その集束素子と共に、図2(A)、図2(B)、図3(A)、及び、図3(B)においてアンテナ素子50と表示されている。焦点において、システムの視野は、幅が1/2インチにわずかに足りない程度で、高さは約6インチである。水平方向における分解能はないので、これによって一次元画像が得られる。二次元画像は、アンテナまたは対象の走査によって得られる。
(較正及び増幅)
この望ましい実施態様では、ディッケ・スイッチングを利用して、イメージング・システムの較正が行われる。この技法では、図4に示すように、アンテナ信号の調査と設定温度負荷21の調査を交互に切り替えるフロント・エンド・スイッチ20が利用される。フロント・エンド・スイッチ20は、アンテナと負荷終端を3.84kHzの速度で切り替える。負荷は、1スイッチング・サイクルの間に、約40Kだけ加熱される可能性がある。これにより、ユニットは、リアルタイムで2つの温度較正を実施して、増幅器における利得変動並びに温度オフセットを補償することが可能になる。スイッチ自体は、M/A−Comによって製造された、伝送損失が約1.8dBの広帯域マイクロ波モノリシック集積回路(MMIC)PINスイッチである。
この広帯域増幅アンテナ・パワーは、図4に示すタップ付き遅延ビーム・フォーマに送り込まれて、アンテナ視野の垂直周波数画像を表わす周波数ビンに分解される。遅延線26は、増幅されたアンテナ信号をビーム・フォーマ24の32の信号ポートに送り込む。ビーム・フォーマ24の左側のポート24−1から始めて、各ポートへの信号は、36psずつ遅延させられる(その左側の隣接ポートに対して)。36psの遅延は、83.5GHzの中心帯域における3つの波長に相当する。(空中における83GHz波のミリ波周波数は、約3.6mmの波長に相当し、光は約12psでそれだけ進む。)従って、0時点にポート24−1に到達する信号は、また、36psの時点でポート24−2に到達し、576psの時点でポート24−16に到達し、1.152nsの時点でポート24−32に到達することになる。一連の32のタップによって、1.152ナノ秒の総時間間隔でサンプリングが行われ、ビーム・フォーマに関して870MHzの周波数分解能が得られる。(これらのビーム・フォーマの周波数分解能は、総時間散布量の逆数であり、従って、この場合、1/1.152ns=870MHzになる)。ビーム・フォーマによって、18,000MHzの広帯域信号が、32の出力ポート28によって表される32の周波数ビンに分類される。これによって、周波数ビン間において580MHzの平均分離が得られ、従って、垂直焦点面には、各アンテナ・ビームの1408MHzの帯域幅に対して約2.4倍となるオーバサンプリングが施される。(周波数分離は、18,000MHz/31=580MHzであり、アンテナ・ビームのビーム幅は、光がアンテナ素子を横切る時間[約0.71ns]の逆数[1/0.71ns=1.408MHz]にほぼ等しい。遅延線、ビーム形成レンズ、及び、入力遷移における損失、並びに、帯域幅分割損失によって、各レンズ出力におけるパワー・レベルが約−36dBmまで降下する。1つの組をなす32の高感度の検出ダイオード30によって、このパワーが各チャネル毎に32の周波数ビンにまとめられ、32の周波数範囲のそれぞれにおいて、アンテナ素子によって集められたミリ波光の強度に対応する電圧信号が生じることになる。次に、これらのダイオード信号のそれぞれによる電圧信号が、読み取り集積回路基板32の多重化読み取り集積回路チップによって読み取られる。
図3(A)及び図3(B)に示す本発明の望ましい実施態様の場合、上述のタイプの64のアンテナ素子を利用して、ポータル禁制品スクリーナが設けられる。この望ましい実施態様の場合、それぞれ、16ずつからなる4組の垂直方向にスタックされたアンテナ素子50が、毎秒約1.5フィートの既知速度で、できれば、水平エスカレータに乗って、ポータルを通過する人物をモニタするように配置されている。各アンテナ素子は、長さが4.5インチであり(素子間の間隔は0.5インチ)、従って、スタックは、高さが80インチになり、図3(A)及び図3(B)に示すように、スタックのうちの2つ10A及び10Bは、人物の正面と側面を検分するように配置され、スタックのうちの2つ10C及び10Dは、人物の側面と背面を検分するように配置されている。
この実施態様の場合、各アンテナ列を構成する16のアンテナ素子は、各アンテナ用の増幅器セットとビーム・フォーマを備えた16の受信チャネルに給電する。アンテナ素子からの増幅信号は、一方が、ポータルを通過する人物の正面と両側面を表わし、もう一方が、その人物の両側面と背面を表わす1対の画像として処理される。この望ましい実施態様の場合、センサは、30Hzの速度で動作し、毎秒30の画像を生成する。正面と背面の両方の画像の画像化時間が、それぞれ、1秒かかるように、通過の設定を行うと、水平方向において、正面と背面の両方の画像には、それぞれ、60の画像が含まれることになる。垂直方向の場合、各列の16のアンテナ素子は、それぞれ、全部で512の角度ビームが得られるように、32の角度ビームを発生する。これらのビームは、アンテナ・スタックから約7インチの位置においてのみ、80インチにわたって垂直方向に等間隔をなし、約7インチを超えると、重なり合うようになる。従って、正面画像と背面画像の両方が、それぞれ、横に約60のピクセルと、縦に512のピクセルを含むことになり、その画像によって、ポータルを移動する人物のラップアラウンド図が得られる。ピクセル・サイズは、スタックから7インチの距離において、水平方向に約0.5インチで、垂直方向に約0.16インチである。アンテナから7インチをかなり超えた位置にいる人物のそれらの部分については、コンピュータ・ソフトウェアによってピクセル・データを修正し、オーバラップに適応して、連続したステッチ処理ラップアラウンド画像が得られるようにすることが可能である。
人物がポータルを通過していない場合、アンテナ・アレイは、その焦点領域内に何も捉えず、代わりに、焦点領域を越える広い領域から信号を受信する。この領域は、周囲温度でミリ波吸収発泡体によるコーティングを施すことが可能である。この発泡体は、ミリ波周波数で黒体の働きをし、アンテナに対して固定広帯域信号を放出する。発泡体温度が人体温度未満の場合、発泡体は、探知器を通過する人物との際立ったコントラストを示す。これによって、生成される画像の明瞭性及び先鋭度が向上する。また、望ましい実施態様の場合、低温熱放射源となるであろうポータルの上方に冷表面を設けることによって、検査される人物の画像に輪郭のコントラストを付加することが可能になる。従って、この冷放射源からの放射後、人物によって反射される、アンテナによって検出される帯域内のミリ波放射線は、他のより暖かい周囲放射源から反射される放射線に比べると、ごくわずかなものになる。結果として、スキャナは、その人物の身体、衣類、及び、予測される禁制品のさまざまな位置の角配向に応じて、走査される人物にかなりのコントラストを認めることになる。
上述の本発明の望ましい応用例には、武器または他の禁制品の探索における、人物の衣類の下の目視検査が含まれる。一例として、空港の検査ポータルにおけるものがある。これには、多くの罪のない人々の検査が必要になる。得られる画像には、人々の温かい皮膚の特徴が示される。通常衣類で覆われている体の部分が、約0.5インチの解像度で画像生成される。従って、プライバシー問題が認められ、処理しなければならない。ポータル禁制品スクリーナの望ましい応用例の場合、一方は「女性」と表示され、もう一方は「男性」と表示された、2つの独立したスクリーナが設けられる。女性用スクリーナの検査員は、女性であり、男性用スクリーナの検査員は、男性である。検査を受ける人々の画像を示すモニタは、人目に触れないようになっており、証拠のために保管される画像は、検査員によって慎重に管理される。いかなる人物も、禁制品スクリーナによる検査を受けない権利を有するが、その権利を行使する者は、適切な手動探索を受けることになるであろう。
図19(B)には、上述のポータル・システムによって記録される画像のタイプが例示されている。これらの画像は、後述のタイプの単一スティック・イメージャを用いて得られた、図19(A)に表示のミリ波データからコンピュータで生成された画像である。この被検者は、そのシャツの下に拳銃を隠している。留意すべきは、11の画像だけ(16ではなく)しかシミュレートされておらず、画像が多少オーバラップしているという点である。図19(C)に示すように、このシステムの制御システムは、役立つ情報(例えば、武器または禁制品の可能性を暗示するもの)を含む画像だけを表示するようにプログラムすることが可能である。これは、プライバシー問題を軽減するのに役立つであろう。隠された武器及び禁制品から反射され、放射される放射線の表示温度に比べて、はるかに冷たい温度に対応する放射線を生じる背景が設けられる。従って、イメージャは、暖かい生体より冷たいが、冷温背景よりは暖かいと思われる物体を識別することが可能になる。図19(C)に示すように、表示される画像だけが、これらの中間温度の表示を含むものとすることが可能である。
本発明のもう1つの実施態様では、低コストの「単一スティック」・イメージャが利用されている。この場合、そのユニットは、ほぼ上述のように1つのアンテナだけしか備えていないが、この特定の事例では、アンテナの長さは、上述のポータル禁制品スクリーナ及び後述のハンドヘルド式ユニットに用いられる4.5インチ・アンテナに比べて、26インチである。
図8(A)及び図8(B)は、本発明の態様による一次元ミリ波アンテナ素子の図面である。図8(A)には、図8(B)の側面図に示されているレンズCAのない、アンテナの正面図が示されている。アンテナ素子1は、外寸がa=0.180”、b=0.130”で、内寸がa=0.100”、b=0.050”のWR−10導波路から構成されており、このアンテナ素子のスロット付きセクションは、長さが24インチである。アンテナの製作時に、狭い壁面の1つが、40ミルから6ミルに薄くされる。狭い壁面に、2mm間隔で、300の傾斜スロット4Aが切り込まれ、これらが受信アパーチャの働きをする(これは、上述の5”アンテナの57のスロットに匹敵する)。スロットの角度は、導波路の全長に沿ってほぼ一定の信号結合が得られるように、導波路の入力ポート60における3.6度から変化し、終端7に向かって漸増する。角度の方向は交代し、連続した結合スロット間において180度の位相シフトを生じる。この幾何学的構成によって、垂直方向に取り付けられたアンテナの場合、システムの75.5〜93.5GHzの動作帯域にわたって、20度の垂直視野に及ぶ周波数走査が行われることになる。垂直(高低)面において、アンテナ受信素子は、図9に示すように、各周波数毎に、幅0.2度の細いビームを放射する。水平面において、そのビームは、導波路の「b」寸法が小さいため、幅が120度になる。
望ましい実施態様の場合、図10(A)に示すアンテナ素子1は、図10(A)及び図10(B)に示すように5メートルの位置に焦点が合わせられる。この場合、垂直方向に配向が施された、幅0.6メートルで、高さ0.8メートルの楕円筒ミラー8は、その焦点線の1つが、受信素子1のスロット5の中心に位置し、その第2の焦点9が、図10(A)に示すアンテナから5メートルに位置する。これによって、アンテナ・ビーム10は、水平方向において5メートルの位置に集束することになる。細いロッド形状のレンズ6Aは、スロット4Aをカバーし、アンテナから5メートルの位置で93.5GHzの周波数に対応するアンテナ・ビーム11を焦点12に集束させる。約75.5GHzのより周波数の低いビーム13が、アンテナから同じ距離であるが、異なる焦点14に集束させられる。図10(B)に示すビーム幾何学的特性によって、導波路アンテナ信号がスロット付き導波路の底面ポート6に確実に集まることになる。
(較正及び増幅)
この望ましい実施態様では、ディッケ・スイッチングを利用して、イメージング・システムの較正が行われる。この技法では、図3に示すように、アンテナ2Aの調査と設定温度負荷21の調査を交互に切り替えるフロント・エンド・スイッチ20が利用される。フロント・エンド・スイッチ20は、3.84kHzの速度で切り替える。負荷は、1スイッチング・サイクルの間に、約40Kだけ加熱される可能性がある。これにより、ユニットは、リアルタイムで2つの温度較正を実施して、増幅器における利得変動並びに温度オフセットを補償することが可能になる。スイッチ自体は、M/A−Comによって製造された、伝送損失が約1.8dBの広帯域マイクロ波モノリシック集積回路(MMIC)PINスイッチである。
アンテナ2Aからの広帯域増幅アンテナ信号は、図11及び図12に示すタップ付き遅延ビーム・フォーマ66に送り込まれて、アンテナ視野の垂直画像ピクセルを表わす周波数ビンに分解される。図12にさらに詳細に示されているように、ビーム・フォーマには、入力線路68、遅延線ネットワーク70、ロットマン・レンズ72、レンズの入力76及び出力78におけるホーン・アレイが含まれている。出力ホーンに接続された信号線路は、特定周波数に同調させられるミリ波検出回路80内に終端がくる。遅延線ネットワークによって、信号パワーが入力ホーン76間で分割され、隣接ホーンによってロットマン・レンズ内に放射される信号間に一定の時間遅延が生じる。ロットマン・レンズのもう一方の端部において、これらの信号が、128の出力ホーン78の1つにおいて、ある特定周波数に関して強め合うように結合し、その結果、ミリ波パワーが、それぞれに異なる周波数に合わせて異なる出力ポートに分類されることになる。入力ホーン間のインクリメンタル信号遅延は、ビーム・フォーマの300MHzの周波数分解能を実現するように選択される。ビーム・フォーマのこの狭帯域の集束能力は、図13によって例示のように、出願人による実験で実現され、立証されている。図13に認められる狭いピーク32Aは、ビーム・フォーマの128ある出力チャネルの1つの応答を表している。同様の応答は、他の周波数に関する回路の128ある出力チャネルのそれぞれにおいても観測されている。
図13のデータによれば、単一入力周波数において、ビーム・フォーマ材料は、約20dBの信号損失の原因となる。18GHzの広帯域入力の場合、128の出力チャネル間における入力パワーの分割によって、さらに21dBの信号損失が生じる結果として、全信号減衰は少なくともチャネル当り41dBになるであろう。従って、この極めて低いパワーが、図12に示すチャネル検出器82によって検出されることになる。検出器の出力電圧は、読み取りチップ80によって、増幅され、積算され、ディジタル化される。イメージャには、イメージャのS/N比性能が検出器及び読み取り回路において劣化しないことを保証するため、HRL Laboratories LLC社製のSbヘテロ構造ダイオードのような、極めて高感度のミリ波検出ダイオードが利用される。
望ましい実施態様の場合、ミリ波及び低周波信号処理電子装置を含む上記アンテナ・システムは、機械的回転ステージと一体化されて、アンテナの焦点面に物体の二次元ラスタ画像を生成する。
検査を受ける人物が、固定アンテナの約1インチ幅の垂直視野を水平に横切って移動させられる間、アンテナを固定状態に保持することも可能である。これは、水平エスカレータまたは安価なトレッドミルで実施することが可能である。「ウォーク・スルー式」金属探知器は、検査を受ける人物に隠された金属を検査するため、エスカレータまたはトレッドミルに隣接して配置される。焦点深度は、4.75メートル〜5.25メートルまでの約500mm(20インチ)に及ぶので、イメージャを金属探知器から約5メートルの位置に配置して、それを通過する人物の焦点の合った画像を得ることが可能である。
ミリ波イメージング・システムと磁気金属探知器を1つのポータルに一緒に組み込むことにより、総合的な検出能力と物体分類の改善を達成することが可能になる。ハイブリッド・ポータルの望ましい実施態様では、提案されたミリ波イメージャは、CEIA Corporation社によって開発されたSMD600または同様の製品のような商用金属探知ポータルと並列に動作する。
図18(A)は、ハンドヘルド式ミリ波イメージ・センサ119の図面である。センサは、光路に沿って19インチ(ミラー8の背面から15.5インチ)の位置に焦点を合わせられたアンテナを備え、その焦点に位置する6インチ×1/2インチの視野の一次元画像を生成するようになっている、上述の基本イメージャ・センサ(図2(A)及び図2(B)参照)である。(ただし、このユニットの場合、アンテナが水平方向に配置されているので、固定ユニットによって一次元水平画像が生成され、垂直走査によって二次元画像が生成されるという点に留意されたい。)望ましい実施態様の場合、センサのフレーム・レートは、30Hzであり、従って、6インチ×6インチの視野の二次元画像がオペレータの腕の動きによって生じる1秒間の走査で生成されることになる。毎秒6インチより大幅に速い走査によって、多少のぼけが生じる。大幅に遅い走査によって、より際立ったコントラストが得られるが、画像は多少歪むことになる。センサは、ミリ波に対して透明なカバー122を備えるハウジング120に収容されている。最良の結果が得られるように、センサの前部は、走査される表面から約12インチの位置に保持される。ユニットの重さは約4ポンドであり、人間工学によるハンドルには、アーム・サポート124が設けられている。ハンドル125は、位置126が把握される。対象領域の画像は、スクリーン128に表示される。ユニットのバッテリは、ハンドル125内に収容されている。
禁制品検出技術の技術者には明らかなように、上述の例に対して多くの修正を施すことが可能である。例えば、上述のように、水平エスカレータに人物を乗せて、ポータルを通過させる代わりに、通常の歩行速度の約1/4といった指定のペースで、歩いてポータルを通過するように、その人物に要求することが可能である。図5及び図6に示すように、アンテナ素子に対する人物の適正な位置決めを確実にするため、ポータルにミリ波に対して透明なバリア60を配置することも可能である。アンテナ素子の焦点位置の選択に関して、さまざまなトレードオフが可能である。アンテナを検査を受ける人物から光学的により遠くに位置決めし、焦点距離を長くすると、アンテナ素子の焦点深度を増すことが可能である。これは、ユニットをコンパクトに保つため、図6に示すミラー61によって実施可能である。図7において、画像生成される表面とアンテナ素子との間の距離の関数として、スキャナの近似横方向分解能の推定値が示されている。
Claims (40)
- 隠匿武器及び禁制品イメージング及び検出システムであって、
A)狭い一次元視野からのミリ波放射線による周波数依存ビームを集めるための少なくとも1つのミリ波周波数走査アンテナと、
B)前記集めた周波数で、前記ミリ波放射線を増幅するためのミリ波増幅器と、
C)1)複数の遅延線、
2)ミリ波レンズ、及び、
3)複数のミリ波パワー検出器を具備する、
前記増幅された、集められた放射線を分離して、前記周波数依存ビームに対応する周波数依存信号を発生するためのビーム・フォーマと、
D)周波数依存信号を読み取って、アンテナ視野の一次元画像を生成するためのサンプリング回路と、
が含まれている、システム。 - 前記周波数走査アンテナの焦点を合わせるための焦点合わせ手段が含まれることを特徴とする、請求項1に記載のシステム。
- 前記焦点合わせ手段に、円筒リフレクタと円筒レンズが含まれることを特徴とする、請求項2に記載のシステム。
- 前記ミリ波増幅器に、リン化インジウム基板上に作製された3つのMMIC増幅器と、帯域通過フィルタが含まれることを特徴とする、請求項1に記載のシステム。
- 前記増幅器が共面導波路設計からなることを特徴とする、請求項4に記載のハイブリッド・システム。
- 前記増幅器によって少なくとも50dBの利得が得られることを特徴とする、請求項4に記載のシステム。
- 前記遅延線が、さまざまな長さの回路パターンを形成するようにエッチングされた銅から構成されることを特徴とする、請求項1に記載のシステム。
- 前記遅延線によって、表面粗さが300ナノメートル未満の銅表面が形成されることを特徴とする、請求項7に記載のシステム。
- 前記少なくとも1つの周波数走査アンテナが、1つの周波数走査アンテナであることを特徴とする、請求項1に記載のシステム。
- 前記少なくとも1つの周波数走査アンテナが、少なくとも20インチの長さであることを特徴とする、請求項1に記載のシステム。
- 前記少なくとも1つの周波数走査アンテナが、約26インチの長さであり、受信アパーチャとして機能する約300の傾斜スロットを含んでいることを特徴とする、請求項1に記載のシステム。
- 前記少なくとも1つの周波数走査アンテナが、1つの周波数走査アンテナであることを特徴とする、請求項8に記載のシステム。
- 前記少なくとも1つの周波数走査アンテナが、少なくとも20インチの長さであることを特徴とする、請求項8に記載のシステム。
- 前記少なくとも1つの周波数走査アンテナが、約26インチの長さであり、受信アパーチャとして機能する約300の傾斜スロットを含んでいることを特徴とする、請求項8に記載のシステム。
- 前記ミリ波イメージング・システムは、
A)狭い一次元視野からのミリ波放射線による周波数依存ビームを集めるための単一ミリ波周波数走査アンテナと、
B)前記集めた周波数で、前記ミリ波放射線を増幅するためのミリ波増幅器と、
C)1)複数の遅延線、
2)ミリ波レンズ、及び、
3)複数のミリ波パワー検出器、
を具備する、前記増幅された、集められた放射線を分離して、前記周波数依存ビームに対応する周波数依存信号を発生するためのビーム・フォーマと、
D)周波数依存信号を読み取って、アンテナ視野の一次元画像を生成するためのサンプリング回路と、
が含まれている、単一スティック・ミリ波イメージング・システムであることを特徴とする、請求項1に記載のシステム。 - 前記周波数走査アンテナの焦点を合わせるための焦点合わせ手段が含まれることを特徴とする、請求項15に記載のシステム。
- 前記焦点合わせ手段に、円筒リフレクタと円筒レンズが含まれることを特徴とする、請求項15に記載のシステム。
- 前記ミリ波増幅器に、リン化インジウム基板上に作製された3つのMMIC増幅器と、帯域通過フィルタが含まれることを特徴とする、請求項15に記載のシステム。
- 前記増幅器が共面導波路設計からなることを特徴とする、請求項15に記載のシステム。
- 前記増幅器によって少なくとも50dBの利得が得られることを特徴とする、請求項15に記載のシステム。
- 前記遅延線が、さまざまな長さの回路パターンを形成するようにエッチングされた銅から構成されることを特徴とする、請求項15に記載のシステム。
- 前記遅延線によって、表面粗さが300ナノメートル未満の銅表面が形成されることを特徴とする、請求項15に記載のシステム。
- ポータル隠匿武器及び禁制品イメージング及び検出システムであって、
A)ポータル金属探知器と、
B)それぞれ、
1)狭い一次元視野からのミリ波放射線による周波数依存ビームを集めるための少なくとも1つのミリ波周波数走査アンテナ、
2)前記集めた周波数で、前記ミリ波放射線を増幅するためのミリ波増幅器、
3)a)複数の遅延線、
b)ミリ波レンズ、及び、
c)複数のミリ波パワー検出器を含む、
前記増幅された、集められた放射線を分離して、前記周波数依存ビームに対応する周波数依存信号を発生するためのビーム・フォーマ、及び、
4)周波数依存信号を読み取って、アンテナ視野の一次元画像を生成するためのサンプリング回路、
を具備する、複数のミリ波センサを有するポータル禁制品スクリーナと、
が含まれている、システム。 - 前記複数のミリ波センサのそれぞれに、前記周波数走査アンテナの焦点を合わせるための焦点合わせ手段が含まれることを特徴とする、請求項23に記載のシステム。
- 前記焦点合わせ手段に、円筒リフレクタと円筒レンズが含まれることを特徴とする、請求項24に記載のシステム。
- 前記ミリ波増幅器のそれぞれに、リン化インジウム基板上に作製された3つのMMIC増幅器と、帯域通過フィルタが含まれることを特徴とする、請求項25に記載のシステム。
- 前記増幅器が共面導波路設計からなることを特徴とする、請求項26に記載のシステム。
- 前記増幅器によって少なくとも50dBの利得が得られることを特徴とする、請求項26に記載のシステム。
- 前記遅延線のそれぞれが、さまざまな長さの回路パターンを形成するようにエッチングされた銅から構成されることを特徴とする、請求項23に記載のシステム。
- 前記遅延線によって、表面粗さが300ナノメートル未満の銅表面が形成されることを特徴とする、請求項29に記載のシステム。
- 少なくとも1つの金属探知器が含まれることを特徴とする、請求項1に記載のシステム。
- 金属探知器が含まれることと、前記システムがハンドヘルド式システムであることを特徴とする、請求項1に記載のシステム。
- 少なくとも1つの金属探知器が含まれることを特徴とする、請求項15に記載のシステム。
- ハイブリッド・ポータル隠匿武器及び禁制品イメージング及び検出システムであって、
A)ポータル金属探知器と、
B)それぞれ、
1)狭い一次元視野からのミリ波放射線による周波数依存ビームを集めるための少なくとも1つのミリ波周波数走査アンテナ、
2)較正のための高速スイッチ、
3)リン化インジウム基板上に作製された3つのMMIC増幅器と、帯域通過フィルタを含む、前記集めた周波数で、前記ミリ波放射線を増幅するためのミリ波増幅器、
4)a)複数の遅延線、
b)ミリ波レンズ、及び、
c)複数のミリ波パワー検出器、
を含む、前記増幅された、集められた放射線を分離して、前記周波数依存ビームに対応する周波数依存信号を発生するためのビーム・フォーマ、
5)周波数依存信号を読み取って、アンテナ視野の一次元画像を生成するためのサンプリング回路、及び、
6)前記センサの焦点合わせを行うための焦点合わせ手段、
を具備する、複数のミリ波センサを有するポータル禁制品スクリーナと、
が含まれている、ハイブリッド・システム。 - 前記焦点合わせ手段に、円筒リフレクタと円筒レンズが含まれることを特徴とする、請求項34に記載のハイブリッド・システム。
- 前記増幅器が共面導波路設計からなることを特徴とする、請求項34に記載のハイブリッド・システム。
- 前記増幅器によって少なくとも50dBの利得が得られることを特徴とする、請求項34に記載のハイブリッド・システム。
- 前記遅延線のそれぞれが、さまざまな長さの回路パターンを形成するようにエッチングされた銅から構成されることを特徴とする、請求項34に記載のハイブリッド・システム。
- 前記遅延線によって、表面粗さが300ナノメートル未満の銅表面が形成されることを特徴とする、請求項38に記載のハイブリッド・システム。
- 前記複数のセンサが、それぞれ、少なくとも16のセンサを含む4つのスタックをなすように構成されることを特徴とする、請求項34に記載のハイブリッド・システム。
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