本發(fā)明涉及安檢技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種面向非合作人體安檢的毫米波成像系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

近年來(lái)，國(guó)際安全形勢(shì)日益嚴(yán)峻，針對(duì)機(jī)場(chǎng)、地鐵站等公共場(chǎng)所的恐怖襲擊時(shí)有發(fā)生。為了維護(hù)公共安全同時(shí)保證旅客的正常出行，亟需更加有效的安檢手段?，F(xiàn)有針對(duì)行李箱的X射線安檢設(shè)備相對(duì)成熟，可以通過(guò)透射式成像方法對(duì)行李箱內(nèi)物體的投影或是整個(gè)行李箱的三維斷層圖像進(jìn)行分析，進(jìn)而對(duì)可疑物品進(jìn)行報(bào)警。由于涉及到隱私和安全問(wèn)題，對(duì)旅客隨身攜帶物品的檢查則較為困難，目前最常用的技術(shù)手段是金屬探測(cè)器，而這種設(shè)備僅對(duì)金屬物品響應(yīng)，同時(shí)需要安檢員協(xié)助檢查。最新發(fā)展起來(lái)的毫米波成像技術(shù)能夠在保證受檢人員安全的前提下，形成高分辨率的人體表面圖像，具備對(duì)人體隨身藏匿的槍支、刀具、毒品和爆炸物等違禁品的鑒別能力，是目前人體安檢技術(shù)的主流發(fā)展方向。

現(xiàn)有毫米波成像技術(shù)主要分為主動(dòng)式和被動(dòng)式兩種。被動(dòng)式毫米波成像通過(guò)檢測(cè)人體自身輻射的毫米波信號(hào)來(lái)形成人體表面圖像。然而，由于室內(nèi)人體和背景的溫度相當(dāng)，同時(shí)受限于探測(cè)器靈敏度，被動(dòng)式毫米波圖像的對(duì)比度較低，圖像質(zhì)量差，難以滿足機(jī)場(chǎng)和地鐵站等室內(nèi)場(chǎng)所的安檢需求。主動(dòng)式毫米波成像技術(shù)由于采用了毫米波源進(jìn)行照射，能夠形成高質(zhì)量的人體表面圖像，目前已有相關(guān)主動(dòng)式毫米波人體安檢設(shè)備在美國(guó)和歐洲的一些機(jī)場(chǎng)投入使用?，F(xiàn)有的主動(dòng)式毫米波人體安檢產(chǎn)品主要有美國(guó)L3公司的Provision系列，Smith公司的Eqo以及德國(guó)Rohde&Schwarz公司的QPS100等。在實(shí)際的安檢中，上述主動(dòng)式毫米波成像系統(tǒng)都要求受檢人員在安檢儀前以特定的姿勢(shì)站立一定時(shí)間(Smith公司的Eqo系統(tǒng)要求受檢人員以特定姿勢(shì)轉(zhuǎn)動(dòng))，雖然能夠保證較高的識(shí)別率，但是需要受檢人員的配合，進(jìn)而通過(guò)率也受到了限制，嚴(yán)重影響了旅客的出行方便。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于上述問(wèn)題，本公開(kāi)的目的至少部分地在于提供一種面向非合作人體安檢的主動(dòng)式毫米波成像系統(tǒng)及檢查通道實(shí)現(xiàn)方式，該方案能夠在受檢人自由通過(guò)檢查通道的過(guò)程中實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的人體安全檢查。

根據(jù)本公開(kāi)的一個(gè)方面，提供了一種毫米波成像系統(tǒng)，包括：分別設(shè)于檢查通道相對(duì)兩側(cè)的第一毫米波收發(fā)天線陣列和第二毫米波收發(fā)天線陣列，其中，每個(gè)毫米波收發(fā)天線陣列包括按面陣排列的多個(gè)發(fā)射天線單元和多個(gè)接收天線單元；以及用于驅(qū)動(dòng)第一和第二毫米波收發(fā)天線陣列中的發(fā)射天線單元和接收單元單元的毫米波收發(fā)機(jī)。

根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例，第一毫米波收發(fā)天線陣列和/或第二毫米波收發(fā)天線陣列的發(fā)射天線單元中的至少一部分在水平方向上相對(duì)于彼此可以有位置偏移。第一毫米波收發(fā)天線陣列和/或第二毫米波收發(fā)天線陣列中在水平方向上相對(duì)于彼此有位置偏移的發(fā)射天線單元可以分布于檢查通道的整個(gè)長(zhǎng)度上。第一毫米波收發(fā)天線陣列和/或第二毫米波收發(fā)天線陣列中在水平方向上相對(duì)于彼此有位置偏移的發(fā)射天線單元排列成一行。

類似地，第一毫米波收發(fā)天線陣列和/或第二毫米波收發(fā)天線陣列的發(fā)射天線單元中的至少一部分在豎直方向上相對(duì)于彼此可以有位置偏移。第一毫米波收發(fā)天線陣列和/或第二毫米波收發(fā)天線陣列中在豎直方向上相對(duì)于彼此有位置偏移的發(fā)射天線單元可以分布于第一毫米波收發(fā)天線陣列的整個(gè)高度上。第一毫米波收發(fā)天線陣列和/或第二毫米波收發(fā)天線陣列中在豎直方向上相對(duì)于彼此有位置偏移的發(fā)射天線單元可以排列成一列。第一毫米波收發(fā)天線陣列的整個(gè)高度和/或第二毫米波收發(fā)天線陣列的整個(gè)高度可以超出受檢人的身高。

在具體的示例中，第一毫米波收發(fā)天線陣列和/或第二毫米波收發(fā)天線陣列中的發(fā)射天線單元可以呈十字形排列。

第一毫米波收發(fā)天線陣列和第二毫米波收發(fā)天線陣列可以至少部分地面對(duì)彼此。

第一毫米波收發(fā)天線陣列和/或第二毫米波收發(fā)天線陣列可以包括多個(gè)子陣列，每個(gè)子陣列可以包括按面陣排列的多個(gè)發(fā)射天線單元和多個(gè)接收天線單元。各毫米波收發(fā)天線陣列中的子陣列可以按水平方向彼此并排設(shè)置。例如，至少一個(gè)子陣列中的發(fā)射天線單元可以排列成一行、排列成一列或者排列成十字形。在所述至少一個(gè)子陣列中，發(fā)射天線單元的行可以處于該子陣列高度方向上的中部，發(fā)射天線單元的列可以處于該子陣列寬度方向上的中部，或者發(fā)射天線單元的十字形的交叉點(diǎn)可以位于該子陣列的中心。

第一或第二毫米波收發(fā)天線陣列或者其子陣列中的發(fā)射天線單元和接收天線單元可以按行和列排列成二維網(wǎng)格。至少一個(gè)二維網(wǎng)格可以是稀疏網(wǎng)格。

第一毫米波收發(fā)天線陣列和第二毫米波收發(fā)天線陣列可以以平面陣列、由多個(gè)平面構(gòu)成的折面陣列、或者曲面陣列的形式設(shè)置于檢查通道兩側(cè)。

毫米波收發(fā)機(jī)可以被配置為驅(qū)動(dòng)各子陣列，使得同一子陣列中同一時(shí)刻只有一個(gè)發(fā)射天線單元發(fā)射毫米波信號(hào)，且同一子陣列中所有接收天線單元一起進(jìn)行接收。

毫米波收發(fā)機(jī)可以被配置為驅(qū)動(dòng)第一毫米波收發(fā)天線陣列和第二毫米波收發(fā)天線陣列，使得第一毫米波收發(fā)天線陣列和第二毫米波收發(fā)天線陣列中一個(gè)陣列發(fā)射的毫米波信號(hào)被受檢人散射后的信號(hào)由該陣列自身接收、由另一個(gè)陣列接收、或者由這兩個(gè)陣列一起接收。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，毫米波成像系統(tǒng)還可以包括設(shè)置于通道頂部的發(fā)射天線單元。設(shè)置于通道頂部的發(fā)射天線單元可以分布于檢查通道的整個(gè)長(zhǎng)度上。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，檢查通道可以呈Z字形。該毫米波成像系統(tǒng)還可以包括第三毫米波收發(fā)天線陣列，其中，第三毫米波收發(fā)天線陣列可卡因包括按面陣排列的多個(gè)發(fā)射天線單元和多個(gè)接收天線單元。第一、第二和第三毫米波收發(fā)天線陣列可以設(shè)置于Z字形的拐角處，使得當(dāng)受檢人在檢查通道中行進(jìn)時(shí)，各毫米波收發(fā)天線陣列能夠照射受檢人的不同側(cè)面。另外，該毫米波成像系統(tǒng)還可以包括第四毫米波收發(fā)天線陣列，其中，第四毫米波收發(fā)天線陣列可以包括按面陣排列的多個(gè)發(fā)射天線單元和多個(gè)接收天線單元。第四毫米波收發(fā)天線陣列設(shè)置于Z字形的拐角處，使得當(dāng)受檢人在檢查通道中行進(jìn)時(shí)，第四毫米波收發(fā)天線陣列能夠照射受檢人的不同側(cè)面。

根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例，天線面陣布置在檢查通道周圍。當(dāng)受檢人在通道中移動(dòng)時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)多視角的成像，從而可以實(shí)現(xiàn)非合作情況下的人體安檢。

附圖說(shuō)明

通過(guò)以下參照附圖對(duì)本公開(kāi)實(shí)施例的描述，本公開(kāi)的上述以及其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將更為清楚，在附圖中：

圖1(a)是示意性示出了根據(jù)本公開(kāi)實(shí)施例的毫米波成像系統(tǒng)的透視圖，且圖1(b)是示意性示出了該毫米波成像系統(tǒng)中的電磁波輻射的圖示；

圖2(a)-2(d)是示意性示出了根據(jù)本公開(kāi)實(shí)施例的毫米波收發(fā)天線陣列的圖示；

圖3(a)-3(c)是示意性示出了根據(jù)本公開(kāi)實(shí)施例的檢查通道布局的圖示；

圖4(a)-4(c)是示意性示出了根據(jù)本公開(kāi)實(shí)施例的毫米波成像系統(tǒng)的收發(fā)模式的圖示；

圖5是示意性示出了根據(jù)本公開(kāi)實(shí)施例的檢查通道頂部設(shè)置發(fā)射天線的圖示；以及

圖6(a)和6(b)是示意性示出了根據(jù)本公開(kāi)另一實(shí)施例的檢查通道布局的圖示。

具體實(shí)施方式

以下，將參照附圖來(lái)描述本公開(kāi)的實(shí)施例。但是應(yīng)該理解，這些描述只是示例性的，而并非要限制本公開(kāi)的范圍。此外，在以下說(shuō)明中，省略了對(duì)公知結(jié)構(gòu)和技術(shù)的描述，以避免不必要地混淆本公開(kāi)的概念。

在此使用的術(shù)語(yǔ)僅僅是為了描述具體實(shí)施例，而并非意在限制本公開(kāi)。這里使用的詞語(yǔ)“一”、“一個(gè)(種)”和“該”等也應(yīng)包括“多個(gè)”、“多種”的意思，除非上下文另外明確指出。此外，在此使用的術(shù)語(yǔ)“包括”、“包含”等表明了所述特征、步驟、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一個(gè)或多個(gè)其他特征、步驟、操作或部件。

在此使用的所有術(shù)語(yǔ)(包括技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ))具有本領(lǐng)域技術(shù)人員通常所理解的含義，除非另外定義。應(yīng)注意，這里使用的術(shù)語(yǔ)應(yīng)解釋為具有與本說(shuō)明書(shū)的上下文相一致的含義，而不應(yīng)以理想化或過(guò)于刻板的方式來(lái)解釋。

附圖中示出了一些方框圖和/或流程圖。應(yīng)理解，方框圖和/或流程圖中的一些方框或其組合可以由計(jì)算機(jī)程序指令來(lái)實(shí)現(xiàn)。這些計(jì)算機(jī)程序指令可以提供給通用計(jì)算機(jī)、專用計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理裝置的處理器，從而這些指令在由該處理器執(zhí)行時(shí)可以創(chuàng)建用于實(shí)現(xiàn)這些方框圖和/或流程圖中所說(shuō)明的功能/操作的裝置。

因此，本公開(kāi)的技術(shù)可以硬件和/或軟件(包括固件、微代碼等)的形式來(lái)實(shí)現(xiàn)。另外，本公開(kāi)的技術(shù)可以采取存儲(chǔ)有指令的計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品的形式，該計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品可供指令執(zhí)行系統(tǒng)使用或者結(jié)合指令執(zhí)行系統(tǒng)使用。在本公開(kāi)的上下文中，計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以是能夠包含、存儲(chǔ)、傳送、傳播或傳輸指令的任意介顧。例如，計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以包括但不限于電、磁、光、電磁、紅外或半導(dǎo)體系統(tǒng)、裝置、器件或傳播介質(zhì)。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)的具體示例包括：磁存儲(chǔ)裝置，如磁帶或硬盤(pán)(HDD)；光存儲(chǔ)裝置，如光盤(pán)(CD-ROM)；存儲(chǔ)器，如隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)或閃存；和/或有線/無(wú)線通信鏈路。

圖1(a)是示意性示出了根據(jù)本公開(kāi)實(shí)施例的毫米波成像系統(tǒng)的透視圖。

如圖1(a)所示，根據(jù)該實(shí)施例的毫米波成像系統(tǒng)100可以包括分別設(shè)于檢查通道(如圖中箭頭所示)相對(duì)兩側(cè)(在該示例中，圖中左右兩側(cè))的第一毫米波收發(fā)天線陣列101和第二毫米波收發(fā)天線陣列105。各毫米波收發(fā)天線陣列可以包括多個(gè)發(fā)射天線單元和多個(gè)接收天線單元，用于發(fā)射和接收毫米波信號(hào)，以便對(duì)行進(jìn)(例如，步行)通過(guò)通道的受檢人進(jìn)行檢查。根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例中，每個(gè)毫米波收發(fā)天線陣列中的發(fā)射天線單元和接收天線單元排列成面陣。在下文中將進(jìn)一步詳細(xì)描述毫米波收發(fā)天線陣列的配置。

在該示例中，第一毫米波收發(fā)天線陣列101和第二毫米波收發(fā)天線陣列105彼此正對(duì)，從而在它們之間限定了檢查通道。當(dāng)然，本公開(kāi)不限于此。例如，第一毫米波收發(fā)天線陣列101和第二毫米波收發(fā)天線陣列105可以相對(duì)于彼此部分地面對(duì)或者甚至并不面對(duì)彼此，也即，第一毫米波收發(fā)天線陣列101和第二毫米波收發(fā)天線陣列105在通道的延伸方向上可以相對(duì)彼此偏移乃至完全錯(cuò)開(kāi)。

另外，該毫米波成像系統(tǒng)100還可以包括分別用于驅(qū)動(dòng)第一和第二毫米波收發(fā)天線陣列(具體地，其中的發(fā)射天線單元和接收天線單元)的第一毫米波收發(fā)機(jī)103和第二毫米波收發(fā)機(jī)107。例如，各毫米波收發(fā)機(jī)103、107可以產(chǎn)生兩路毫米波信號(hào)，其中一路作為發(fā)射信號(hào)，通過(guò)發(fā)射天線單元發(fā)射出毫米波；另一路作為參考信號(hào)，與接收天線單元接收到的毫米波信號(hào)混頻，通過(guò)I/Q解調(diào)得到毫米波全息數(shù)據(jù)。

在該示例中，各毫米波收發(fā)機(jī)103、107可以分別設(shè)置在相應(yīng)的毫米波收發(fā)天線陣列101、105的背側(cè)?？梢岳斫?，毫米波收發(fā)機(jī)103、107可以設(shè)置在不同的位置處，甚至可以與相應(yīng)的毫米波收發(fā)天線陣列101、105分離設(shè)置。而且，也不限于為各毫米波收發(fā)天線陣列分別提供相應(yīng)的毫米波收發(fā)機(jī)，可以提供集中的毫米波收發(fā)機(jī)。

受檢人在穿過(guò)該檢查通道時(shí)，各毫米波收發(fā)天線陣列向通道內(nèi)發(fā)射毫米波以便照射受檢人，且能夠接收來(lái)自對(duì)象的毫米波(例如，散射)。根據(jù)接收到的毫米波，可以獲得受檢人的檢查數(shù)據(jù)(例如，上述毫米波全息數(shù)據(jù))。獲得的檢查數(shù)據(jù)可以經(jīng)由有線(例如，電纜)或者無(wú)線(例如，WiFi)方式發(fā)送至數(shù)據(jù)處理裝置111。數(shù)據(jù)處理裝置111可以對(duì)接收到的檢查數(shù)據(jù)進(jìn)行處理(例如，通過(guò)反向傳播算法)，得到受檢人的在行走過(guò)程中各個(gè)視角下的體表圖像，進(jìn)而可以通過(guò)自動(dòng)識(shí)別(ATR)算法進(jìn)行可疑物的自動(dòng)報(bào)警。由數(shù)據(jù)處理裝置111得到的圖像可以顯示在監(jiān)控終端(例如，顯示器)113上。另外，還可以在監(jiān)控終端113上以高亮方式標(biāo)示可疑物。

在一示例中，該毫米波成像系統(tǒng)100還可以包括受檢人位置傳感器，用于感測(cè)受檢人(相對(duì)于檢查通道)的位置。當(dāng)感測(cè)到受檢人進(jìn)入檢查通道時(shí)，可以控制毫米波收發(fā)機(jī)驅(qū)動(dòng)毫米波收發(fā)天線陣列進(jìn)行工作；而在感測(cè)到受檢人離開(kāi)檢查通道時(shí)，可以控制毫米波收發(fā)機(jī)驅(qū)動(dòng)毫米波收發(fā)天線陣列停止工作。這有助于降低系統(tǒng)負(fù)擔(dān)并節(jié)能。對(duì)于傳感器數(shù)據(jù)的處理以及對(duì)于毫米波收發(fā)機(jī)的啟用/停用也可以由數(shù)據(jù)處理裝置111來(lái)進(jìn)行。

例如，這種傳感器可以是接近傳感器。在圖1(a)的示例中，示出了兩個(gè)攝像機(jī)109-1和109-2，分別設(shè)置于檢查通道的入口處和出口處。例如，當(dāng)入口處的攝像機(jī)109-1拍攝到受檢人時(shí)，可以確定受檢人進(jìn)入檢查通道；而當(dāng)出口處的攝像機(jī)109-2拍攝到受檢人時(shí)，可以確定受檢人離開(kāi)檢查通道。

當(dāng)然，還可以在檢查通道中布設(shè)其他攝像機(jī)，用于實(shí)施監(jiān)測(cè)受檢人的狀態(tài)以防止突發(fā)情況。

圖1(b)是示意性示出了圖1(a)所示的毫米波成像系統(tǒng)中的電磁波輻射的圖示。在該圖中，示出了第一毫米波收發(fā)天線陣列101上的一個(gè)發(fā)射天線單元101-T以及第二毫米波收發(fā)天線陣列105上的一個(gè)發(fā)射天線單元105-T。

如圖1(b)所示，當(dāng)受檢人進(jìn)入檢查通道，例如在位置P1時(shí)，發(fā)射天線單元101-T發(fā)出的毫米波照射受檢人左側(cè)和前側(cè)，照射的覆蓋范圍示出為α1，而發(fā)射天線單元105-T發(fā)出的毫米波照射受檢人右側(cè)和前側(cè)，照射的覆蓋范圍示出為β1。

隨著受檢人在檢查通道中例如沿箭頭所示方向前進(jìn)，發(fā)射天線單元101-T對(duì)受檢人的照射范圍逐漸從受檢人的前側(cè)經(jīng)左側(cè)向后側(cè)移動(dòng)，且發(fā)射天線單元105-T對(duì)受檢人的照射范圍逐漸從受檢人的前側(cè)經(jīng)右側(cè)向后側(cè)移動(dòng)。例如，當(dāng)受檢人前進(jìn)到位置P2時(shí)，發(fā)射天線單元101-T對(duì)受檢人的照射范圍照射受檢人的左側(cè)和后側(cè)，照射的覆蓋范圍示出為α2，而發(fā)射天線單元105-T發(fā)出的毫米波照射受檢人右側(cè)和后側(cè)，照射的覆蓋范圍示出為β2。

對(duì)于第一和第二毫米波收發(fā)天線陣列上的其他發(fā)射天線單元，同樣如此。也即，對(duì)于位于檢查通道中不同位置處的受檢人，毫米波收發(fā)天線陣列中的發(fā)射天線照射單元具有不同的照射范圍。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)受檢人的全視角掃描，第一毫米波收發(fā)天線陣列101和第二毫米波收發(fā)天線陣列105中的發(fā)射天線單元可以被定位為它們發(fā)出的輻射對(duì)于受檢人位于通道不同位置處時(shí)的照射范圍的組合能夠覆蓋受檢人在水平方向上的各側(cè)，即，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)受檢人的360度掃描。

圖1(b)示出了水平方向上的情況。在豎直方向(即，受檢人的高度方向)上，同樣地，第一毫米波收發(fā)天線陣列101和第二毫米波收發(fā)天線陣列105中的發(fā)射天線單元可以被定位為它們發(fā)出的輻射對(duì)于受檢人位于通道不同位置處時(shí)的照射范圍的組合能夠覆蓋受檢人的大致整個(gè)高度。

因此，可以根據(jù)檢查通道的幾何形狀、發(fā)射天線單元的電磁波輻射范圍等來(lái)確定毫米波收發(fā)天線陣列中發(fā)射天線單元的布局。

這種毫米波成像系統(tǒng)例如可以如下進(jìn)行安檢。在受檢人進(jìn)入檢查通道之前，可以將其所攜帶的行李放入行李物品安檢軌道(圖中未示出)，由行李物品安檢機(jī)(例如，X射線安檢設(shè)備)對(duì)其進(jìn)行檢查。然后，受檢人可以進(jìn)入檢查通道。攝像機(jī)109-1拍攝受檢人的圖像，由數(shù)據(jù)處理裝置111對(duì)此進(jìn)行識(shí)別，并由此啟動(dòng)毫米波收發(fā)系統(tǒng)，對(duì)進(jìn)入檢查通道的受檢人進(jìn)行實(shí)時(shí)毫米波成像。隨著受檢人在檢查通道內(nèi)移動(dòng)，毫米波成像系統(tǒng)實(shí)時(shí)地生成各個(gè)視角下的人體體表圖像，并可以在監(jiān)控裝置113上顯示(或者僅顯示人偶圖)，同時(shí)自動(dòng)對(duì)其進(jìn)行危險(xiǎn)品的檢查。當(dāng)受檢人離開(kāi)檢查通道時(shí)，第二攝像機(jī)109-2可以拍攝受檢人的圖像，由數(shù)據(jù)處理裝置111對(duì)此進(jìn)行識(shí)別，并由此關(guān)閉毫米波收發(fā)系統(tǒng)。若在安檢過(guò)程中發(fā)現(xiàn)可疑物，則可以顯示在監(jiān)控裝置113上，并可以發(fā)出警報(bào)，安檢員可以對(duì)受檢人進(jìn)行控制；若未發(fā)現(xiàn)可疑物，則受檢人可以帶上行李通過(guò)安檢點(diǎn)。于是，受檢人只需行走通過(guò)檢查通道，而無(wú)需以一定的姿勢(shì)停留一段時(shí)間以便進(jìn)行人體安檢。

圖2(a)-2(d)是示意性示出了根據(jù)本公開(kāi)實(shí)施例的毫米波收發(fā)天線陣列的圖示。

如圖2(a)所示，根據(jù)該示例的毫米波收發(fā)天線陣列201A可以包括三個(gè)子陣列201a-1、201a-2和201a-3。在以下，以子陣列201a-1為例，來(lái)描述子陣列的配置。這些描述適用于其他子陣列。

在該示例中，子陣列201a-1、201a-2和201a-3彼此沿水平方向并排設(shè)置。但是，本公開(kāi)不限于此。例如，子陣列的尺寸可以制造得較小，從而多個(gè)子陣列按水平方向和豎直方向二維排列。

這里需要指出的是，子陣列的數(shù)目不限于三，而是可以包括更少(例如，兩個(gè))或更多(例如，四個(gè)以上)的子陣列。而且，毫米波收發(fā)天線陣列不限于劃分成子陣列，也可以僅形成為單個(gè)陣列(這種情況下，也可以視為僅包括一個(gè)子陣列)。因此，在以下描述中，關(guān)于子陣列的說(shuō)明同樣適用于毫米波收發(fā)天線陣列本身，或者關(guān)于毫米波收發(fā)天線陣列的說(shuō)明同樣適用于各子陣列。另外，同一毫米波收發(fā)天線陣列中各子陣列的配置不必相同，且同一系統(tǒng)中不同毫米波收發(fā)天線陣列(例如，圖1(a)中所示的101、105)的配置不必相同。當(dāng)然，優(yōu)選地，系統(tǒng)中各子陣列的配置可以相同，從而可以利用相同的子陣列(可以相同地制造)來(lái)配置多個(gè)毫米波收發(fā)天線陣列(例如，圖1(a)中所示的101、105)，這有利于制造的便利。

子陣列201a-1中的發(fā)射天線單元201a-T和接收天線單元201a-R可以排列成面陣。在附圖中，天線單元被示出為星形。需要注意，這只是示意性的，而不是限制天線單元的形狀。發(fā)射天線單元和接收天線單元各自可以具有合適的形狀。

具體地，子陣列201a-1中的發(fā)射天線單元201a-T和接收天線單元201a-R可以按行和列排列成二維網(wǎng)格。在圖2(a)的示例中，天線單元的行沿水平方向，且天線單元的列沿豎直方向，彼此垂直延伸，從而限定了規(guī)則的棋盤(pán)狀二維網(wǎng)格。但是，本公開(kāi)不限于此。例如，天線單元的行可以偏離水平方向，或者天線單元的列可以偏離豎直方向，并且兩者不一定完全垂直。

子陣列201a-1中的發(fā)射天線單元201a-T中的至少一部分可以在水平方向上相對(duì)于彼此有位置偏移。這樣，對(duì)于受檢人，這部分發(fā)射天線單元可以具有不同視角，從而有助于在水平方向上更好地覆蓋受檢人。這部分發(fā)射天線單元可以分布(例如，均勻分布)于子陣列201a-1的整個(gè)寬度(圖中水平方向上的維度)，以便在受檢人行進(jìn)通過(guò)該子陣列時(shí)，能始終有效地照射受檢人。例如，這部分發(fā)射天線單元(在該示例中，子陣列201a-1中的所有發(fā)射天線單元201a-T)可以排列成一行，如圖2(a)中所示。該行可以位于該子陣列高度方向(圖中豎直方向上的維度)上的中部，以便更好地在高度方向上對(duì)受檢人進(jìn)行照射。當(dāng)然，它們可以排列在多行中。

發(fā)射天線單元行也可以偏離中部，這取決于它們?cè)谪Q直方向上的電磁波輻射范圍。

在圖2(a)所示的毫米波收發(fā)天線陣列201A中，三個(gè)子陣列201a-1、201a-2和201a-3具有相同的配置(所有發(fā)射天線單元排列成一行)，它們彼此并排設(shè)置。于是，在整個(gè)毫米波收發(fā)天線陣列201A中，發(fā)射天線單元的行可以分布于檢查通道的整個(gè)長(zhǎng)度上。

在另一示例中，如圖2(b)所示，根據(jù)該示例的毫米波收發(fā)天線陣列201B可以包括三個(gè)子陣列201b-1、201b-2和201b-3。在以下，以子陣列201b-1為例，來(lái)描述子陣列的配置。這些描述適用于其他子陣列。

子陣列201b-1中可以包括多個(gè)發(fā)射天線單元201b-T和多個(gè)接收天線單元201b-R，它們可以排列成面陣。子陣列201b-1中的發(fā)射天線單元201b-T中的至少一部分可以在豎直方向上相對(duì)于彼此有位置偏移。這樣，對(duì)于受檢人，這部分發(fā)射天線單元可以具有不同視角，從而有助于在高度方向上更好地覆蓋受檢人。這部分發(fā)射天線單元可以分布(例如，均勻分布)于子陣列201b-1的整個(gè)高度(圖中豎直方向上的維度)，以便在高度方向上能更好地照射受檢人。例如，這部分發(fā)射天線單元(在該示例中，子陣列201b-1中的所有發(fā)射天線單元201b-T)可以排列成一列，如圖2(b)中所示。該列可以位于該子陣列寬度方向(圖中水平方向上的維度)上的中部，以便更好地在水平方向上對(duì)受檢人進(jìn)行照射。當(dāng)然，它們可以排列在多列中。

發(fā)射天線單元列也可以偏離中部，這取決于它們?cè)谒椒较蛏系碾姶挪ㄝ椛浞秶?/p>

在圖2(b)所示的毫米波收發(fā)天線陣列201B中，三個(gè)子陣列201b-1、201b-2和201b-3具有相同的配置(所有發(fā)射天線單元排列成一列)，它們彼此并排設(shè)置。各自陣列201b-1、201b-2和201b-3的高度(從而毫米波收發(fā)天線陣列201B的高度)可以高于受檢人的高度(例如，可以設(shè)為兩米，從而高于大部分人類的身高)，使得照射范圍可以覆蓋受檢人的整個(gè)高度。

在圖2(c)所示的示例中，結(jié)合了圖2(a)和圖2(b)所示布局的組合。具體地，如圖2(c)所示，根據(jù)該示例的毫米波收發(fā)天線陣列201C包括三個(gè)子陣列201c-1、201c-2和201c-3。在各子陣列中，發(fā)射天線單元201c-T中的至少一部分在水平方向上相對(duì)于彼此有位置偏移，且至少一部分在豎直方向上相對(duì)于彼此有位置偏移。在該示例中，各子陣列中的發(fā)射天線單元排列成十字形，且十字形的交叉點(diǎn)可以位于該子陣列的中心。另外，在各子陣列中，接收天線單元201c-R設(shè)置在二維網(wǎng)格的其余位置處。

在圖2(a)-2(c)所示的示例中，各子陣列上的天線單元設(shè)置于二維網(wǎng)格的各單元點(diǎn)(行與列的交叉點(diǎn))處。根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例，至少一個(gè)子陣列的天線單元可以稀疏排列，即，二維網(wǎng)格的某些單元點(diǎn)處可以缺失天線單元(在此，將這種網(wǎng)格稱作“稀疏網(wǎng)格”)。例如，如圖2(d)所示，根據(jù)該示例的毫米波收發(fā)天線陣列201D包稀疏網(wǎng)格形式的子陣列201d-1、201d-2和201d-3。各子陣列中的發(fā)射天線單元201d-T例如可以按照上述布局設(shè)置(在該示例中，示出了排列成十字形的情況)，但是接收天線單元201d-R不再如上述示例中那樣遍及子陣列的整個(gè)平面，而是采用稀疏排布的方式，于是可以減少接收天線單元的數(shù)目。當(dāng)然，盡管接收天線單元201d-R稀疏排列，但是其總體上還是呈面陣排列，而不會(huì)縮減為例如線陣。

圖2(a)-2(d)僅示出了天線單元的幾個(gè)布局示例，本公開(kāi)不限于這些示例布局。天線單元可以采用其他排布方式，只需保證受檢人在通過(guò)檢查通道時(shí)能被毫米波充分照射和探測(cè)。另外，盡管以上結(jié)合圖2(a)-2(d)分別描述了幾種不同的布局，但是這并不意味著這些布局不能結(jié)合使用。例如，某一毫米波收發(fā)天線陣列可以包括分別按上述布局中的不同布局進(jìn)行排布的子陣列。

圖3(a)-3(c)是示意性示出了根據(jù)本公開(kāi)實(shí)施例的檢查通道布局的圖示。

如圖3(a)所示，第一毫米波收發(fā)天線陣列301A和第二毫米波收發(fā)天線陣列305A可以是平面狀的平面陣列。在該示例中，毫米波收發(fā)天線陣列可以進(jìn)行平面掃描，而非柱面掃描。與柱面掃描相比，平面掃描所需要的毫米波全息成像算法更為簡(jiǎn)單和精確。

在另一示例中，如圖3(b)所示，第一毫米波收發(fā)天線陣列301B和第二毫米波收發(fā)天線陣列305B可以是由多個(gè)連接的平面(例如，每一平面上設(shè)置一個(gè)或多個(gè)子陣列)構(gòu)成的折面陣列。在又一示例中，如圖3(c)所示，第一毫米波收發(fā)天線陣列301C和第二毫米波收發(fā)天線陣列305C可以是曲面(例如，柱面)陣列。

在這些示例中，第一毫米波收發(fā)天線陣列301A和第二毫米波收發(fā)天線陣列305A分別設(shè)置于檢查通道的兩側(cè)，彼此正對(duì)；當(dāng)然，它們也可以相對(duì)于彼此有所偏移。

圖4(a)-4(c)是示意性示出了根據(jù)本公開(kāi)實(shí)施例的毫米波成像系統(tǒng)的收發(fā)模式的圖示。

如圖4(a)所示，設(shè)置于檢查通道一側(cè)的第一毫米波收發(fā)天線陣列401A中的發(fā)射天線單元401a-T發(fā)射的毫米波信號(hào)經(jīng)受檢人散射，可以被第一毫米波收發(fā)天線陣列401A中的接收天線單元401a-R接收(一般地可以被發(fā)射天線單元同一子陣列中的接收天線單元接收，可選地也可以被其他子陣列中的接收天線單元接收)。對(duì)于設(shè)置于檢查通道一側(cè)的第二毫米波收發(fā)天線陣列405A，同樣如此，即，其中的發(fā)射天線單元發(fā)射的毫米波信號(hào)經(jīng)散射后被該陣列中的接收天線單元接收。第二毫米波收發(fā)天線陣列405B可以不接收第一毫米波收發(fā)天線陣列401A發(fā)射的毫米波信號(hào)(例如，通過(guò)將第一毫米波收發(fā)天線陣列401A中的接收天線單元驅(qū)動(dòng)為接收頻率或頻帶等于該陣列的發(fā)射頻率或頻帶，而將第二毫米波收發(fā)天線陣列405B中的接收天線單元驅(qū)動(dòng)為接收頻率或頻帶不同于第一毫米波收發(fā)天線陣列401A的發(fā)射頻率或頻帶)，反之亦然。

在另一示例中，如圖4(b)所示，設(shè)置于檢查通道一側(cè)的第一毫米波收發(fā)天線陣列401B中的發(fā)射天線單元401b-T發(fā)射的毫米波信號(hào)經(jīng)散射后可以被設(shè)置于檢查通道另一側(cè)的第二毫米波收發(fā)天線陣列405B中的接收天線單元405b-R接收。同樣地，第二毫米波收發(fā)天線陣列405B中的發(fā)射天線單元發(fā)射的毫米波信號(hào)經(jīng)散射后可被第一毫米波收發(fā)天線陣列401B中的接收天線單元接收。第一毫米波收發(fā)天線陣列401B可以不接收該陣列自身的發(fā)射天線單元發(fā)射的毫米波信號(hào)(例如，通過(guò)將第一毫米波收發(fā)天線陣列401B中的接收天線單元驅(qū)動(dòng)為接收頻率或頻帶不同于該陣列的發(fā)射頻率或頻帶，而將第二毫米波收發(fā)天線陣列405B中的接收天線單元驅(qū)動(dòng)為接收頻率或頻帶等于第一毫米波收發(fā)天線陣列401B的發(fā)射頻率或頻帶)，第二毫米波收發(fā)天線陣列405B可以不接收該陣列自身的發(fā)射天線單元發(fā)射的毫米波信號(hào)。

在另一示例中，如圖4(c)所示，設(shè)置于檢查通道一側(cè)的第一毫米波收發(fā)天線陣列401C中的發(fā)射天線單元401c-T發(fā)射的毫米波信號(hào)經(jīng)散射后可以同時(shí)被該陣列中的接收天線單元401c-R以及設(shè)置于檢查通道另一側(cè)的第二毫米波收發(fā)天線陣列405C中的接收天線單元405c-R接收(例如，這可以通過(guò)將第一毫米波收發(fā)天線陣列401C中的接收天線單元401c-R以及第二毫米波收發(fā)天線陣列405C中的接收天線單元405c-R驅(qū)動(dòng)為接收頻率或頻帶等于發(fā)射天線單元401c-T的發(fā)射頻率或頻帶來(lái)實(shí)現(xiàn))。同樣地，第二毫米波收發(fā)天線陣列405C中的發(fā)射天線單元發(fā)射的毫米波信號(hào)經(jīng)散射后可被該陣列中的接收天線單元以及第一毫米波收發(fā)天線陣列401C中的接收天線單元接收。

根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例，可以采用外差混頻技術(shù)。具體地，接收天線單元接收到的毫米波信號(hào)可以與和對(duì)應(yīng)發(fā)射天線單元同步的本振信號(hào)混頻。

另外，根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例，對(duì)于毫米波收發(fā)天線陣列中的同一子陣列，在同一時(shí)刻可以只有一個(gè)發(fā)射天線單元發(fā)射毫米波信號(hào)，而其他發(fā)射天線單元并不進(jìn)行發(fā)射。另一方面，同一子陣列中的所有接收天線單元可以一起進(jìn)行接收(當(dāng)然，其他子陣列中的接收天線單元也可以進(jìn)行接收)，以得到一組檢查數(shù)據(jù)。可以切換子陣列中的發(fā)射天線單元(例如，通過(guò)電子開(kāi)關(guān))，以得到另一組檢查數(shù)據(jù)，直至完成對(duì)子陣列中所有發(fā)射天線單元的掃描。不同子陣列中的發(fā)射天線單元可以在不同時(shí)刻發(fā)射(可以有效避免干擾)，當(dāng)然也可以在相同時(shí)刻。

另外，為了避免不同子陣列(例如，同一毫米波天線陣列中的不同子陣列，或者不同毫米波天線陣列中的子陣列)之間的干擾(特別是同時(shí)工作時(shí))，可以采用分頻和/或分位置策略。具體地，在分頻策略中不同子陣列可以工作于不同頻率或頻帶。例如，發(fā)射和接收的毫米波信號(hào)可以是寬帶信號(hào)，例如可以為24-30GHz的寬帶信號(hào)?？梢圆捎镁€性調(diào)頻連續(xù)波(FMCW)或者是步進(jìn)式連續(xù)波(SFCW)來(lái)實(shí)現(xiàn)寬帶信號(hào)的掃描，頻率采樣點(diǎn)數(shù)取決于成像的最大距離。某一發(fā)射天線發(fā)射例如24GHz的信號(hào)，被僅響應(yīng)24GHz的接收天線接收；而另一發(fā)射天線發(fā)射例如24.5GHz的信號(hào)，被僅響應(yīng)24.5GHz的接收天線接收。在分位置策略中，可以通過(guò)電子開(kāi)關(guān)的控制，先后快速觸發(fā)不同子陣列工作。特別地，為了避免相對(duì)的天線陣列同時(shí)工作時(shí)的相互干擾，即第一毫米波收發(fā)天線陣列發(fā)射的毫米波信號(hào)沒(méi)有經(jīng)過(guò)人體散射直接被第二毫米波收發(fā)天線陣列接收(反之亦然)，可以使同時(shí)工作的發(fā)射天線單元和接收天線單元在空間位置的水平和豎直方向上有一定的錯(cuò)位。

圖5是示意性示出了根據(jù)本公開(kāi)實(shí)施例的檢查通道頂部設(shè)置發(fā)射天線的圖示。

如圖5所示，在該示例中，除了分別設(shè)置于檢查通道兩側(cè)的第一毫米波收發(fā)天線陣列501和第二毫米波收發(fā)天線陣列505之外，還在檢查通道的頂部設(shè)置了發(fā)射天線500T。第一毫米波收發(fā)天線陣列501和第二毫米波收發(fā)天線陣列505例如可以如上所述進(jìn)行配置。設(shè)置在頂部的發(fā)射天線500T可以從上方對(duì)受檢人進(jìn)行照射，從而使得對(duì)于受檢人的照射視角更加全面。

可以在檢查通道頂部上設(shè)置多個(gè)發(fā)射天線500T，這些發(fā)射天線500T可以按不同形式排列。在圖5中示出了發(fā)射天線500T排列成一行，位于頂部中間的情況。該行發(fā)射天線可以跨及檢查通道的整個(gè)長(zhǎng)度。但是，本公開(kāi)不限于此。例如，發(fā)射天線500T可以沿著檢查通道的長(zhǎng)度方向(圖中豎直方向)和寬度方向(圖中水平方向)排列成二維陣列。

設(shè)置在頂部的發(fā)射天線500T發(fā)射的毫米波信號(hào)經(jīng)散射后可以被第一毫米波收發(fā)天線陣列501中的接收天線單元和/或第二毫米波收發(fā)天線陣列505中的接收天線單元接收。當(dāng)然，也可以在頂面上設(shè)置接收天線單元。

圖6(a)和6(b)是示意性示出了根據(jù)本公開(kāi)另一實(shí)施例的檢查通道布局的圖示。

在以上描述了大致直線延伸的檢查通道，但是本公開(kāi)不限于此。如圖6(a)和6(b)所示，檢查通道可以呈彎折形狀，如Z字形。在圖6(a)和6(b)所示的示例中，Z字形的各條邊之間成大致90度，但是本公開(kāi)不限于此。

如圖6(a)所示，在Z字形的檢查通道621a的拐角處分別設(shè)置毫米波收發(fā)天線陣列623a、625a、627a和629a。這種毫米波收發(fā)天線陣列中的發(fā)射天線單元和接收天線單元排列成面陣，其配置例如如上所述。

各毫米波收發(fā)天線陣列623a、625a、627a和629a可以分別設(shè)置于Z字形檢查通道中一條路徑的端部側(cè)面，且面向在該端部處與這條路徑相連接的另一路徑。例如，毫米波收發(fā)天線陣列623a設(shè)置于Z字形檢查通道621a的下部豎直路徑的上端側(cè)面處，且面向Z字形檢查通道621a的中間路徑；毫米波收發(fā)天線陣列625a設(shè)置于Z字形檢查通道621a的中間路徑的右端側(cè)面處，且面向Z字形檢查通道621a的下部豎直路徑；毫米波收發(fā)天線陣列627a設(shè)置于Z字形檢查通道621a的上部豎直路徑的下端側(cè)面處，且面向Z字形檢查通道621a的中間路徑；毫米波收發(fā)天線陣列629a設(shè)置于Z字形檢查通道621a的中間路徑的左端側(cè)面處，且面向Z字形檢查通道621a的上部豎直路徑。

這樣，當(dāng)受檢人在檢查通道中621a中行進(jìn)時(shí)，各毫米波收發(fā)天線陣列能夠照射受檢人的不同側(cè)面。具體地，當(dāng)受檢人在檢查通道621a中前進(jìn)時(shí)，當(dāng)正面進(jìn)入第一個(gè)轉(zhuǎn)角區(qū)域時(shí)，毫米波收發(fā)天線陣列623a可以對(duì)其右側(cè)面進(jìn)行成像，且毫米波收發(fā)天線陣列625a可以對(duì)其前表面進(jìn)行成像。接下來(lái)，受檢人左轉(zhuǎn)，此時(shí)毫米波收發(fā)天線陣列623a可以對(duì)其后表面進(jìn)行成像，且毫米波收發(fā)天線陣列625a可以對(duì)其右側(cè)面進(jìn)行成像。當(dāng)受檢人進(jìn)入第二個(gè)轉(zhuǎn)角區(qū)域時(shí)，毫米波收發(fā)天線陣列627a可以對(duì)其前表面進(jìn)行成像，且毫米波收發(fā)天線陣列629a可以對(duì)其左側(cè)面進(jìn)行成像。接下來(lái)，受檢人右轉(zhuǎn)，此時(shí)毫米波收發(fā)天線陣列627a可以對(duì)其左側(cè)面進(jìn)行成像，且毫米波收發(fā)天線陣列629a可以對(duì)其后表面進(jìn)行成像。于是，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)受檢人四個(gè)表面的全視角成像。

可選地，可以只采用這四個(gè)毫米波收發(fā)天線陣列中的三個(gè)，也可實(shí)現(xiàn)對(duì)受檢人的全視角成像。

圖6(b)中示出了另一Z字形的檢查通道621b，在其拐角處分別設(shè)置毫米波收發(fā)天線陣列623b、625b、627b和629b。同圖6(a)中的示例一樣，通過(guò)這四個(gè)毫米波收發(fā)天線陣列623b、625b、627b和629b或者其中三個(gè)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)受檢人的全視角成像。

根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例，被檢人可自由行走通過(guò)檢查通道，無(wú)需停留，通過(guò)率高，特別適用于海關(guān)、地鐵等大客流場(chǎng)合的人體安檢。

以上對(duì)本公開(kāi)的實(shí)施例進(jìn)行了描述。但是，這些實(shí)施例僅僅是為了說(shuō)明的目的，而并非為了限制本公開(kāi)的范圍。盡管在以上分別描述了各實(shí)施例，但是這并不意味著各個(gè)實(shí)施例中的措施不能有利地結(jié)合使用。本公開(kāi)的范圍由所附權(quán)利要求及其等價(jià)物限定。不脫離本公開(kāi)的范圍，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以做出多種替代和修改，這些替代和修改都應(yīng)落在本公開(kāi)的范圍之內(nèi)。