有效
毫米波/太赫兹波成像设备及对人体或物品的检测方法
赵自然、游燕、刘文国、金颖康、解欢
清华大学
赵
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游
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刘
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金
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解
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摘要
公开了一种毫米波/太赫兹波成像设备及对人体或物品的检测方法,包括准光学组件,包括Y形反射板,所述Y形反射板包括第一反射板、第二反射板和所述第三反射板,所述Y形反射板能够绕其转动轴线转动以使得所述第一反射板的第一反射面、第二反射板的第一反射面和所述第三反射板的第一反射面轮流用作第一工作面接收并反射第一被检对象位于第一视场不同位置的部分自发辐射或反射回来的毫米波/太赫兹波;和毫米波/太赫兹波探测器阵列,适用于接收来自所述准光学组件的波束。该毫米波/太赫兹波成像设备的控制简单,稳定性高。
1.一种毫米波/太赫兹波成像设备,包括:准光学组件,包括Y形反射板,所述Y形反射板包括第一反射板、第二反射板和第三反射板,所述Y形反射板能够绕其转动轴线转动以使得所述第一反射板的第一反射面、第二反射板的第一反射面和所述第三反射板的第一反射面轮流用作第一工作面接收并反射第一被检对象位于第一视场不同位置的部分自发辐射或反射回来的毫米波/太赫兹波;和毫米波/太赫兹波探测器阵列,适用于接收来自所述准光学组件的波束。
2.根据权利要求1所述的成像设备,其中,所述准光学组件还包括第四反射板,当所述Y形反射板转动时,所述第一反射板的与所述第一反射面相反的第二反射面、第二反射板的与所述第一反射面相反的第二工作面和所述第三反射板的与所述第一反射面相反的第二工作面轮流用作第二工作面接收并反射第二被检对象位于第二视场不同位置的部分自发辐射或反射回来的毫米波/太赫兹波至所述第四反射板;斩波器,所述斩波器位于所述第一工作面的反射波路和所述第四反射板的反射波路上,所述斩波器被配置成在任一时刻仅来自所述第一工作面的毫米波/太赫兹波或仅来自所述第四反射板的毫米波/太赫兹波反射或透射到所述毫米波/太赫兹波探测器阵列,所述斩波器绕其中心轴线转动以使来自所述Y形反射板的所述第一工作面和所述第四反射板的毫米波/太赫兹波交替地由所述毫米波/太赫兹波探测器阵列接收。
3.根据权利要求2所述的毫米波/太赫兹波成像设备,其中,所述准光学组件还包括聚焦透镜,所述聚焦透镜位于所述斩波器和所述毫米波/太赫兹波探测器阵列之间。
4.根据权利要求2所述的毫米波/太赫兹波成像设备,其中,所述准光学组件还包括第一聚焦透镜和第二聚焦透镜,所述第一聚焦透镜适用于对来自所述Y形反射板的所述第一工作面的毫米波/太赫兹波进行聚焦,所述第二聚焦透镜适用于对来自所述Y形反射板的所述第二工作面的毫米波/太赫兹波进行聚焦。
5.根据权利要求2所述的毫米波/太赫兹波成像设备,其中,还包括吸波材料,所述吸波材料适用于吸收经由所述斩波器反射的来自所述第一工作面的毫米波/太赫兹波,以及经由所述斩波器透射的来自所述第四反射板的毫米波/太赫兹波。
6.根据权利要求2所述的毫米波/太赫兹波成像设备,其中,3个所述反射板与所述转动轴线之间的角度沿着所述Y形反射板的旋转方向递增或递减。
7.根据权利要求2所述的毫米波/太赫兹波成像设备,其中,所述斩波器包括至少一个叶片。
8.根据权利要求7所述的毫米波/太赫兹波成像设备,其中,多个所述叶片等间隔地围绕所述中心轴线设置。
9.根据权利要求2所述的毫米波/太赫兹波成像设备,其中,还包括壳体,所述准光学组件和所述毫米波/太赫兹波探测器阵列位于所述壳体内,所述壳体的相对侧壁上分别设置有供来自所述第一被检对象的波束穿过的第一窗口和供来自所述第二被检对象的波束穿过的第二窗口。
10.根据权利要求9所述的毫米波/太赫兹波成像设备,其中,还包括适用于驱动所述Y形反射板转动的第一驱动装置。
11.根据权利要求2所述的毫米波/太赫兹波成像设备,其中,还包括适用于驱动所述斩波器转动的第二驱动装置。
12.根据权利要求2-11中任一项所述的毫米波/太赫兹波成像设备,其中,还包括:数据处理装置,所述数据处理装置与所述毫米波/太赫兹波探测器阵列连接以分别接收来自所述毫米波/太赫兹波探测器阵列的对于所述第一被检对象的图像数据和对于所述第二被检对象的图像数据并分别生成毫米波/太赫兹波图像;和显示装置,所述显示装置与所述数据处理装置相连接,用于接收和显示来自所述数据处理装置的毫米波/太赫兹波图像。
13.根据权利要求12所述的毫米波/太赫兹波成像设备,其中,还包括报警装置,所述报警装置与所述数据处理装置连接,以使得当所述数据处理装置识别出所述毫米波/太赫兹波图像中的可疑物品时发出指示该毫米波/太赫兹波图像存在可疑物品的警报。
14.根据权利要求12所述的毫米波/太赫兹波成像设备,其中,还包括校准源,所述校准源位于所述准光学组件的物面上,所述数据处理装置接收来自所述毫米波/太赫兹波探测器阵列的对于所述校准源的校准数据,并基于所述校准数据更新所述第一被检对象的图像数据和所述第二被检对象的图像数据。
15.根据权利要求12所述的毫米波/太赫兹波成像设备,其中,还包括光学摄像装置,所述光学摄像装置包括适用于采集所述第一被检对象的光学图像的第一光学摄像装置和适用于采集所述第二被检对象的光学图像的第二光学摄像装置,所述第一光学摄像装置和所述第二光学摄像装置分别与所述显示装置连接。
16.根据权利要求15所述的毫米波/太赫兹波成像设备,其中,所述显示装置包括显示屏,所述显示屏包括适用于显示所述毫米波/太赫兹波图像的第一显示区以及适用于显示所述光学摄像装置所采集的光学图像的第二显示区。
17.根据权利要求1所述的毫米波/太赫兹波成像设备,其中,所述第一反射板和所述第二反射板、所述第二反射板和所述第三反射板以及所述第三反射板和所述第一反射板之间的夹角均为120°。
18.根据权利要求16所述的毫米波/太赫兹波成像设备,其中,还包括第五反射板,所述第五反射板绕其中心轴往复摆动,以接收并反射第一被检对象自发辐射或反射回来的毫米波/太赫兹波到所述第一工作面上,以经由所述第一工作面的反射后由毫米波/太赫兹波探测器阵列接收,所述第五反射板的摆动周期T1为所述Y形反射板的转动周期的2m倍,其中m为大于等于1的整数。
19.根据权利要求18所述的毫米波/太赫兹波成像设备,其中,还包括适用于驱动所述第五反射板往复摆动的第三驱动装置。
20.一种利用根据权利要求2-15中任一项所述的毫米波/太赫兹波成像设备对人体或物品进行检测的方法,包括以下步骤:S1:驱动Y形反射板转动,以使得第一反射板的第一反射面、第二反射板的第一反射面和第三反射板的第一反射面轮流用作第一工作面接收并反射第一被检对象自发辐射或反射回来的毫米波/太赫兹波;通过所述第一反射板的第二反射面、第二反射板的第二反射面和第三反射板的第二反射面轮流轮作第二工作面接收并反射第二被检对象自发辐射或反射回来的毫米波/太赫兹波;在所述Y形反射板转动的同时,斩波器绕其中心轴线转动以交替地使来自所述第一工作面的毫米波/太赫兹波和第四反射板所反射的来自所述第二工作面的毫米波/太赫兹波由所述毫米波/太赫兹波探测器阵列接收;S2:将所述毫米波/太赫兹波探测器阵列所接收的关于所述第一被检对象和关于所述第二被检对象的图像数据发送给数据处理装置;以及S3:利用所述数据处理装置分别对所述第一被检对象的图像数据和所述第二被检对象的图像数据进行重建以生成所述第一被检对象和所述第二被检对象的毫米波/太赫兹波图像。



