专利汇可以提供一种无感知高通量毫米波雷达安检装置及方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 涉及一种无 感知 高通量毫米波雷达安检装置和方法,其包括:稀疏天线阵列(包括多 块 天线阵列模块,每个模块中至少有一个发射天线单元,一个接收天线单元),射频收发前端、 信号 处理模块、显示模块。该通过式安检装置采用向外张 角 的设计方案,该设计具有更好的开放性,相比与向内张角的设计方案,能够从更远的距离开始对被检人进行成像和检测。根据无感知高通量毫米波雷达安检装置的特点,将通过区域划分为两个区域,分别为进入区和离开区,在进入区通过靠近入口的天线阵列,对被检人 正面 进行扫描;在离开区通过靠近出口的天线阵列,对被检人背面进行扫描。本发明采用更少的天线阵列收发模块降低 硬件 成本,通过单个子阵选通降低 数据采集 和处理时间,提高了检测效率。,下面是一种无感知高通量毫米波雷达安检装置及方法专利的具体信息内容。
1.一种无感知高通量毫米波雷达安检装置,其特征在于包括:稀疏天线阵列、射频收发前端、信号处理模块和显示模块;射频收发前端又包括频率合成模块、发射模块和接收模块;信号处理模块包括控制模块、检测模块、DA模块和校准模块;稀疏天线阵列包括多块天线阵列模块,每个天线阵列模块中至少有一个发射天线单元和一个接收天线单元;
发射链路具体为:信号处理模块中的控制模块控制DA模块为频率合成模块提供调谐电压,从而使频率合成模块中产生压控振荡器FMCW信号,经倍频后的FMCW信号功分为两路,一路传送给射频收发前端中的发射模块,在发射模块做两倍频处理后,作为发射信号;另外一路经功分网络功分为12M1路后,经射频电缆分别传输给射频收发前端中的接收模块,在接收模块中做两倍频处理后,作为接收本振;在信号处理模块中控制模块的控制下,同时打开指定天线阵列的1到12N1个发射天线单元,发射天线单元将信号辐射到空间,发射信号与目标相互作用后,被接收天线单元接收;
接收链路具体为:在信号处理模块中控制模块的控制下,打开指定天线阵列区域的12N1个发射天线单元,指定区域的发射单元工作时,同时打开指定天线阵列区域的12M1个接收天线单元;
将安检装置的通过区域划分为两个区域,分别为进入区和离开区,在进入区通过靠近入口的天线阵列,对被检人正面进行扫描;在离开区通过靠近出口的天线阵列,对被检人背面进行扫描。
2.根据权利要求1所述的一种无感知高通量毫米波雷达安检装置,其特征在于:稀疏天线阵列从上到下的第一个天线阵列模块负责被检人上部的检测,第二个天线阵列模块负责被检人中部的检测,第三个天线阵列模块负责被检人下部的检测。
3.根据权利要求2所述的一种无感知高通量毫米波雷达安检装置,其特征在于:稀疏天线阵列的接收通道接收到与目标相互作用的回波信号后,将回波信号发送到射频收发前端的接收模块中,并在接收模块中与接收本振信号混频得到中频回波信号,将中频回波信号传送到信号处理模块中;切换发射单元的配幅配相方式,再次重复上述过程,完成该状态对应的接收单元回波数据获取,直到完成该指定区域内所有发射单元配幅配相方式对应的接收通道的回波信号获取,并将所有回波信号传送到信号处理模块中。
4.根据权利要求3所述的一种无感知高通量毫米波雷达安检装置,其特征在于:回波信号在信号处理模块中的校准模块完成回波信号的校准,并在信号处理模块中的检测模块中通过数字波束形成完成数据处理后,根据深度学习算法对处理后的数据做检测处理,根据检测结果标记出被检人携带的违禁物品的位置,最后信号处理模块将检测结果发送给显示模块,在显示模块中显示检测结果。
5.根据权利要求1所述的一种无感知高通量毫米波雷达安检装置,其特征在于:信号处理模块中的校准模块,在校准模块中完成回波数据色散校正、通道幅相不一致性校正以及延时校正,将校正完的回波数据发送给检测模块;脉冲压缩过程中,将信道的色散通过与参考信道混频的方式补偿掉;参考通道色散在出厂前测试,将测试通道的幅度和相位保存;在出厂后色散校正过程中,每个通道的回波数据与该保存的测试通道的幅度和相位相除,完成色散校正;利用在校准模式下测得的通道不一致性和延时校准参数,完成通道不一致性和延时校正。
6.根据权利要求1所述的一种无感知高通量毫米波雷达安检装置,其特征在于:稀疏天线阵列,包括P个稀疏天线阵列模块,其中P>1,且P优选12块;每个稀疏天线阵列模块由N1个发射天线单元和M1个接收天线单元组成,其中1≤N1≤100,1≤M1≤100;整个稀疏天线阵列由N=12N1个发射天线单元和M=12M1个接收天线单元组成,其中1≤N,1≤M,整个稀疏天线阵列是两个向外张角的两边形结构。
7.根据权利要求6所述的一种无感知高通量毫米波雷达安检装置,其特征在于:稀疏天线阵列模块的布阵包括五种形式,分别是十字形、×字形、正方形、平行四边形和圆形。
8.根据权利要求1所述的一种无感知高通量毫米波雷达安检装置,其特征在于:稀疏阵三维成像安检装置的工作方式包括定位模式和检测模式;
定位模式的功能为:确定被检人的具体位置,降低后面的数据获取和检测处理的数据量;
定位模式的方法为:采用添加外部传感器的方法,外部传感器选用光学传感器,或者采用稀疏天线阵列扫描测距的方法来实现被检人位置的确定。
9.根据权利要求8所述的一种无感知高通量毫米波雷达安检装置,其特征在于:检测模式的功能为:稀疏天线阵列的发射天线单元采用配幅配相模式发射信号,稀疏天线阵列的接收天线单元采用分天线阵列模块接收,获得被检人回波信号,并对被检人回波信号做数字相控阵数据处理,通过深度学习算法做检测处理;
检测模式的处理过程为:若定位模式检测到被检人进入通道指定区域,则信号处理模块的控制模块传递开始指令到稀疏天线阵列,在不同的幅相配置的条件下,完成发射天线单元的发射;然后通过控制稀疏天线阵列,完成指定接收天线单元的接收;并通过数字相控阵的原理处理回波,将处理后的回波数据通过深度学习完成被检人的检测处理。
10.一种根据权利要求1~9中任一项所述的无感知高通量毫米波雷达安检装置实现的安检方法,其特征在于:
第801步,无感知高通量毫米波雷达安检装置上电,完成系统自检;
第802步,将系统调整至校准模式,完成整个系统的通道幅相不一致性校正和延时校正参数提取;
第803步,系统校准参数提取完成后,将系统切换到定位模式;
第804步,在定位模式下确定被检人所在的位置,判断被检人是否进入检测区域,首先判断被检人是否进入-10m
第一模式:每次数据采集都仅用同一个阵列中的同一个天线阵列模块的发射和接收单元,数据处理时每次也只处理一个阵列模块的数据;
第二模式:每次数据采集都仅用一个天线阵列中一个天线阵列模块的发射和相对的天线阵列中一个天线阵列模块的接收单元;
信号的接收和发射过程如下所示:射频信号的发射由信号处理模块的控制模块给射频收发前端中的频率合成模块发送电压序列,产生4.5~5.125GHz的FMCW信号,该4.5~
5.125GHz的FMCW信号在频率合成模块内做8倍倍频处理后,功分为两路,一路通过一个功分开关网络传输到发射模块,并在发射模块中做两倍频处理后,作为发射信号;另一路功分为
12M1路后,分别作为接收本振信号,并分别通过射频电缆传输到接收模块,在接收模块内做两倍频处理后,传输到接收模块的本振输入端;
接收信号的过程为,信号处理模块中的控制模块控制接收天线阵列同时完成指定的接收阵列中所有接收天线单元的接收,将每组接收天线单元接收的人体反射回波通过射频电缆,传输到接收模块的射频输入端,在接收模块内做两倍频处理后与接收本振做混频处理,将混频处理之后的中频信号,传输给信号处理模块;发射开关天线阵列遍历所有的发射天线单元一遍,并重复上述操作,将回波信号传输到信号处理模块中;
第807步,将接收到的基带回波信号在信号处理模块内完成采样后,传输给信号处理模块中的校准模块,分别完成Q个区域被检人回波数据色散校正、通道幅相不一致性校正以及延时校正,将校正完的回波数据发送给信号处理模块中的检测模块;
第808步,在检测模块中做数字波束形成处理,之后通过深度学习算法分别完成Q个区域被检人成像结果的检测处理,完成人体正面、双侧面和背面的成像检测后,结束该被检人的检测,并将检测结果传递显示模块;
第809步,在显示模块显示检测模块获得的检测结果。
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