专利名称：一种人体安检系统多通道传输延时的校准方法
技术领域：
本发明涉及一种延时校准方法。更具体地，本发明涉及一种基于毫米波主动式高速柱状旋转扫描三维全息成像的人体安检系统多通道传输延时的校准方法。
背景技术：
毫米波主动式高速柱状旋转扫描三维成像人体安检系统采取了毫米波主动式柱状合成孔径技术实现对待检人员的非脱衣式安全检测。这种安检系统采取了圆周方向机械旋转扫描和竖直方向开关阵列电切换扫描相结合的探测方式，由于多通道开关阵列及天线阵列传输路径长度的差别，将造成通道间传输延时的不一致，而确保各通道传输延时的一致性是本安检系统的关键。以往对该类型安检系统的多通道开关阵列及天线阵列的传输延时进行一致性校准时，通常采用的方法是在待测区域中心摆放定标体作为校准目标，通过对每个传输通道的步进频率信号进行时域变换，得到经过各通道的定标体时域反射信号，即可获得由毫米波收发机到待测区域中心位置的传输延时。但是采用这种方式进行延时校准时，每次都需要在中心位置安装定标体，对持续的安检工作带来不便，使安检系统的工作效率降低。为解决以上问题，需要结合本类型毫米波安检系统的结构和工作原理探索能够确保安检系统开关天线阵列各通道延时一致性校准精度和实时性的新型校准方法。
发明内容
本发明目的在于提供一种人体安检系统多通道传输延时的校准方法，实现安检系统开关天线阵列各通道延时一致性校准精度和实时性。该方法包括获得各通道的天线单元与中心位置之间的传输延时；每次扫描前，确定该次各通道的天线单元与毫米波收发机之间的传输延时；根据所述各通道的天线单元与中心位置之间的传输延时以及所述该次各通道的天线单元与毫米波收发机之间的传输延时，计算出该次各通道的中心位置与毫米波收发机之间的传输延时。进一步地，所述获得各通道的天线单元与中心位置之间的传输延时包括在待检区域的中心放置定标体；通过中心定标体时域反射信号确定各通道的中心位置与毫米波收发机之间的传输延时Tin;通过发射接收天线时域耦合信号确定各通道的天线单元与毫米波收发机之间的传输延时Dn ；计算Bn = Tln_T2n，其中Bn为所述各通道的天线单元与中心位置之间的传输延时；
所述发射接收天线时域耦合信号由发射通道和接收通道之间的信号耦合形成；η表示第η通道。进一步地，通过该次发射接收天线时域耦合信号获得所述该次各通道的天线单元与毫米波收发机之间的传输延时Τ2' η。进一步地，计算Tl' n = T2' η+Τ3' η，其中Tl' n为该次各通道的中心位置与毫米波收发机之间的传输延时。本发明的优点在于使对系统各个探测通道传输延时的校准省去了每次需要在待测中心位置放置定标体的麻烦，可以更加方便实时地对系统传输延时进行校准，提高基于毫米波主动式高速柱状旋转扫描三维全息成像的人体安检系统的工作效率。
下面将参照附图并结合实施例对本发明进行具体说明。图1为本发明所基于的毫米波主动式高速柱状旋转扫描三维全息成像的人体安检系统主框图；图2为图1的顶视图；图3为毫米收发机、开关阵列及通道的信号连接关系框图。
具体实施例方式下面结合
本发明的具体实施方式
。需要强调的是，本发明以具有对向旋转并行扫描的双毫米波开关天线阵列的毫米波主动式高速柱状旋转扫描三维全息成像的人体安检系统为例进行说明。本发明的方法可以用于现有技术中的单一毫米波开关天线阵列的安检系统，也可以应用于其他技术领域中使用多通道传输信号时的延时校准。如图1和图2所示，基于毫米波主动式高速柱状旋转扫描三维全息成像的人体安检系统包括框架1、并行图像处理计算机2、旋转扫描驱动装置3、系统控制装置4、操控计算机5、第一毫米波收发机6、第二毫米波收发机7、第一毫米波开关天线阵列8、第二毫米波开关天线阵列9、第一扫描区域10、第二扫描区11、入口 12、出口 13、定标体14。扫描过程为，第一毫米波收发机6向第一毫米波开关天线阵列8提供探测信号，第二毫米波收发机7向第二毫米波开关天线阵列9提供探测信号。该系统使用的探测信号为步进频率连续波，即连续的且频率步进的波。通过系统控制装置4控制旋转扫描驱动装置 3以及第一和第二毫米波收发机6，7使第一和第二毫米波开关天线阵列8，9分别在第一和第二扫描区域10，11内对所述待测区域进行并行圆柱旋转扫描，根据来自第一和第二毫米波收发机的采集数据及该采集数据的空间位置信息，并行图像处理计算机2合成待检人员的三维全息图像。本发明中，毫米波收发机向毫米波开关天线阵列提供探测信号，由毫米波开关天线阵列通过中每个天线单元发射接收探测信号，并由毫米波收发机对信号进行采集，该过程中，探测信号所经过的路径称为通道。在安检系统首次使用或较长时间使用后，在操控计算机5的控制下，第一毫米波开关天线阵列8和第二毫米波开关天线阵列9，在待测区域中心位置安装定标体14，本实施例中采用圆柱金属体。在操控计算机5的控制下由第一毫米波收发机6和第二毫米波收发机7分别向第一毫米波开关天线阵列8和第二毫米波开关天线阵列9中的各通道对待测区域中心位置的定标体14发射接收毫米波步进频率连续波探测信号，该信号经第一毫米波收发机6和第二毫米波收发机7完成数据采集后，传送给并行图像处理计算机2进行频域时域快速傅立叶变换，变换后将出现图3所示的发射接收天线时域耦合信号20和待测区域中心位置的定标体时域反射信号21，其中发射接收天线时域耦合信号是由发射天线单元和接收天线单元之间的信号耦合产生的。由于从发射天线单元向待测区域发出的探测信号会有一部分泄露从而在接收天线单元耦合，该耦合的信号返回毫米波收发机并被采集，经过数据处理后就成为发射接收天线时域耦合信号。通常利用时域信号幅度最强的位置所对应的时间值作为该时域信号时间测量值， 如图3所示。通过时域回波信号21获得系统各通道的中心位置与毫米波收发机之间的传输延时Tln，再利用各个通道的发射接收天线时域耦合信号20获得各通道的天线单元与毫米波收发机之间的传输延时，用Tln减去Dn即可获得各通道的天线单元与中心位置之间的传输延时T3n，将Bn保存。在安检系统对待检人员进行每次扫描时，可以不需要每次都利用放置在待测区域中心位置的定标体，仅利用本次扫描时采集的该次发射接收天线时域耦合信号获得该次各通道的天线单元与毫米波收发机之间的传输延时Τ2' η，将Τ2' 与13' 相加，即可实时获得该次各通道的中心位置与毫米波收发机之间的传输延时T' 10应当理解，以上借助优选实施例对本发明的技术方案进行的详细说明是示意性的而非限制性的。本领域的普通技术人员在阅读本发明说明书的基础上可以对各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。本发明的保护范围仅由随附权利要求书限定。
权利要求
1.一种人体安检系统多通道传输延时的校准方法，其特征在于，包括 获得各通道的天线单元与中心位置之间的传输延时；每次扫描前，确定该次各通道的天线单元与毫米波收发机之间的传输延时； 根据所述各通道的天线单元与中心位置之间的传输延时以及所述该次各通道的天线单元与毫米波收发机之间的传输延时，计算出该次各通道的中心位置与毫米波收发机之间的传输延时。
2.根据权利要求1所述的人体安检系统多通道传输延时的校准方法，其特征在于，所述获得各通道的天线单元与中心位置之间的传输延时包括在待检区域的中心放置定标体；通过中心定标体时域反射信号确定各通道的中心位置与毫米波收发机之间的传输延时 Tln;通过发射接收天线时域耦合信号确定各通道的天线单元与毫米波收发机之间的传输延时Dn ；计算Bn = Tln-T2n，其中Bn为所述各通道的天线单元与中心位置之间的传输延时； 所述发射接收天线时域耦合信号由发射通道和接收通道之间的信号耦合形成； η表示第η通道。
3.根据权利要求2所述的人体安检系统多通道传输延时的校准方法，其特征在于， 通过该次发射接收天线时域耦合信号获得所述该次各通道的天线单元与毫米波收发机之间的传输延时Τ2' η。
4.根据权利要求3所述的人体安检系统多通道传输延时的校准方法，其特征在于， 计算Tl' η = Τ2' η+Τ3η，其中Tl' η为该次各通道的中心位置与毫米波收发机之间的传输延时。
全文摘要
本发明公开了一种人体安检系统多通道传输延时的校准方法，包括获得各通道的天线单元与中心位置之间的传输延时；每次扫描前，确定该次各通道的天线单元与毫米波收发机之间的传输延时；根据所述各通道的天线单元与中心位置之间的传输延时以及所述该次各通道的天线单元与毫米波收发机之间的传输延时，计算出该次各通道的中心位置与毫米波收发机之间的传输延时。使对系统各个探测通道传输延时的校准省去了每次需要在待测中心位置放置定标体的麻烦，可以更加方便实时地对系统传输延时进行校准，提高基于毫米波主动式高速柱状旋转扫描三维全息成像的人体安检系统的工作效率。
文档编号G01S7/40GK102495435SQ20111036132
公开日2012年6月13日 申请日期2011年11月15日 优先权日2011年11月15日
发明者冯克明, 年丰, 张冰, 方维海, 杨于杰, 温鑫, 王暖让 申请人:北京无线电计量测试研究所