一种圆周扫描成像安检校准装置的制作方法
本发明涉及一种圆周扫描成像安检校准装置，属于毫米波安检成像技术领域。
背景技术：
目前公知的圆周扫描成像安检系统装置均采用校准板或者校准线的校准方法。校准的过程中需要将校准板或者校准线放置在圆周扫描成像安检系统的中轴线上。安装调试复杂耗时，不利于在机场等公共场所安装调试设备。一般在使用过程中，经常需要定期校准调试，使用校准板校准线的方式也不利于方便的进行校准调试。基于上述原因，本发明提出了精度更高，校准更方便灵活的校准方法和装置。
技术实现要素：
本发明解决的技术问题为：克服上述现有技术的不足，提供一种圆周扫描成像安检系统校准装置，相位误差提取不需要在安装调试的过程中携带特有校准的装备，能够在安检系统开机后完成校准。
本发明解决的技术方案为：一种圆周扫描成像安检系统校准装置，包括：4个天线校准单元和4个单刀双掷开关；
4个校准天线单元，分别为b面接收天线校准单元、a面接收天线校准单元、b面发射天线校准单元、a面发射天线校准单元；
在a面收发模块的接收机输入端与a面接收天线阵列输出端和b面接收天线校准单元输出端之间设置第一单刀双掷开关，使得a面收发模块接收机的输入端能够与a面接收天线阵列输出端相连，也能够通过射频电缆与b面接收天线校准单元输出端相连；
在a面收发模块的发射机输出端与a面发射天线阵列输入端和b面发射天线校准单元输入端之间设置第二单刀双掷开关，使得a面收发模块发射机的输出端可以选择与a面发射天线阵列输入端连接，也能够通过射频电缆与b面发射天线校准单元输入端相连接；
在b面收发模块的接收机输入端与b面接收天线阵列输出端和a面接收天线校准单元输出端之间设置第三单刀双掷开关，使得b面收发模块接收机的输入端可以与b面接收天线阵列输出端相连，也能够通过射频电缆与a面接收天线校准单元输出端相连；
在b面收发模块的发射机输出端与b面发射天线阵列输入端和a面发射天线校准单元输入端之间设置第四单刀双掷开关，使得b面收发模块发射机的输出端可以选择与b面发射天线阵列输入端连接也能够通过射频电缆与a面发射天线校准单元的输入端相连接；
在b面发射天线阵列b1旁安装一个b面发射天线校准单元b′1,b面发射天线校准单元b′1与a面收发模块的发射机共同组成a面接收天线阵列a2的校准通道；
在b面接收天线阵列b2旁安装一个b面接收天线校准单元b′2，b面接收天线校准单元b′2与a面收发模块的接收机共同组成a面发射天线阵列a1的校准通道；
在a面发射天线阵列a1旁安装一个a面发射天线校准单元a’1,a面发射天线校准单元a’1与b面收发模块的发射机共同组成b面接收天线阵列b2的校准通道；
在a面接收天线阵列a2旁安装一个a面接收天线校准单元a’2，a面接收天线校准单元a’2与b面收发模块的接收机共同组成b面发射天线阵列b1的校准通道；
a面发射天线阵列a1、a面接收天线阵列a2共同安装在第一平面a上，记a面；b面发射天线阵列b1、b面接收天线阵列b2共同安装在第二平面b上，记b面；第一个平面a与第二平面b平行相对设置，且能够在伺服电机带动下沿旋转轴旋转；旋转轴位于第一个平面a与第二平面b之间且平行于第一个平面a与第二平面b，且旋转轴与第一个平面a与第二平面b的距离相同；
a面接收天线阵列共有nr个接收天线单元；每个天线单元接收的周期为t；各接收天线单元均能够分别与a面收发模块的接收机连接，各形成一个通道，作为a面各接收通道；
a面发射天线阵列共有nt个发射天线单元；每个天线单元发射的周期为t；各发射天线单元均能够分别与a面收发模块的发射机连接，各形成一个通道，作为a面各发射通道；
b面接收天线阵列共有nr个接收天线单元；每个天线单元接收的周期为t；各接收天线单元均能够分别与b面收发模块的接收机连接，各形成一个通道，作为b面各接收通道；
b面发射天线阵列共有nt个发射天线单元；每个天线单元发射的周期为t；各发射天线单元均能够分别与b面收发模块的发射机连接，各形成一个通道，作为b面各发射通道；
控制第一单刀双掷开关将a面接收天线阵列输出端与a面收发模块的接收机输入端连接，同时控制第二单刀双掷开关将b面发射天线校准单元b1′输入端与a面收发模块发射机输出端连接；控制a面发射天线阵列不工作；b面发射天线阵列不工作；a面发射天线校准单元不工作；
控制a面接收天线阵列以t为周期顺次从上到下完成天线阵列中各单元电扫描接收，同时控制b面发射校准天线单元b1′处于以t为周期长发状态，完成nr个周期t的工作后，a面各接收通道完成对接收b面发射天线校准单元b1′发射的信号的接收，从a面收发模块的接收机输出nr路接收信号，分别记作srai，i＝1,2,….,nr；srai为第i路接收信号；
对nr路接收信号分别进行采样，每路接收信号采样后得到多个采样点，形成一路离散信号；，对每一路离散信号进行傅里叶变换，得到各路傅里叶变换后的信号，确定各路傅里叶变换后的信号幅度最大值及最大值对应的采样点位置ra_rangemaxi和相位
根据b面发射校准天线单元的位置与a面接收天线阵列单元中第i个单元的位置，确定b面发射校准天线单元与a面接收天线阵列单元的距离，从而确定a面接收天线阵列中各单元对应的相位补偿量；用a面接收天线阵列中各单元对应的相位补偿量，对各路傅里叶变换后的信号幅度最大值对应的采样点的相位
根据各路傅里叶变换后的信号幅度最大值对应的采样点位置ra_rangemaxi，确定各路傅里叶变换后的信号对应的相位补偿量δ2i；
根据补偿后的各路傅里叶变换后的信号幅度最大值对应的采样点的相位δ1i；和各路傅里叶变换后的信号对应的相位补偿量δ2i，确定a面收发模块的接收机输出nr路接收信号相位的补偿量racompensate；
其次控制第二单刀双掷开关将a面发射天线阵列输入端与a面收发模块发射机输出端连接，同时控制第一单刀双掷开关将b面接收天线校准单元b2′输出端与a面收发模块接收机输入端连接，控制b面发射天线阵列不工作；b面发射天线校准单元不工作；a面发射天线校准单元不工作；
控制a面发射天线阵列以t为周期顺次从上到下完成天线阵列中各单元发射，同时控制b面接收天线校准单元b2′处于以t为周期长收的状态，完成nt个周期t的工作后，b面接收天线校准单元b′2完成对a面发射天线阵列各单元发射信号的接收，从b面接收天线校准单元b′2输出nt路接收信号，分别记作stai，i＝1,2,….,nt；stai为第i路接收信号；
对nt路接收信号分别进行采样，每路接收信号采样后得到多个采样点，形成一路离散信号；，对每一路离散信号进行傅里叶变换，得到各路傅里叶变换后的信号，确定各路傅里叶变换后的信号幅度最大值及最大值对应的采样点位置ta_rangemaxi和相位
根据b面接收天线校准单元的位置与a面发射天线阵列单元中第i个单元的位置，确定b面接收校准天线单元与a面发射天线阵列单元的距离，从而确定a面发射天线阵列中各单元对应的相位补偿量；用a面发射天线阵列中各单元对应的相位补偿量，对各路傅里叶变换后的信号幅度最大值对应的采样点的相位
根据各路傅里叶变换后的信号幅度最大值对应的采样点位置ta_rangemaxi，确定各路傅里叶变换后的信号对应的相位补偿量δ4i；
根据补偿后的各路傅里叶变换后的信号幅度最大值对应的采样点的相位δ3i；和各路傅里叶变换后的信号对应的相位补偿量δ4i，确定a面收发模块的发射机的发射信号相位的补偿量tacompensate；
控制第三单刀双掷开关将b面接收天线阵列输出端与b面收发模块接收机输入端连接，同时控制第四单刀双掷开关将a面发射天线校准单元输入端与b面收发模块发射机输出端连接；控制b面发射天线阵列不工作；a面发射天线阵列不工作；b面发射天线校准单元工作；
控制b面接收天线阵列以t为周期顺次从上到下完成天线阵列中各单元电扫描接收，同时控制a面发射天线校准单元a’1处于以8μs为周期长发的状态，完成nr个8μs周期的工作后，b面各接收通道完成对a面发射天线校准单元a’1发射的信号的接收，从b面收发模块的接收机输出nr路接收信号，分别记作srbi，i＝1,2,….,nr；srbi为第i路接收信号；
对nr路接收信号分别进行采样，每路接收信号采样后得到多个采样点，形成一路离散信号，对每一路离散信号进行傅里叶变换，得到各路傅里叶变换后的信号，确定各路傅里叶变换后的信号幅度最大值及最大值对应的采样点位置rb_rangemaxi和相位
根据a面发射天线校准单元的位置与b面接收天线阵列单元中第i个单元的位置，确定a面发射校准单元与b面接收天线阵列单元的距离，从而确定b面接收天线阵列中各单元对应的相位补偿量；用b面接收天线阵列中各单元对应的相位补偿量，对各路傅里叶变换后的信号幅度最大值对应的采样点的相位
根据各路傅里叶变换后的信号幅度最大值对应的采样点位置rb_rangemaxi，确定各路傅里叶变换后的信号对应的相位补偿量δ6i；
根据补偿后的各路傅里叶变换后的信号幅度最大值对应的采样点的相位δ5i和各路傅里叶变换后的信号对应的相位补偿量δ6i，确定b面收发模块的接收机输出nr路接收信号相位的补偿量rbcompensate；
最后控制第四单刀双掷开关将b面发射天线阵列输入端与b面收发模块发射机输出端连接，同时控制第三单刀双掷开关将a面接收天线校准单元输入端与b面收发模块接收机输出端连接，控制a面发射天线阵列不工作；b面发射天线校准单元不工作；a面发射天线校准单元不工作；
控制b面发射天线阵列以t为周期顺次从上到下完成天线阵列中各单元发射，同时控制a面接收天线校准单元a’2处于以t为周期长收的状态，完成nt个t周期的工作后，a面接收天线校准单元a’2完成对b面发射天线阵列各单元发射信号的接收，从a面接收天线校准单元a’2输出nt路接收信号，分别记作stbi，i＝1,2,….,nt；stbi为第i路接收信号；
对nt路接收信号分别进行采样，每路接收信号采样后得到多个采样点，形成一路离散信号，对每一路离散信号进行傅里叶变换，得到各路傅里叶变换后的信号，确定各路傅里叶变换后的信号幅度最大值及最大值对应的采样点位置tb_rangemaxi和相位
根据a面接收天线校准单元的位置与b面发射天线阵列单元中第i个单元的位置，确定a面接收校准天线单元与b面发射天线阵列单元的距离，从而确定b面发射天线阵列中各单元对应的相位补偿量；用b面发射天线阵列中各单元对应的相位补偿量，对各路傅里叶变换后的信号幅度最大值对应的采样点的相位
根据各路傅里叶变换后的信号幅度最大值对应的采样点位置tb_rangemaxi，确定各路傅里叶变换后的信号对应的相位补偿量δ8i；
根据补偿后的各路傅里叶变换后的信号幅度最大值对应的采样点的相位δ7i；和各路傅里叶变换后的信号对应的相位补偿量δ8i，确定b面收发模块的发射机的发射信号相位的补偿量tbcompensate；
将a面收发模块的接收机输出nr路接收信号相位的补偿量racompensate、a面收发模块的发射机输出的nt路发射信号相位的补偿量tacompensate、b面收发模块的接收机输出nr路接收信号相位的补偿量rbcompensate和b面收发模块的发射机输出的nt路发射信号相位的补偿量tbcompensate进行存储。
优选的，a面收发模块的接收机输出nr路接收信号相位的补偿量racompensate。
优选的，a面收发模块的接收机输出nr路接收信号相位的补偿量racompensate＝δ1i*δ2i。
优选的，a面收发模块的发射机输出的nt路发射信号相位的补偿量tacompensate＝δ3i*δ4i。
优选的，b面收发模块的接收机输出nr路接收信号相位的补偿量rbcompensate＝δ5i*δ6i。
优选的，b面收发模块的发射机输出的nt路发射信号相位的补偿量tbcompensate＝δ7i*δ8i。
优选的，t为8μs。
优选的，b面发射天线校准单元b′1处于以t为周期长发的状态，是指：b面发射校准天线单元在nr个周期t内持续发射信号。
优选的，b面接收天线校准单元b′2处于以t为周期长收的状态，是指：b面接收校准天线单元在nt个t周期内持续接收信号。
优选的，a面发射天线校准单元a’1处于以t为周期长发的状态，是指：a面发射校准天线单元在nr个周期t内持续发射信号。
优选的，控制a面接收天线校准单元a’2处于以t为周期长收的状态，是指：a面接收校准天线单元在nt个周期t内持续接收信号。
本发明与现有技术相比的优点在于：
(1)本发明不需要在安装调试的过程中携带特有的校准装备，使得设备在机场等公共场所的安装调试更方便快速，也更有利用在设备使用过程中的检修和调试，以及更有利于常态化间歇性的校准操作的实现。
(2)本发明不采用平板辅助校准，用于校准的平板要求具有很高的平整度、均匀度和光滑度(即要求微波到达平面的任意一点，平面上与该点的相互作用都是等价的)，这对平板的生产加工提出了很高的要求。而且平板在使用过程中容易发生磕碰，造成表面产生许多坑槽。这些都会对校准的精度造成影响。
(3)本发明通过采用喇叭天线的校准方法，使得待校准的发射天线阵列信号和待校准的接收天线阵列信号均与该喇叭天线相互作用，使得校准件带来的误差降到最低，进一步提高了校准精度。
(4)本发明优选将梯度下降算法引入到天线校准单元位置坐标的确定过程中，给出了天线校准单元的精确位置，从而计算出更精确的相位补偿项，考虑了4个校准天线单元的安装误差，进一步提高了校准精度。
附图说明
图1为本发明校准装置的原理示意图；
图2为本发明校准装置的结构示意图；
图3为本发明校准装置的提取校准方式的流程图；
图4为本发明优选的通过八个单刀双掷开关并且校准天线单元和原天线阵列中间一个单元共用的方式完成校准的原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细描述。
本发明一种圆周扫描成像安检系统校准装置，包括：4个校准天线单元和4个单刀双掷开关；4个校准天线单元，分别为b面接收天线校准单元、a面接收天线校准单元、b面发射天线校准单元、a面发射天线校准单元；通过采用b面接收天线校准单元、a面接收天线校准单元接收发射信号或者b面发射天线校准单元、a面发射天线校准单元发射信号的方式，获得发射阵列通道和接收阵列通道的相位误差，该相位误差提取不需要在安装调试的过程中携带特有的装备，能够在安检系统开机后完成校准。
本发明的圆周扫描成像安检系统主要应用在机场安检大厅、监狱入口和法院入口等公共场所。在这些公共场所中，特别是机场经常需要24小时工作，不时有人员需要通过安检进出机场。经常停机安装平板校准，给安检带来很大的不便。
采用本发明提出的内置在安检成像系统中的安检装置完成安检，可以更方便、快速、精确的完成圆周扫描成像安检系统校准。
本发明的一种圆周扫描成像安检校准装置，安装在安检系统上，安检系统优选如下：
圆周扫描成像安检系统包括伺服电机、a面收发天线阵列、b面收发天线阵列、a面发射天线校准单元、a面接收天线校准单元、b面发射天线校准单元、b面接收天线校准单元、a面收发模块、b面收发模块、信号处理模块和显示模块。
圆周扫描成像安检系统首先通过信号处理模块中的控制模块控制通过a面收发天线阵列、b面收发天线阵列、a面发射天线校准单元、a面接收天线校准单元、b面发射天线校准单元、b面接收天线校准单元完成校准信号的接收和校准参数的获取。然后通过伺服电机控制a面收发天线阵列、b面收发天线阵列作为一个整体绕旋转轴转动，旋转一周完成数据获取，通过校准参数校正后，经信号处理模块中的成像模块完成一次安检成像，在显示模块进行显示。
如图1和图2所示，本发明一种基于探针的圆周扫描成像安检校准装置，优选方案包括：4个天线校准单元和4个单刀双掷开关；
4个天线校准单元，分别为b面接收天线校准单元、a面接收天线校准单元、b面发射天线校准单元、a面发射天线校准单元；
在a面收发模块的接收机输入端(固定端)与a面接收天线阵列输出端(切换端)和b面接收天线校准单元输出端(切换端)之间设置第一单刀双掷开关，使得a面收发模块接收机的输入端能够与a面接收天线阵列输出端相连，也能够通过射频电缆与b面接收天线校准单元输出端相连。
在a面收发模块的发射机输出端(固定端)与a面发射天线阵列输入端(切换端)和b面发射天线校准单元输入端(切换端)之间设置第二单刀双掷开关，使得a面收发模块发射机的输出端可以选择与a面发射天线阵列输入端连接，也能够通过射频电缆与b面发射天线校准单元输入端相连接。
在b面收发模块的接收机输入端(固定端)与b面接收天线阵列输出端和a面接收天线校准单元输出端(切换端)之间设置第三单刀双掷开关，使得b面收发模块接收机的输入端可以与b面接收天线阵列输出端相连，也能够通过射频电缆与a面接收天线校准单元输出端相连。
在b面收发模块的发射机输出端(固定端)与b面发射天线阵列输入端和a面发射天线校准单元输入端(切换端)之间设置第四单刀双掷开关，使得b面收发模块发射机的输出端可以选择与b面发射天线阵列输入端连接也能够通过射频电缆与a面发射天线校准单元的输入端相连接。
在b面发射天线阵列b1旁安装一个b面发射天线校准单元b′1,b面发射天线校准单元b′1与a面收发模块的发射机共同组成a面接收天线阵列a2的校准通道；
在b面接收天线阵列b2旁安装一个b面接收天线校准单元b′2，b面接收天线校准单元b′2与a面收发模块的接收机共同组成a面发射天线阵列a1的校准通道；
在a面发射天线阵列a1旁安装一个a面发射天线校准单元a’1,a面发射天线校准单元a’1与b面收发模块的发射机共同组成b面接收天线阵列b2的校准通道；
在a面接收天线阵列a2旁安装一个a面接收天线校准单元a’2，a面接收天线校准单元a’2与b面收发模块的接收机共同组成b面发射天线阵列b1的校准通道；
a面发射天线阵列a1、a面接收天线阵列a2共同安装在第一平面a上；b面发射天线阵列b1、b面接收天线阵列b2共同安装在第二平面b上；第一个平面a与第二平面b平行相对设置，且能够在伺服电机带动下沿旋转轴旋转；旋转轴位于第一个平面a与第二平面b之间且平行于第一个平面a与第二平面b，且旋转轴与第一个平面a与第二平面b的距离相同。
a面接收天线阵列共有nr个接收天线单元；每个天线单元接收的周期为8μs；各接收天线单元均能够分别与a面收发模块的接收机连接，各形成一个通道，作为a面各接收通道；
a面发射天线阵列共有nt个发射天线单元；每个天线单元发射的周期为8μs；各发射天线单元均能够分别与a面收发模块的发射机连接，各形成一个通道，作为a面各发射通道；
b面接收天线阵列共有nr个接收天线单元；每个天线单元接收的周期为8μs；各接收天线单元均能够分别与b面收发模块的接收机连接，各形成一个通道，作为b面各接收通道；
b面发射天线阵列共有nt个发射天线单元；每个天线单元发射的周期为8μs；各发射天线单元均能够分别与b面收发模块的发射机连接，各形成一个通道，作为b面各发射通道。
首先控制第一单刀双掷开关将a面接收天线阵列输出端与a面收发模块的接收机输入端连接，同时控制第二单刀双掷的开关将b面发射天线校准单元b1′输入端与a面收发模块发射机输出端连接；控制a面发射天线阵列不工作；b面发射天线阵列不工作；控制a面发射天线校准单元不工作。
控制a面接收天线阵列以8μs为周期顺次从上到下完成天线阵列中各单元电扫描接收，同时控制b面发射天线校准单元b′1(如图2所示)处于以8μs为周期长发的状态(长发的状态，是指：b面发射天线校准单元在8μs周期内持续发射信号)，完成nr个8μs周期的工作后，a面各接收通道完成对接收b面发射天线校准单元b′1发射的信号的接收，从a面收发模块的接收机输出nr路接收信号，分别记作srai，i＝1,2,….,nr；srai为第i路接收信号；
对nr路接收信号分别进行采样，每路接收信号采样后得到多个采样点，形成一路离散信号；(nr路接收信号形成nr路离散信号；)，对每一路离散信号进行傅里叶变换，得到各路傅里叶变换后的信号，确定各路傅里叶变换后的信号幅度最大值及最大值对应的采样点位置ra_rangemaxi和相位
根据b面发射天线校准单元的位置与a面接收天线阵列单元中第i个单元的位置，确定b面发射天线校准单元与a面接收天线阵列单元的距离；(从而确定a面接收天线阵列单元中各个单元的位置不同)，从而确定a面接收天线阵列中各单元对应的相位补偿量；用a面接收天线阵列中各单元对应的相位补偿量，对各路傅里叶变换后的信号幅度最大值对应的采样点的相位
根据各路傅里叶变换后的信号幅度最大值对应的采样点位置ra_rangemaxi，确定各路傅里叶变换后的信号对应的相位补偿量δ2i；
根据补偿后的各路傅里叶变换后的信号幅度最大值对应的采样点的相位δ1i；和各路傅里叶变换后的信号对应的相位补偿量δ2i，确定a面收发模块的接收机输出nr路接收信号相位的补偿量δ1i*δ2i。
其次控制第二单刀双掷开关将a面发射天线阵列输入端与a面收发模块发射机输出端连接，同时控制第一单刀双掷开关将b面接收天线校准单元b′2输出端与a面收发模块接收机输入端连接，控制b面发射天线阵列不工作；控制a面发射天线校准单元不工作；控制b面发射天线校准单元不工作；
控制a面发射天线阵列以8μs为周期顺次从上到下完成天线阵列中各单元发射，同时控制b面接收天线校准单元b′2(如图2所示)处于以8μs为周期长收的状态(长收的状态，是指：b面发射校准天线单元在nt个8μs周期内持续接收信号)，完成nt个8μs周期的工作后，b面接收天线校准单元b′2完成对a面发射天线阵列各单元发射信号的接收，从b面接收天线校准单元b′2输出nt路接收信号，分别记作stai，i＝1,2,….,nt；stai为第i路接收信号；
对nt路接收信号分别进行采样，每路接收信号采样后得到多个采样点，形成一路离散信号；(nt路接收信号形成nt路离散信号；)，对每一路离散信号进行傅里叶变换，得到各路傅里叶变换后的信号，确定各路傅里叶变换后的信号幅度最大值及最大值对应的采样点位置ta_rangemaxi和相位
根据b面接收天线校准单元的位置与a面发射天线阵列单元中第i个单元的位置，确定b面接收天线校准单元与a面发射天线阵列单元的距离；(从而确定a面接收天线阵列单元中各个单元的位置不同)，从而确定a面发射天线阵列中各单元对应的相位补偿量；用a面发射天线阵列中各单元对应的相位补偿量，对各路傅里叶变换后的信号幅度最大值对应的采样点的相位
根据各路傅里叶变换后的信号幅度最大值对应的采样点位置ta_rangemaxi，确定各路傅里叶变换后的信号对应的相位补偿量δ4i；
根据补偿后的各路傅里叶变换后的信号幅度最大值对应的采样点的相位δ3i；和各路傅里叶变换后的信号对应的相位补偿量δ4i，确定a面收发模块的发射机的发射信号相位的补偿量δ3i*δ4i。
再次控制第三单刀双掷开关将b面接收天线阵列输出端与b面收发模块接收机输入端连接，同时控制第四单刀双掷开关将a面发射天线校准单元输入端与b面收发模块发射机输出端连接；控制b面发射天线阵列不工作；a面发射天线阵列不工作；b面发射天线校准单元不工作；
控制b面接收天线阵列以8μs为周期顺次从上到下完成天线阵列中各单元电扫描接收，同时控制a面发射校准天线单元a’1(如图2所示)处于以8μs为周期长发的状态(长发的状态，是指：a面发射校准天线单元在nr个8μs周期内持续发射信号)，完成nr个8μs周期的工作后，b面各接收通道完成对a面发射天线校准单元a’1发射的信号的接收，从b面收发模块的接收机输出nr路接收信号，分别记作srbi，i＝1,2,….,nr；srbi为第i路接收信号；
对nr路接收信号分别进行采样，每路接收信号采样后得到多个采样点，形成一路离散信号；(nr路接收信号形成nr路离散信号；)，对每一路离散信号进行傅里叶变换，得到各路傅里叶变换后的信号，确定各路傅里叶变换后的信号幅度最大值及最大值对应的采样点位置rb_rangemaxi和相位
根据a面发射天线校准单元的位置与b面接收天线阵列单元中第i个单元的位置，确定a面发射校准天线单元与b面接收天线阵列单元的距离；(从而确定b面接收天线阵列单元中各个单元的位置不同)，从而确定b面接收天线阵列中各单元对应的相位补偿量；用b面接收天线阵列中各单元对应的相位补偿量，对各路傅里叶变换后的信号幅度最大值对应的采样点的相位
根据各路傅里叶变换后的信号幅度最大值对应的采样点位置rb_rangemaxi，确定各路傅里叶变换后的信号对应的相位补偿量δ6i；
根据补偿后的各路傅里叶变换后的信号幅度最大值对应的采样点的相位δ5i和各路傅里叶变换后的信号对应的相位补偿量δ6i，确定b面收发模块的接收机输出nr路接收信号相位的补偿量δ5i*δ6i。
最后控制第四单刀双掷开关将b面发射天线阵列输入端与b面收发模块发射机输出端连接，同时控制第三单刀双掷开关将a面接收天线校准单元输出端与b面收发模块接收机输入端连接，控制a面发射天线阵列不工作；b面发射天线阵列工作；a面发射天线校准单元不工作；b面发射天线校准单元不工作；
控制b面发射天线阵列以8μs为周期顺次从上到下完成天线阵列中各单元发射，同时控制a面接收天线校准单元a2'(如图2所示)处于以8μs为周期长收的状态(长收的状态，是指：a面发射校准天线单元在8μs周期内持续接收信号)，完成nt个8μs周期的工作后，
a面接收天线校准单元a’2完成对b面发射天线阵列各单元发射信号的接收，从a面接收天线校准单元a’2输出nt路接收信号，分别记作stbi，i＝1,2,….,nt；stbi为第i路接收信号；
对nt路接收信号分别进行采样，每路接收信号采样后得到多个采样点，形成一路离散信号；(nt路接收信号形成nt路离散信号；)，对每一路离散信号进行傅里叶变换，得到各路傅里叶变换后的信号，确定各路傅里叶变换后的信号幅度最大值及最大值对应的采样点位置tb_rangemaxi和相位
根据a面接收天线校准单元的位置与b面发射天线阵列单元中第i个单元的位置，确定a面接收天线校准单元与b面发射天线阵列单元的距离；(从而确定b面接收天线阵列单元中各个单元的位置不同)，从而确定b面发射天线阵列中各单元对应的相位补偿量；用b面发射天线阵列中各单元对应的相位补偿量，对各路傅里叶变换后的信号幅度最大值对应的采样点的相位
根据各路傅里叶变换后的信号幅度最大值对应的采样点位置tb_rangemaxi，确定各路傅里叶变换后的信号对应的相位补偿量δ8i；
根据补偿后的各路傅里叶变换后的信号幅度最大值对应的采样点的相位δ7i；和各路傅里叶变换后的信号对应的相位补偿量δ8i，确定b面收发模块的发射机的发射信号相位的补偿量δ7i*δ8i。
将a面收发模块的接收机输出nr路接收信号相位的补偿量racompensate、a面收发模块的发射机输出的nt路发射信号相位的补偿量tacompensate、b面收发模块的接收机输出nr路接收信号相位的补偿量rbcompensate和b面收发模块的发射机输出的nt路发射信号相位的补偿量tbcompensate进行存储，实现本发明圆周扫描成像安检系统校准装置的基本功能，提高了校准数据的精度。提取校准参数的流程图如图3所示，
本发明的一种圆周扫描成像安检校准装置中，进一步还能够采用存储的将a面收发模块的接收机输出nr路接收信号相位的补偿量racompensate、a面收发模块的发射机输出的nt路发射信号相位的补偿量tacompensate、b面收发模块的接收机输出nr路接收信号相位的补偿量rbcompensate和b面收发模块的发射机输出的nt路发射信号相位的补偿量tbcompensate，进行校准的优选方案，具体如下：
首先控制安检成像系统工作在成像模式下，即控制第一单刀双掷开关将a面接收天线阵列输出端与a面收发模块的接收机输入端连接，同时控制第二单刀双掷的开关将a面发射天线阵列输入端和a面收发模块的发射机输出端连接；同时控制第三单刀双掷开关将b面接收天线阵列输出端与b面收发模块的接收机输入端连接，同时控制第四单刀双掷的开关将b面发射天线阵列输入端和b面收发模块的发射机输出端连接；
当被检人进入第一平面a与第二平面b面之间，控制旋转轴转动n°(n°优选取值范围为90°～120°)，针对每个转动角度，a面发射天线阵列中各单元从上到下完成信号发射，对被检人进行扫描，经被检人反射后，由a面接收天线阵列中各单元从上到下完成信号接收，送至a面收发模块的接收机的输入端，a面收发模块的接收机的输出端输出a面的n*nr个回波信号；采用δ1i*δ2i以及δ3i*δ4i对a面的n*nr个回波信号进行相位补偿，得到a面校准完成后的回波信号；通过波数域成像算法完成对被检人图像的反演，进一步提高了信号的相干性进而提高了图像的清晰度和聚焦效果。
针对每个转动角度，b面发射天线阵列中各单元从上到下完成信号发射，对被检人进行扫描，经被检人反射后，由b面接收天线阵列中各单元从上到下完成信号接收，送至b面收发模块的接收机的输入端，b面收发模块的接收机的输出端输出b面的n*nr个回波信号；采用δ5i*δ6i以及δ7i*δ8i对b面的n*nr个回波信号进行相位补偿，得到校准后的b面回波信号，通过波数域成像算法完成对被检人图像的反演，进一步提高了信号的相干性进而提高了图像的清晰度和聚焦效果。
优选方案(实施例1)为：建立oxyz坐标系，原点为a面接收天线阵列的中心，沿a面接收天线阵列中接收天线单元排布方向为y轴方向，x轴与y轴正交，x轴方向为a面接收天线阵列的中心指向旋转轴方向；右手定则确定z轴；z轴位于第一平面a内；
假设a面接收天线阵列中第i个单元在oxyz坐标系下的位置坐标为(raxi,rayi,razi),i＝1,2,….,nr；
raxi表示a面接收天线阵列单元中第i个单元在oxyz坐标系下的x轴坐标；rayi表示a面接收天线阵列单元中第i个单元在oxyz坐标系下的y轴坐标；razi表示a面接收天线阵列单元中第i个单元在oxyz坐标系下的z轴坐标；
b面发射校准天线单元在oxyz坐标系下的位置b′1为(tbx',tby',tbz')；tbx'表示b面发射校准天线单元在oxyz坐标系下x轴坐标；tby'表示b面发射校准天线单元在oxyz坐标系下y轴坐标；tbz'表示b面发射校准天线单元在oxyz坐标系下z轴坐标；
则在oxyz坐标系下，a面接收天线阵列中第i个单元的位置与b面发射校准天线单元的位置的距离r1，表示如下：
则a面收发模块的接收机输出nr路接收信号相位第一相位补偿项为
a面收发模块的接收机输出nr路接收信号相位第二相位补偿项为
a面收发模块的接收机输出nr路接收信号相位的补偿量racompensate
racompensate＝δ1i×δ2i；
假设a面发射天线阵列中第i个单元在oxyz坐标系下的位置坐标为(taxi,tayi,tazi),i＝1,2,….,nt；
taxi表示a面接收天线阵列单元中第i个单元在oxyz坐标系下的x轴坐标；tayi表示a面接收天线阵列单元中第i个单元在oxyz坐标系下的y轴坐标；tazi表示a面接收天线阵列单元中第i个单元在oxyz坐标系下的z轴坐标；
b面接收校准天线单元在oxyz坐标系下的位置b′1为(rbx',rby',rbz')；
rbx'表示b面接收校准天线单元在oxyz坐标系下x轴坐标；rby'表示b面接收校准天线单元在oxyz坐标系下y轴坐标；rbz'表示b面接收校准天线单元在oxyz坐标系下z轴坐标；
则在oxyz坐标系下，a面发射天线阵列中第i个单元的位置与b面接收校准天线单元的位置的距离r2，表示如下：
则a面收发模块的发射机输出nt路接收信号相位第一相位补偿项为
a面收发模块的接收机输出nt路接收信号相位第二相位补偿项为
a面收发模块的发射机输出nt路接收信号相位的补偿量tacompensate
tacompensate＝δ3i×δ4i；
假设b面接收天线阵列中第i个单元在oxyz坐标系下的位置坐标为(rbxi,rbyi,rbzi),i＝1,2,….,nr；
rbxi表示b面接收天线阵列单元中第i个单元在oxyz坐标系下的x轴坐标；rbyi表示b面接收天线阵列单元中第i个单元在oxyz坐标系下的y轴坐标；rbzi表示b面接收天线阵列单元中第i个单元在oxyz坐标系下的z轴坐标；
a面发射校准天线单元在oxyz坐标系下的位置a′1为(tax',tay',taz')；
tax'表示a面发射校准天线单元在oxyz坐标系下x轴坐标；tay'表示a面发射校准天线单元在oxyz坐标系下y轴坐标；taz'表示a面发射校准天线单元在oxyz坐标系下z轴坐标；
则在oxyz坐标系下，b面接收天线阵列中第i个单元的位置与a面发射校准天线单元的位置的距离r3，表示如下：
则b面收发模块的接收机输出nr路接收信号相位第一相位补偿项为
b面收发模块的接收机输出nr路接收信号相位第二相位补偿项为
b面收发模块的接收机输出nr路接收信号相位的补偿量rbcompensate
rbcompensate＝δ5i×δ6i；
假设b面发射天线阵列中第i个单元在oxyz坐标系下的位置坐标为(tbxi,tbyi,tbzi),i＝1,2,….,nt；
tbxi表示b面接收天线阵列单元中第i个单元在oxyz坐标系下的x轴坐标；tbyi表示b面接收天线阵列单元中第i个单元在oxyz坐标系下的y轴坐标；tbzi表示b面接收天线阵列单元中第i个单元在oxyz坐标系下的z轴坐标；
a面接收校准天线单元在oxyz坐标系下的位置a′2为(rax',ray',raz')；
rax'表示a面接收校准天线单元在oxyz坐标系下x轴坐标；ray'表示a面接收校准天线单元在oxyz坐标系下y轴坐标；raz'表示a面接收校准天线单元在oxyz坐标系下z轴坐标；
则在oxyz坐标系下，b面发射天线阵列中第i个单元的位置与a面接收校准天线单元的位置的距离r4，表示如下：
则b面收发模块的发射机输出nt路接收信号相位第一相位补偿项为
a面收发模块的接收机输出nt路接收信号相位第二相位补偿项为
a面收发模块的发射机输出nt路接收信号相位的补偿量tbcompensate
tbcompensate＝δ7i×δ8i；
如图3所示，如上所述，分别完成a面接收通道校准数据的获取；完成a面接收通道校准参数的提取并保存；完成a面发射通道校准数据的获取；完成a面发射通道校准参数的提取并保存；完成b面接收通道校准数据的获取；完成b面接收通道校准参数的提取并保存；完成b面发射通道校准数据的获取；完成b面发射通道校准参数的提取并保存；结束通道不一致性参数的提取。
控制安检系统工作在成像模式，并分别获得被检人的a面和b面n*nr个回波信号；采用racompensate和tacompensate对a面的n*nr个回波信号进行相位补偿，得到校准后的a面回波信号，通过波数域成像算法完成对被检人图像的反演，进一步提高了信号的相干性进而提高了图像的清晰度和聚焦效果。同时采用rbcompensate和tbcompensate对b面的n*nr个回波信号进行相位补偿，得到校准后的b面回波信号，通过波数域成像算法完成对被检人图像的反演，进一步提高了信号的相干性进而提高了图像的清晰度和聚焦效果。
进一步优选的方案为：如图4所示，使用八个单刀双掷开关并且校准天线单元和原天线阵列中间一个单元共用的方式完成校准。a面发射阵列中间位置的一个发射单元作为a面发射天线校准单元a′1，a面接收阵列中间位置的一个接收单元作为a面接收天线校准单元a′2，b面发射阵列中间位置的一个发射单元作为b面发射天线校准单元b′1，b面接收阵列中间位置的一个接收单元作为b面接收天线校准单元b′2；
同理，将a面发射天线校准单元a′1，a面接收天线校准单元a′2，b面发射天线校准单元b′1，b面接收天线校准单元b′2，分别通过多个单刀双掷开关，与安检系统中的a面收发天线阵列、b面收发天线阵列、a面发射天线校准单元、a面接收天线校准单元、b面发射天线校准单元、b面接收天线校准单元相连接，然后获得用于提取a面接收天线阵列校准参数的信号srai，i＝1,2,….,nr；用于提取a面发射天线阵列校准参数的信号stai，i＝1,2,….,nt；用于提取b面接收天线阵列校准参数的信号srbi，i＝1,2,….,nr；用于提取b面发射天线阵列校准参数的信号stbi，i＝1,2,….,nt。其它方案上与实施例1相同。
本发明不需要在安装调试的过程中携带特有的校准装备，使得设备在机场等公共场所的安装调试更方便快速，也更有利用在设备使用过程中的检修和调试，以及更有利于常态化间歇性的校准操作的实现。
本发明不采用平板辅助校准，用于校准的平板要求具有很高的平整度、均匀度和光滑度(即要求微波到达平面的任意一点，平面上与该点的相互作用都是等价的，这对平板的生产加工提出了很高的要求。而且平板在使用过程中容易发生磕碰，造成表面产生许多坑槽。这些都会对校准的精度造成影响，本发明通过采用喇叭天线的校准方法，使得待校准的发射天线阵列信号和待校准的接收天线阵列信号均与该喇叭天线相互作用，使得校准件带来的误差降到最低，进一步提高了校准精度。
本发明将梯度下降算法引入到天线校准单元位置坐标的确定过程中，给出了天线校准单元的精确位置，从而计算出更精确的相位补偿项，进一步提高了校准精度。
本发明实现校准精度提高的进一步方案：一般通过光描等手段，确定校准天线的绝对位置，其缺点是需要借助专用仪器、操作复杂且测量速度慢，不适合在公共场所开展应用。本发明通过梯度下降算法求解校准天线的准确位置，使得位置测量更准确也更方便。通过梯度下降法，求解校准天线单元的准确位置具体方法如下：
在这里以确定b面发射天线校准单元的位置坐标为例：
首先确定目标函数tarra：
其中delay1为系统的内部延时，又因为a面接收天线阵列为一个列向量，则raxi＝rax0，razi＝raz0，rax0和raz0为常数。则上式改写为：
对上式中的tbx'、tby'、tbz'和delay1求偏导得下式：
t′bx'＝αtbx'
t′by'＝αtby'
t′bz'＝αtbz'
delay′＝αdelay1
上式中α为一个无穷小量，t′bx'、t′by'、t′bz'和delay′1为更新后的b面发射天线校准单元坐标。重复上述偏导操作nn次，nn≥1000次，从而获得其中一个最优解，t′bx'、t′by'、t′bz'和delay′1。将t′bx'、t′by'、t′bz'带入a面接收天线阵列校准参数提取的过程，从而可以得到更准确的a面接收天线阵列校准参数。
同理可以得到b面接收天线校准单元的位置坐标：
首先确定目标函数tarta：
其中delay2为系统的内部延时，又因为a面发射天线阵列为一个列向量，则taxi＝tax0，tazi＝taz0，tax0和taz0为常数。则上式改写为：
对上式中的rbx'、rby'、rbz'和delay2求偏导得下式：
r′bx'＝αrbx'
r′by'＝αrby'
r′bz'＝αrbz'
delay′2＝αdelay2
上式中α为一个无穷小量，r′bx'、r′by'、r′bz'和delay′2为更新后的b面接收天线校准单元坐标。重复上述偏导操作nn次，nn≥1000次，从而获得其中一个最优解，r′bx'、r′by'、r′bz'和delay′2。将r′bx'、r′by'、r′bz'带入a面发射天线阵列校准参数提取的过程，从而可以得到更准确的a面发射天线阵列校准参数。
同理可以得到a面发射天线校准单元的位置坐标：
首先确定目标函数tarrb：
其中delay3为系统的内部延时，又因为b面接收天线阵列为一个列向量，则rbxi＝rbx0，rbzi＝rbz0，rbx0和rbz0为常数。则上式改写为：
对上式中的tax'、tay'、taz'和delay3求偏导得下式：
t′ax'＝αtax'
t′ay'＝αtay'
t′az'＝αtaz'
delay′＝αdelay3
上式中α为一个无穷小量，t′ax'、t′ay'、t′az'和delay′3为更新后的a面发射天线校准单元坐标。重复上述偏导操作nn次，nn≥1000次，从而获得其中一个最优解，t′ax'、t′ay'、t′az'和delay′3。将t′ax'、t′ay'、t′az'带入b面接收天线阵列校准参数提取的过程，从而可以得到更准确的b面接收天线阵列校准参数。
同理可以得到a面接收天线校准单元的位置坐标：
首先确定目标函数tartb：
其中delay4为系统的内部延时，又因为b面发射天线阵列为一个列向量，则tbxi＝tbx0，tbzi＝tbz0，tbx0和tbz0为常数。则上式改写为：
对上式中的rax'、ray'、raz'和delay4求偏导得下式：
r′ax'＝αrax'
r′ay'＝αray'
r′az'＝αraz'
delay′4＝αdelay4
上式中α为一个无穷小量，r′ax'、r′ay'、r′az'和delay′4为更新后的校准天线坐标。重复上述偏导操作nn次，nn≥1000次，从而获得其中一个最优解，r′ax'、r′ay'、r′az'和delay′4。将r′ax'、r′ay'、r′az'带入b面发射天线阵列校准参数提取的过程，从而可以得到更准确的b面发射天线阵列校准参数。
校准参数的使用方法同实施例1。
本发明不需要在安装调试的过程中携带特有的校准装备，使得设备在机场等公共场所的安装调试更方便快速，也更有利用在设备使用过程中的检修和调试，以及更有利于常态化间歇性的校准操作的实现。
本发明不采用平板辅助校准，用于校准的平板要求具有很高的平整度、均匀度和光滑度(即要求微波到达平面的任意一点，平面上与该点的相互作用都是等价的)，这对平板的生产加工提出了很高的要求。而且平板在使用过程中容易发生磕碰，造成表面产生许多坑槽。这些都会对校准的精度造成影响。
本发明通过采用喇叭天线的校准方法，使得待校准的发射天线阵列信号和待校准的接收天线阵列信号均与该喇叭天线相互作用，使得校准件带来的误差降到最低，进一步提高了校准精度，且本发明将梯度下降算法引入到天线校准单元位置坐标的确定过程中，给出了天线校准单元的精确位置，从而计算出更精确的相位补偿项，考虑了4个校准天线单元的安装误差，进一步提高了校准精度。
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