飞机无损检测系统和方法_2

文档序号:9863973阅读:来源:国知局
成一排毫米波收发系统,N个发射天线并排设置W形成发射天线阵列,W及N个 接收天线并排设置W形成接收天线阵列其中N是大于等于2的整数。
[0020] 进一步地,N个毫米波收发模块根据时序控制逐个进行毫米波的发射和接收。
[0021 ]进一步地,毫米波收发模块包括:发射链路,用于生成发送给被测飞机的毫米波发 射信号;W及接收链路,用于接收被测飞机返回的回波信号并对回波信号进行处理W发送 给数据采集和处理模块。
[0022] 进一步地,发射链路包括:第一信号源,第一信号源是工作在第一频率范围内的调 频信号源;第一定向禪合器,第一定向禪合器的输入端连接至第一信号源,直通端连接至第 一功率放大器;第一功率放大器,对第一定向禪合器的输出信号的功率进行放大W达到第 一二倍频器的安全输入功率范围;W及第一二倍频器,将第一功率放大器输出的信号二倍 频至第二频率范围,并将二倍频后的信号输出至发射天线。
[0023] 进一步地,接收链路包括:第二信号源,第二信号源是工作在第一频率的点频信号 源;第二定向禪合器,第一定向禪合器的输入端连接至第二信号源;第一混频器,第一混频 器的中频端连接至第二定向禪合器的直通端,射频端连接至第一定向禪合器的禪合端,W 产生第一信号源和第二信号源的差频信号;第二功率放大器,第二功率放大器的输入端连 接至第一混频器的本振端W接收差频信号,并对差频信号的功率进行放大W达到第二二倍 频器的安全输入功率范围;第二二倍频器,第二二倍频器的输入端连接至第二功率放大器 的输出,对第二功率放大器的输出信号进行二倍频至第二频率;第二混频器,第二混频器的 本振端连接至第二二倍频器的输出端,射频端接收接收天线所接收的回波信号W生成首次 下变频信号;第Ξ功率放大器,第Ξ功率放大器的输入端连接至第二定向禪合器的禪合端, 对来自第二定向禪合器的信号进行功率放大;第Ξ二倍频器,第Ξ二倍频器的输入端连接 至第Ξ功率放大器的输出端,对来自第Ξ功率放大器的信号进行二倍频操作至第二频率; 第Ξ混频器,第Ξ混频器的本振端连接至第Ξ二倍频器的输出端,射频端连接至第二混频 器的中频端W生成二次下变频信号;W及低噪声放大器,低噪声放大器的输入端连接至第 Ξ混频器的中频端,对接收到的二次下变频信号进行放大并输出至数据采集和处理模块。
[0024] 进一步地,第一频率范围为13.5G化-16.5G化,第二频率范围为27G化-33G化,第一 频率为35MHz,W及第二频率为70MHz。
[0025] 进一步地,在数据采集和处理模块中,采集来自毫米波收发模块的回波信号,将回 波信号与空间位置信号联系到一起,然后进行傅里叶变换和傅里叶逆变换来得到Ξ维图 像。
[0026] 根据本发明的另一方面,提供了一种利用上述飞机无损检测系统进行的飞机无损 检测方法,包括W下步骤:扫描装置移动毫米波收发模块、发射天线和接收天线来扫描被测 飞机;毫米波收发模块生成毫米波发射信号;发射天线将毫米波收发模块生成的毫米波发 射信号发射给被测飞机;接收天线接收被测飞机返回的回波信号并将回波信号发送给毫米 波收发模块;毫米波收发模块对回波信号进行处理并发送给数据采集和处理模块;数据采 集和处理模块对来自毫米波收发模块的信号进行处理W生成被测飞机的Ξ维图像;W及图 像显示单元显示由数据采集和处理模块生成的Ξ维图像。
[0027] 通过本发明的技术方案,与现有的毫米波Ξ维成像检测系统相比,简化了系统结 构,提高了分辨率,缩短了成像时间,并具有较大的视场。
【附图说明】
[00%]图1是本发明的飞机无损检测系统的组成框图。
[0029] 图2是本发明的飞机无损检测系统的结构性示意图。
[0030] 图3是本发明的飞机无损检测系统中的毫米波收发模块的电路图。
[0031] 图4是本发明的飞机无损检测系统的数据采集和处理模块中进行的全息Ξ维成像 算法的流程图。
[0032] 图5是本发明的飞机无损检测系统的Ξ维目标成像原理图。
[0033] 图6是本发明的飞机无损检测方法的流程图。
【具体实施方式】
[0034] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,W下结合附图及实施例,对 本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用W解释本发明,并 不用于限定本发明。
[0035] 毫米波成像体制主要分为毫米波主动成像和毫米波被动成像。运种被动毫米波成 像系统的优点为结构比较简单,实现成本也较低,缺点就是成像时间太长,较差的成像分辨 率。随着毫米波器件水平的提高和毫米波器件技术的发展,毫米波主动成像开始受到越来 越多的重视。在毫米波主动成像中,主动合成孔径成像和主动全息成像是主要的成像体制。 毫米波全息成像的方法是源于光学全息的方法,毫米波全息成像利用电磁波的相干原理, 首先发射机要将发射高稳定的毫米波信号,接收机接受目标上每个点的发射信号并将回波 信号与高度相干的参考信号进行相干处理,提取出回波信号的幅度和相位信息,从而得到 目标点上的发射特性,最后在通过数据和图像处理的方法就可W得到场景中的目标毫米波 图像。毫米波主动全息成像得到的毫米波图像分辨率好,在与机械扫描相配合可大大缩短 成像时间,可实现工程化,所W毫米波全息成像特别适合毫米波近程主动成像。
[0036] W下参照附图详细描述本发明的实施例。
[0037] 图1是本发明的飞机无损检测系统的组成框图。图2是本发明的飞机无损检测系统 的结构性示意图。
[0038] 如图1所示,本发明的飞机无损检测系统包括:发射天线14,用于向被测飞机发送 毫米波发射信号;接收天线15,用于接收从被测飞机返回的回波信号;毫米波收发模块11, 用于生成发送给被测飞机的毫米波发射信号并接收和处理来自接收天线15的回波信号;扫 描装置10,用于固定并移动毫米波收发模块11、发射天线14和接收天线15;数据采集和处理 模块12,用于采集和处理从毫米波收发模块11输出的回波信号W生成被测飞机的Ξ维图 像;W及图像显示单元13,用于显示由数据采集和处理模块12生成的Ξ维图像。
[0039] 如图2所示,扫描装置10由垂直方向导轨21、电机(例如,步进电机)22和平面检测 面板23组成。具体来说,扫描装置10包括两块平面检测面板23来支撑毫米波收发模块11、发 射天线14和接收天线15,被测飞机24置于两块平面检测面板23之间。扫描装置10还包括两 对导轨21,分别设置在每块平面检测面板23的两侧,毫米波收发模块11、发射天线14和接收 天线15沿导轨21上下移动。扫描装置10还包括位于检测面板23旁的控制电机22,其用于控 制毫米波收发模块11、发射天线14和接收天线15沿导轨21的上下移动,从而对被测飞机24 进行上下扫描。
[0040] 进一步如图2所示,在每块平面检测面板23上设置N个毫米波收发模块11、N个发射 天线14和N个接收天线15,每一个毫米波收发模块11对应一个发射天线14和一个接收天线 15,N个毫米波收发模块11并排设置W形成一排毫米波收发系统,N个发射天线14并排设置 W形成发射天线阵列,W及N个接收天线15并排设置W形成接收天线阵列,其中N是大于等 于2的整数。
[0041] 此外,按照时序控制N个毫米波收发模块11来逐个进行毫米波的发射和接收,从而 完成对被测飞机的水平扫描。例如,对N个毫米波收发模块11的控制可W通过单刀多掷开关 来实现,当然也可W采用本领域已知的任何时序控制装置。
[0042] 此外,被测飞机也可W移动来提高成像速度。
[0043] 还需要注意,一排毫米波收发系统所包括毫米波收发模块11W及对应的发射天线 14和接收天线15的数量可W根据平面检测面板23的宽度W及所要实现的成像速度等参数 来设置,而平面检测面板23的宽度又可W根据被测飞机24的尺寸来确定。此外,平面检测面 板23与被测飞机24之间的距离可W根据天线参数等指标来确定。上面提及的尺寸的设置对 于本领域技术人员来说是显而易见的
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