本實(shí)用新型涉及檢測技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種功率調(diào)節(jié)裝置和一種人體安檢設(shè)備。

背景技術(shù)：

毫米波是波長從1mm到10mm的電磁波，其頻率為30GHz到300GHz，在實(shí)際工程應(yīng)用中，常把毫米波的低端頻率降到26GHz。在電磁波譜中毫米波位于微波與遠(yuǎn)紅外波相交疊的波長范圍，因而兼有兩種波譜的特點(diǎn)。與微波相比，窄波束和高增益天線易實(shí)現(xiàn)的特性使毫米波系統(tǒng)能獲得較高的空間分辨率和較高的抗干擾能力；另一方面，毫米波器件的體積小、質(zhì)量輕，因此毫米波系統(tǒng)更易集成。與紅外、激光相比，毫米波在大氣中傳輸?shù)乃p很小，自然光和熱輻射源對(duì)它幾乎沒有影響，但毫米波受濕度影響大。正是這些獨(dú)特的性質(zhì)賦予了毫米波技術(shù)廣泛的應(yīng)用前景，尤其是在安檢領(lǐng)域。

長期以來，公共場合人體安檢廣泛使用金屬安檢門來檢測人體攜帶的金屬物品，但它無法應(yīng)對(duì)爆炸物、非金屬刀具、液體危險(xiǎn)品等非金屬類物品和武器的威脅；“裸檢儀”式的人體安檢成像設(shè)備基于X射線能穿透衣物、人體皮膚等多種物質(zhì)的性質(zhì)，也能有效地檢測人體攜帶的危險(xiǎn)物品，但X射線帶來的健康問題長期受到爭議。據(jù)有關(guān)研究報(bào)道，X射線的電離輻射能力可以使生物細(xì)胞的生長受到抑制、破壞甚至壞死?；谏鲜鲈?，很多國家要求盡量不在公共場合使用“裸檢儀”。因此，具備快速、安全、可靠、隱私保護(hù)等優(yōu)勢的毫米波人體掃描成像安檢設(shè)備(簡稱人體安檢設(shè)備)得到了廣泛的使用，在人員安檢方面發(fā)揮著不可替代的重要作用。

毫米波成像機(jī)制分為被動(dòng)式毫米波成像和主動(dòng)式毫米波成像。被動(dòng)式毫米波成像系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)為結(jié)構(gòu)簡單、實(shí)現(xiàn)成本低，缺點(diǎn)就是成像時(shí)間太長、成像分辨率差。隨著毫米波器件技術(shù)的發(fā)展及毫米波器件水平的提高，主動(dòng)式毫米波成像開始受到越來越多的重視。主動(dòng)式毫米波成像又分合成孔徑成像和全息成像兩種機(jī)制。毫米波全息成像的方法源于光學(xué)全息原理，即利用電磁波的相干原理，首先發(fā)射機(jī)將高穩(wěn)定的毫米波信號(hào)發(fā)射到待測目標(biāo)上，接收機(jī)接收目標(biāo)的回波信號(hào)并與高度相干的參考信號(hào)進(jìn)行相干處理，提取出回波信號(hào)的幅度和相位信息，從而得到目標(biāo)點(diǎn)上的發(fā)射特性，最后再通過數(shù)據(jù)和圖像處理的方法就可以得到場景中的目標(biāo)毫米波圖像。主動(dòng)式毫米波全息成像得到的毫米波圖像分辨率高，再與機(jī)械掃描相配合可大大縮短成像時(shí)間，實(shí)現(xiàn)工程化，所以毫米波全息成像特別適合毫米波近程主動(dòng)成像。然而，毫米波受環(huán)境濕度影響較大，如果使用較小的微波發(fā)射信號(hào)強(qiáng)度，當(dāng)毫米波受到較大衰減時(shí)，會(huì)影響成像清晰度，而如果使用較大的微波發(fā)射信號(hào)強(qiáng)度，當(dāng)毫米波受到較小衰減時(shí)，會(huì)對(duì)人體造成一定的輻射危害。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種功率調(diào)節(jié)裝置和人體安檢設(shè)備，可以在保證成像圖像的清晰度的同時(shí)減少輻射危害。

本實(shí)用新型的目的通過如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種功率調(diào)節(jié)裝置，其應(yīng)用于人體安檢設(shè)備，所述人體安檢設(shè)備具有毫米波收發(fā)裝置，所述功率調(diào)節(jié)裝置包括濕度傳感器、功率控制器以及可調(diào)功率衰減器，所述功率控制器分別連接所述濕度傳感器和所述可調(diào)功率衰減器，所述可調(diào)功率衰減器設(shè)置于毫米波收發(fā)裝置的毫米波信號(hào)發(fā)射鏈路中。

一種人體安檢設(shè)備，包括毫米波收發(fā)裝置和功率調(diào)節(jié)裝置，所述功率調(diào)節(jié)裝置包括濕度傳感器、功率控制器以及可調(diào)功率衰減器，所述功率控制器分別連接所述濕度傳感器和所述可調(diào)功率衰減器，所述可調(diào)功率衰減器設(shè)置于毫米波收發(fā)裝置的毫米波信號(hào)發(fā)射鏈路中。

一種功率調(diào)節(jié)裝置，所述功率調(diào)節(jié)裝置應(yīng)用于具有毫米波收發(fā)裝置的檢測設(shè)備，所述功率調(diào)節(jié)裝置包括濕度傳感器、功率控制器以及可調(diào)功率衰減器，所述功率控制器分別連接所述濕度傳感器和所述可調(diào)功率衰減器，所述可調(diào)功率衰減器設(shè)置于毫米波收發(fā)裝置的毫米波信號(hào)發(fā)射鏈路中。

根據(jù)上述本實(shí)用新型的方案，由于是應(yīng)用于具有毫米波收發(fā)裝置的人體安檢設(shè)備/檢測設(shè)備中，由于包括濕度傳感器、可調(diào)功率衰減器以及與濕度傳感器和可調(diào)功率衰減器連接的功率控制器，且由于可調(diào)功率衰減器設(shè)置于毫米波收發(fā)裝置的毫米波信號(hào)發(fā)射鏈路中，因此可以根據(jù)環(huán)境濕度變化調(diào)節(jié)可調(diào)功率衰減器的衰減值以使得照射到被測目標(biāo)的功率保持恒定，在將其應(yīng)用于人體安檢設(shè)備時(shí)，可以在保證成像圖像的清晰度的同時(shí)，減少檢測時(shí)對(duì)人體造成的輻射危害。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例一的功率調(diào)節(jié)裝置的組成結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例二的人體安檢設(shè)備的組成結(jié)構(gòu)示意圖一；

圖3為圖2中的毫米波收發(fā)裝置在其中一個(gè)實(shí)施例中的細(xì)化結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例二的人體安檢設(shè)備的組成結(jié)構(gòu)示意圖二；

圖5為圖4中的掃描裝置的細(xì)化組成結(jié)構(gòu)以及與毫米波收發(fā)裝置設(shè)置關(guān)系示意圖；

圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例二中人體安檢設(shè)備的應(yīng)用示意圖；

圖7為本實(shí)用新型實(shí)施例三的功率調(diào)節(jié)裝置的組成結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施方式僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。

實(shí)施例一

本實(shí)用新型實(shí)施例一提供一種功率調(diào)節(jié)裝置，該功率調(diào)節(jié)裝置應(yīng)用于人體安檢設(shè)備，所述人體安檢設(shè)備具有毫米波收發(fā)裝置。圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例一的功率調(diào)節(jié)裝置的組成結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，該實(shí)施例中的功率調(diào)節(jié)裝置包括濕度傳感器101、功率控制器102以及可調(diào)功率衰減器103，功率控制器102分別連接濕度傳感器101和可調(diào)功率衰減器103，可調(diào)功率衰減器103設(shè)置于毫米波收發(fā)裝置的毫米波信號(hào)發(fā)射鏈路中。

實(shí)驗(yàn)測試表明，濕度與毫米波信號(hào)傳播的衰減關(guān)系如下：

y＝ax+b (1)

其中，y表示毫米波信號(hào)的衰減量，x表示濕度值。可見空氣中濕度(或者稱為環(huán)境濕度)越大，毫米波信號(hào)在空氣中傳播時(shí)衰減也越大。為此要使得輻射到被測目標(biāo)(例如人體)的毫米波信號(hào)保證在成像清晰且對(duì)人體危害最小的功率水平，即保證照射到被測目標(biāo)的功率保持一恒定值，就需要對(duì)濕度影響產(chǎn)生的信號(hào)衰減部分進(jìn)行功率補(bǔ)償。補(bǔ)償過程是，功率控制器102對(duì)接收到濕度傳感器101傳送的濕度信號(hào)進(jìn)行判定，濕度小補(bǔ)償少，可調(diào)功率衰減器103的衰減量大；濕度大補(bǔ)償多，可調(diào)功率衰減器103的衰減量小。

據(jù)此，根據(jù)上述本實(shí)施例的方案，由于是應(yīng)用于具有毫米波收發(fā)裝置的人體安檢設(shè)備中，由于包括濕度傳感器101、可調(diào)功率衰減器10以及與濕度傳感器101和可調(diào)功率衰減器103連接的功率控制器102，且由于可調(diào)功率衰減器103設(shè)置于毫米波收發(fā)裝置的毫米波信號(hào)發(fā)射鏈路中，因此可以根據(jù)環(huán)境濕度變化調(diào)節(jié)可調(diào)功率衰減器103的衰減值以使得照射到被測目標(biāo)的功率保持恒定，在將其應(yīng)用于人體安檢設(shè)備時(shí)，可以在保證成像圖像的清晰度的同時(shí)，減少檢測時(shí)對(duì)人體造成的輻射危害。

為了提高調(diào)節(jié)的準(zhǔn)確性，在其中一個(gè)實(shí)施例中，濕度傳感器101的數(shù)量可以為多個(gè)，多個(gè)濕度傳感器101分別安裝在所述人體安檢設(shè)備的檢測區(qū)域內(nèi)的不同位置，可以對(duì)多個(gè)濕度傳感器101的濕度信號(hào)所確定的濕度值取平均值作為用于調(diào)節(jié)可調(diào)功率衰減器103的衰減值的濕度值。

實(shí)施例二

根據(jù)上述實(shí)施例一的功率調(diào)節(jié)裝置，本實(shí)用新型實(shí)施二提供一種人體安檢設(shè)備。圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例二的人體安檢設(shè)備的組成結(jié)構(gòu)示意圖一，如圖2所示，該實(shí)施例中人體安檢設(shè)備包括功率調(diào)節(jié)裝置201和毫米波收發(fā)裝置202，功率調(diào)節(jié)裝置201包括濕度傳感器2011、功率控制器2012以及可調(diào)功率衰減器2013，功率控制器2012分別連接濕度傳感器2011和可調(diào)功率衰減器2013，可調(diào)功率衰減器2013設(shè)置于毫米波收發(fā)裝置202的毫米波信號(hào)發(fā)射鏈路中。

根據(jù)上述本實(shí)施例的方案，由于提供的是一種包括功率調(diào)節(jié)裝置201和毫米波收發(fā)裝置202的人體安檢設(shè)備，由于功率調(diào)節(jié)裝置201包括濕度傳感器2011、可調(diào)功率衰減器2013以及與濕度傳感器2011和可調(diào)功率衰減器2013連接的功率控制器2012，且由于可調(diào)功率衰減器2013設(shè)置于毫米波收發(fā)裝置202的毫米波信號(hào)發(fā)射鏈路中，因此可以根據(jù)環(huán)境濕度變化調(diào)節(jié)可調(diào)功率衰減器2013的衰減值以使得照射到被測目標(biāo)的功率保持恒定，可以在保證成像圖像的清晰度的同時(shí)，減少檢測時(shí)對(duì)人體造成的輻射危害。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，如圖3所示，毫米波收發(fā)裝置202包括第一信號(hào)源301、第二信號(hào)源302、第一定向耦合器303、第二定向耦合器304、第一功率放大器305、第二功率放大器306、第三功率放大器307、第一混頻器308、第二混頻器309、第三混頻器310、第一二倍頻器311、第二二倍頻器312、第三二倍頻器313、低噪聲放大器314、發(fā)射天線315和接收天線316；

第一功率放大器305、可調(diào)功率衰減器2013、第一二倍頻器311、發(fā)射天線315依次連接；

第一定向耦合器303的輸入端連接第一信號(hào)源301的輸出端，第一定向耦合器303的直通端連接第一功率放大器305的輸入端，第一定向耦合器303的耦合端連接第一混頻器308的射頻端；

第一混頻器308的中頻端連接第二定向耦合器304的直通端，第二定向耦合器304的輸入端連接第二信號(hào)源302的輸出端，第一混頻器308的本振端連接第二功率放大器306的輸入端，第二功率放大器306的輸出端連接第二二倍頻器312的輸入端，第二二倍頻器312的輸出端連接第二混頻器309的本振端，第二混頻器309的射頻端連接接收天線；

第二定向耦合器304的耦合端連接第三功率放大器307的輸入端，第三功率放大器307的輸出端連接第三二倍頻器313的輸入端，第三二倍頻器313的輸出端連接第三混頻器310的本振端，第三混頻器310的射頻端連接第二混頻器309的中頻端，第三混頻器310的中頻端連接低噪聲放大器314。

在具體實(shí)現(xiàn)時(shí)，第一信號(hào)源301可以是工作頻率在17.5GHz-22.5GHz的信號(hào)源，第二信號(hào)源302可以是工作頻率在50MHz的壓控振蕩器。通過毫米波收發(fā)裝置202的以上組成和連接關(guān)系可知，第一定向耦合器303是一個(gè)三端口器件，其直通端輸入第一功率放大器305，再經(jīng)可調(diào)功率衰減器2013后使本鏈路(毫米波信號(hào)發(fā)射鏈路)功率達(dá)到第一二倍頻器311的安全輸入功率范圍，經(jīng)過第一二倍頻器311后本鏈路輸入功率倍頻至35G-45GHz，最終由發(fā)射天線315輻射到被測目標(biāo)上。第一混頻器308也是一個(gè)三端口器件，其中頻端接第二定向耦合器304的直通端，輸入50MHz的中頻信號(hào)，其射頻端接第一定向耦合器303的耦合端，輸入17.5GHz-22.5GHz的信號(hào)，其本振端則輸出射頻信號(hào)(17.5GHz-22.5GHz的信號(hào))和中頻信號(hào)(50MHz的中頻信號(hào))的差頻信號(hào)后輸入給第二功率放大器306，使其信號(hào)功率放大到第二二倍頻器312的安全工作范圍。

其中，第三混頻器310輸出帶有目標(biāo)信息的下變頻信號(hào)，其本振端輸入由第二信號(hào)源發(fā)出的經(jīng)過第二定向耦合器304的耦合端、第三功率放大器307及第三二倍頻器313的100MHz連續(xù)波信號(hào)，其中頻端輸出帶有目標(biāo)信息的第二次下變頻信號(hào)。低噪聲放大器314對(duì)經(jīng)過兩次下變頻微弱的中頻信號(hào)進(jìn)行放大，提高輸出信號(hào)的信噪比、探測靈敏度。

此外，如圖3所示，在第二信號(hào)源302和所述第二定向耦合器302之間可以連接有單刀多擲開關(guān)317，這樣，通過一個(gè)單刀多擲開關(guān)317可以實(shí)現(xiàn)在多個(gè)毫米波收發(fā)裝置202之間的切換操作。例如，單刀多擲開關(guān)317可以是單刀八擲開關(guān)，這樣，通過一個(gè)單刀八擲開關(guān)可以實(shí)現(xiàn)在八個(gè)毫米波收發(fā)裝置202之間的切換操作。

另外，為了可以使用較少的開關(guān)實(shí)現(xiàn)對(duì)更多的毫米波收發(fā)裝置202的切換操作，在其中一個(gè)實(shí)施例中，多個(gè)毫米波收發(fā)裝置202受控于兩層單刀多擲開關(guān)。具體地，在第二信號(hào)源302和所述第二定向耦合器302之間連接兩層單刀多擲開關(guān)，兩層單刀多擲開關(guān)可以實(shí)現(xiàn)n²個(gè)開關(guān)組合，其中n表示擲數(shù)，例如，兩層單刀八擲開關(guān)，擲數(shù)為8，因此，可以實(shí)現(xiàn)64個(gè)開關(guān)組合，因此，通過兩個(gè)單刀八擲開關(guān)就可以實(shí)現(xiàn)在64個(gè)毫米波收發(fā)裝置202之間的切換操作，64個(gè)毫米波收發(fā)裝置并非同時(shí)工作，通過兩層單刀八擲開關(guān)來控制，是使得每個(gè)毫米波收發(fā)裝置逐個(gè)進(jìn)行發(fā)射和接收。

在其中一個(gè)實(shí)施例中，本實(shí)用新型的人體安檢設(shè)備，如圖4所示，還可以包括掃描裝置203。如圖5所示，掃描裝置203包括懸臂2031和驅(qū)動(dòng)電機(jī)2032，毫米波收發(fā)裝置202懸掛在懸臂2031的端部，驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)所述懸臂做圓周運(yùn)動(dòng)，以對(duì)被測目標(biāo)前后進(jìn)行檢測。具體地，可以將多個(gè)毫米波收發(fā)裝置202豎直排列成兩列，兩列毫米波收發(fā)裝置202分別懸掛在懸臂2031的兩端。

進(jìn)一步地，本實(shí)用新型的人體安檢設(shè)備，如圖4所示，還可以包括數(shù)據(jù)采集與處理裝置204、圖像顯示裝置205，數(shù)據(jù)采集與處理裝置204分別連接毫米波收發(fā)裝置202和圖像顯示裝置205，數(shù)據(jù)采集與處理裝置204首先從毫米波收發(fā)裝置202進(jìn)行回波信號(hào)的采集，其次，利用傅里葉變換對(duì)采集的回波信號(hào)進(jìn)行幾何特性的傅里葉變換，化簡變形后再進(jìn)行傅里葉逆變換，得到目標(biāo)三維像，輸出檢測結(jié)果(目標(biāo)三維像)到圖像顯示裝置205進(jìn)行顯示，數(shù)據(jù)采集與處理裝置204中的處理過程都可以采用現(xiàn)有方式實(shí)現(xiàn)，在此不予詳加贅述。

本實(shí)用新型實(shí)施例的人體安檢設(shè)備中的濕度傳感器的數(shù)量可以為多個(gè)，分別安裝在檢測區(qū)域內(nèi)的不同位置。

在具體工作時(shí)，在將本實(shí)用新型的人體安檢設(shè)備投入使用后，如圖6所示，被測目標(biāo)206(例如某人)位于人體安檢設(shè)備的被測區(qū)域中，驅(qū)動(dòng)電機(jī)2032及懸臂2031可以設(shè)置在人體安檢設(shè)備的頂部，2031兩端分別懸掛一排毫米波收發(fā)裝置2021、2022。驅(qū)動(dòng)電機(jī)2032帶動(dòng)毫米波收發(fā)裝置2021、2022做圓周運(yùn)動(dòng)，以對(duì)被測目標(biāo)(207)前后進(jìn)行掃描，毫米波收發(fā)裝置2021、2022將毫米波信號(hào)輻射到被測目標(biāo)206，被測目標(biāo)206返回帶有目標(biāo)信息的電磁波(稱為回波信號(hào))，回波信號(hào)經(jīng)數(shù)據(jù)采集與處理裝置204處理后得到被測目標(biāo)206的三維圖像在圖像顯示裝置205進(jìn)行顯示。

實(shí)施例三

根據(jù)上述實(shí)施例一、實(shí)施例二，本實(shí)用新型實(shí)施例三提供一種功率調(diào)節(jié)裝置，該功率調(diào)節(jié)裝置應(yīng)用于具有毫米波收發(fā)裝置的檢測設(shè)備，如圖7所示，為本實(shí)用新型實(shí)施例三的功率調(diào)節(jié)裝置的組成結(jié)構(gòu)示意圖。如圖7所示，該實(shí)施例中的功率調(diào)節(jié)裝置包括濕度傳感器301、功率控制器302以及可調(diào)功率衰減器303，功率控制器302分別連接濕度傳感器301和可調(diào)功率衰減器302，可調(diào)功率衰減器303設(shè)置于毫米波收發(fā)裝置的毫米波信號(hào)發(fā)射鏈路中。

為了提高調(diào)節(jié)的準(zhǔn)確性，在其中一個(gè)實(shí)施例中，濕度傳感器301的數(shù)量可以為多個(gè)，分別安裝在所述檢測設(shè)備的檢測區(qū)域內(nèi)的不同位置。

本實(shí)施例三中的功率調(diào)節(jié)裝置與上述實(shí)施例一中的功率調(diào)節(jié)裝置的描述是類似的，并且具有實(shí)施例一中的功率調(diào)節(jié)裝置的有益效果，為節(jié)約篇幅，不再贅述；因此，以上對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例三提供的功率調(diào)節(jié)裝置中未披露的技術(shù)細(xì)節(jié)，請參照上述實(shí)施例一提供的功率調(diào)節(jié)裝置的描述。

以上所述實(shí)施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合，為使描述簡潔，未對(duì)上述實(shí)施例中的各個(gè)技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說明書記載的范圍。

以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本實(shí)用新型的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對(duì)實(shí)用新型專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本實(shí)用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。因此，本實(shí)用新型專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。