一种雷达波穿透成像系统的制作方法

本发明涉及微波探测技术领域，一种雷达波穿透成像系统。

背景技术：

随着社会的快速发展以及科学技术日新月异的变化，人们的生活和工作都发生着翻天覆地的变化，同时各种现实问题也接踵而至，如：

一、随着人类对自然资源的需求量的快速增加，随之而产生的自然资源的开采速度也空前加速，各种资源逐渐出现匮乏的问题，使得开采的难度也在不断的增加；因此，如何找到相应的资源就成为开采和利用资源的先决条件。以矿产资源的勘探为例，虽然近半个世纪以来，已经取得了长足的发展，但始终没有一个简单有效且能直观看见地表以下的矿产资源的方法。尽管目前已经出现了一些具有可视功能的探地雷达，可以比较直观的观察到地矿大致的分布情况以及地质的构造情况，但实际操作却相当麻烦，不但需要在探测区域打很深的探测孔，还需要在不同的方位布置雷达波辐射源，从而很难满足人们对探测的经济成本和探测时效成本的需求。

二、虽然人类文明的发展已经达到相当高的水平，但在各种自然灾害面前还是非常脆弱。以地震灾害为例，目前并不存在真正意义上且行之有效的预防和预报措施；因此，每一次较大震级的地震都会造成生命和财产的极大损失，相应地，地震救援就成了地震灾害后最重要的工作。目前所使用的一些类似于生命探测器的探测装置，虽然对震后人员的救援起到了一定的作用，但效果并不理想，其探测精度不高、探测距离短、生命状态探测不清楚，且无法探测灾害现场的废墟结构；在实际救援过程中，如果盲目地依据探测器的探测结果进行救援，则很容易产生二次伤害。

三、随着社会矛盾的激化，各种安全问题层出不穷，恐怖主义已经成为世界各国所关注的对象，面对隐藏的恐怖分子，急需要解决的问题就是能看到他们隐藏的状况，包括人数、武器、戒备状态、有没有劫持人员以及被劫人员的状况等等，以便特警人员能够做出正确的判定并选择正确的处理方案，从而最大限度的保护自身和被劫持人员的生命安全。对此，虽然穿透雷达已经成为被作为警用装备来使用，但此类设备最多也只能穿透一堵墙，而看到的结果只是墙后面的生命体所对应的一个亮点，无法看到生命体的图像轮廓；且此类设备体积庞大，必须在探测目标的另一侧放置微波辐射源，才能够对隐藏的目标进行探测，如果没有办法到隐藏目标的对面放置微波辐射源，其也就无法正常的使用。

四、随着城市化进程的快速发展，城市地下管网、给排水设施、通讯设施等地下设施由于受到规划不合理、建设简单凌乱等因素的影响，已经成为“城市病”的病因之一；在发生诸如断水、停电、内涝、塌陷等问题时，由于缺少合适的探测设备，导致城市管理人员只能以满城“挖”的方式来解决此类问题，不但费时费力，而且极大地浪费了财力物力。

技术实现要素：

针对上述现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种雷达波穿透成像系统。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种雷达波穿透成像系统，它包括系统控制总成、受控于系统控制总成以产生雷达波的雷达波发生器、用于发射雷达波并将雷达波聚束成均匀辐射波束后对探测目标进行发散照射的雷达波照射聚束反射面、用于接收由探测目标反射的成像雷达波并将成像雷达波聚焦到雷达波接收器上的雷达波反射面组、受控于系统控制总成并在雷达波接收器的信号接收面上沿扫描线和回扫线作逐行移动以对雷达波接收器的不同位置上的成像雷达波的信号强度进行记录的雷达波移动接收探头；

所述雷达波反射面组由第一雷达波接收自由曲面和第二雷达波接收自由曲面组合而成，所述雷达波发生器、雷达波照射聚束反射面、第一雷达波接收自由曲面、雷达波接收器和第二雷达波接收自由曲面沿同一轴线顺序分布，所述雷达波接收器的信号接收面与第一雷达波接收自由曲面相对分布并与第二雷达波接收自由曲面相背分布。

其中，优选方案为：所述系统控制总成包括主处理器以及分别与主处理器相连并分别受控于主处理器的用于调控雷达波发生器的雷达波发射功率的照射控制模块、用于控制雷达波移动接收探头作逐行移动的扫描驱动模块、用于接收雷达波移动接收探头所记录的信号并将此信号转换为供主处理器对探测目标进行成像所需的电平信号的信号处理模块以及对探测目标进行成像显示的人机界面模块；所述照射控制模块同时与雷达波发生器电连接，所述扫描驱动模块和信号处理模块分别与雷达波移动接收探头电连接。

其中，优选方案为：所述系统控制总成还包括信号/图像输入输出端口和用于为系统控制总成提供工作电压的电源管理器，所述信号/图像输入输出端口和电源管理器分别与主处理器相连并分别受控于主处理器。

由于采用了上述方案，本发明充分利用了不同物质对雷达波所具有的不同吸收度的特点，并结合光学反射原理对雷达波波束进行聚焦聚焦，从而通过不同介质反射雷达波束信号强度的不同，对探测目标进行探测扫描，以最终形成了雷达波图像；同时，由于不同距离的目标反射雷达波聚束后的能量点相对于雷达波反射面组的轴向位置是不同的，所以，遮挡墙的反射雷达波不会对实际的目标雷达波成像造成影响；而需要对不同距离的目标进行雷达波成像时，只需要调整雷达波接收器与雷达波反射面组之间的轴向距离即可，整个系统能够很好地适用于诸如矿产资源探测、地下管网清查、灾后搜索救援、反恐等各种技术领域。

附图说明

图1是本发明实施例的系统控制总成的控制原理框图；

图2是本发明实施例的组成部件之间的位置关系示意图；

图3是本发明实施例的雷达波移动接受探头在雷达波接收器上的移动路径示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，但是本发明可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。

如图1至图3所示，本实施例提供的一种雷达波穿透成像系统，它包括系统控制总成、受控于系统控制总成以产生雷达波的雷达波发生器3、用于发射雷达波并将雷达波聚束成均匀辐射波束后对探测目标a进行发散照射的雷达波照射聚束反射面a、用于接收由探测目标a反射的成像雷达波并将成像雷达波聚焦到雷达波接收器4上的雷达波反射面组b、受控于系统控制总成并在雷达波接收器4的信号接收面上沿扫描线和回扫线作逐行移动以对雷达波接收器4的不同位置上的成像雷达波的信号强度进行记录的雷达波移动接收探头5；其中，雷达波反射面组b由第一雷达波接收自由曲面和第二雷达波接收自由曲面组合而成，雷达波发生器3、雷达波照射聚束反射面a、第一雷达波接收自由曲面、雷达波接收器4和第二雷达波接收自由曲面沿同一轴线顺序分布，雷达波接收器的信号接收面置于第一雷达波接收自由曲面与第二雷达波接收自由曲面之间，以使雷达波接收器4的信号接收面与第一雷达波接收自由曲面相对分布并与第二雷达波接收自由曲面相背分布。

由此，以在整个系统与探测目标a之间存在遮挡墙体b的情况下，对整个系统的原理进行如下说明：

1、整个系统可将照射到探测目标a上的雷达波通过探测目标a的反射后形成成像雷达波，以最终被聚焦到雷达波接收器4上，由于探测目标a上的不同点对雷达波的反射率是不同的，故可在雷达波接收器4的接收面上能得到探测目标a的雷达波图像，具体为：雷达波发生器3可在系统控制总成的控制下产生雷达波照射信号(可根据实际探测的需求，利用系统控制总成来调控雷达波照射信号的功率强度)，而后雷达波在雷达波照射聚束反射面a上被聚束成均匀辐射波束后被以一定的发散角度进行发散，辐射波束在穿过遮挡墙体b后即可照射到探测目标a上，探测目标a所反射部分成像雷达波则会在穿透遮挡墙体b后，到达雷达波反射面组b上；由于雷达波反射面组b是由两个轴向分布的雷达波接收自由曲面组合而成，其可通过对成像雷达波进行连续的反射后聚焦到雷达波接收器4的接收面上。由于不同距离的目标反射雷达波聚束后的能量点相对于雷达波反射面组的轴向位置是不同的，所以，遮挡墙的反射雷达波不会对实际的目标雷达波成像造成影响；而需要对不同距离的目标进行雷达波成像时，只需要调整雷达波接收器4与雷达波反射面组b之间的轴向距离即可。

2、通过雷达波移动接收探头5的移动扫描效应可使系统控制总成从雷达波接收器4的接收面获取探测目标a的雷达波图像，具体为：雷达波移动接收探头5在雷达波接收器4的接收面上，沿着雷达成像扫描线l1移动，通过对雷达波接收器4的不同位置(点)上的雷达波束信号强度进行记录，完成一行扫描；之后再控制雷达波移动接收探头5快速沿雷达成像回扫线l2移动，当回到成像扫描列的起始位置后开始第二行扫描，之后又重复沿雷达成像扫描线l1和雷达成像回扫线l2移动，直到扫描完成整个雷达波接收器4接收面，从而可将探测目标a在雷达波接收器4接收面上形成的一帧雷达波束图像(即：探测目标a的图像)记录下来了。

基于此，整个系统充分利用了不同物质对雷达波所具有的不同吸收度的特点，并结合光学反射原理对雷达波波束进行能量聚焦，从而通过不同介质反射雷达波束信号强度的不同，对探测目标a进行探测扫描，以最终形成了雷达波图像，为人眼直观地观察到隐藏的物体(如地质构造、管网、人员等等)提供了基础；整个系统能够很好地适用于诸如矿产资源探测、地下管网清查、灾后搜索救援、反恐等各种技术领域。

为最大限度地丰富整个系统的实用功能，本实施例的系统控制总成包括主处理器6以及分别与主处理器6相连并分别受控于主处理器6的用于调控雷达波发生器3的雷达波发射功率的照射控制模块7、用于控制雷达波移动接收探头5作逐行移动的扫描驱动模块8、用于接收雷达波移动接收探头5所记录的信号并将此信号转换为供主处理器6对探测目标a进行成像所需的电平信号的信号处理模块9以及对探测目标a进行成像显示的人机界面模块10；其中，照射控制模块7同时与雷达波发生器3电连接，扫描驱动模块8和信号处理模块9分别与雷达波移动接收探头5电连接；本实施例中的主处理器6、照射控制模块7、扫描驱动模块8、信号处理模块9和人机界面模块10可根据具体情况(如系统的探测距离、探测反应速度等等)选择市面上已经存在的相应的元器件、功能模块或者电路结构等等，如人机界面模块10可采用触控显示屏。

以此，主处理器6可作为整个系统的控制核心元器件来使用，以负责协调控制整个系统中各组成部分的工作，从而更好地达到对探测目标a进行成像的目的；通过对主处理器6的程序性功能设计，使扫描驱动模块8能够在主处理器6的控制下驱动雷达波移动接收探头5在雷达波接收器4的接收面上沿雷达成像扫描线l1和雷达成像回扫线l2进行逐行移动，以在完成每一行的扫描和回扫工作后，形成整个一帧雷达图像的扫描；而信号处理模块9则可在主处理器6的控制下将雷达波移动接收探头5接收到的雷达波束信号进行处理，以满足主处理器6对探测目标a进行成像时所需要的电平信号；照射控制模块7则是为了适应探测目标a对照射雷达波的要求，开启和调整雷达波强度，配合整个系统能够得到最好的雷达波成像效果；人机界面模块10则可作为整个系统的接收操作指令及显示探测结果的界面来使用。

作为一个优选方案，为进一步丰富系统的实用功能，本实施例的系统控制总成还包括信号/图像输入输出端口11和用于为系统控制总成提供工作电压的电源管理器12，其中，信号/图像输入输出端口11和电源管理器12分别与主处理器6相连并分别受控于主处理器6。由此，可利用电源管理器12作为整个系统能源分配模块，以为整个系统的正常运行提供电源保证；而信号/图像输入输出端口11则作为系统对外部进行信息交换的窗口，通过这个窗口，可以将信号或图像传对外输出或接收回来。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。