柱面阵列天线布局方法及装置、柱面阵列安检方法及系统

1.本公开涉及天线布局技术领域，尤其涉及一种柱面阵列天线布局方法及装置、柱面 阵列安检方法及系统。


背景技术：

2.世界各地的相关研究机构和企业都非常重视安检设备研究工作；柱面阵列凭借着全 方位、高分辨率、透射成像、辐射低等优势，在安检领域备受人们的青睐。
3.现有的柱面阵列一般是通过机械运动的线性阵列来采集雷达回波数据，数据获取时 间相对较长，在人流量大的区域的应用受到一定的限制。


技术实现要素：

4.本公开提出了一种柱面阵列天线布局方法及装置、柱面阵列安检方法及系统，本公 开能够利用不同阵元同一时刻发射的频率不同实现频分复用，提高了数据采集效率。
5.根据本公开的一方面，提供了一种柱面阵列天线布局方法，其包括：
6.确定柱面阵列的阵列参数；
7.根据所述阵列参数对所述柱面阵列进行划分，形成包括多个子阵的子阵集；
8.按照布局策略，在所述子阵中布局多个阵元，所述阵元包括发射阵元和接收阵元。
9.在一些可能的实施方式中，所述确定柱面阵列的阵列参数，包括：
10.确定所述柱面阵列的高度和半径；
11.获取所述柱面阵列中包括的面阵的水平夹角；
12.获取各所述面阵之间的通道参数。
13.在一些可能的实施方式中，所述根据所述阵列参数对所述柱面阵列进行划分，形成 包括多个子阵的子阵集，包括：
14.根据所述阵列参数中的高度和水平夹角，将所述柱面阵列均匀划分成多个子阵，所 述子阵中包括的所述多个阵元方格；
15.利用所述多个子阵构成所述子阵集。
16.在一些可能的实施方式中，所述按照布局策略，在所述子阵中布局多个阵元，包括：
17.对所述子阵的子阵参数，将所述子阵均匀划分成多个阵元方格；
18.按照预设策略，将相应阵元布局到所述阵元方格中。
19.在一些可能的实施方式中，所述方法还包括：
20.对所述柱面阵列的布局进行优化。
21.根据本公开的第二方面，提供了一种柱面阵列安检方法，其包括：
22.生成多个频段的电信号；
23.将至少一个所述电信号输入到由第一方面中任意一种所述的柱面阵列天线布局方法 构造的子阵，发送与所述电信号对应的电磁波，并接收所述电磁波的回波信号；
24.对所述电磁波进行预处理，并存储预处理后的信号。
25.根据本公开的第三方面，提供了一种柱面阵列天线布局装置，其包括：
26.确定模块，用于确定柱面阵列的阵列参数；
27.划分模块，用于根据所述阵列参数对所述柱面阵列进行划分，形成包括多个子阵的 子阵集；
28.布局模块，用于按照布局策略，在所述子阵中布局多个阵元，所述阵元包括发射阵 元和接收阵元。
29.根据本公开的第四方面，提供了一种柱面阵列安检系统，其包括：
30.信号生成模块，用于生成多个频段的电信号；
31.柱面阵列天线，其由第一方面中任意一种所述的柱面阵列天线布局方法布局形成；
32.开关模块，连接在所述信号生成模块和柱面阵列天线之间，用于将至少一个所述电 信号发送至柱面阵列天线，生成电磁波，并接收所述电磁波的回波信号；
33.数据存储模块，用于对所述电磁波进行预处理，并存储预处理后的信号。
34.根据本公开的第五方面，提供了一种电子设备，包括：
35.处理器；
36.用于存储处理器可执行指令的存储器；
37.其中，所述处理器被配置为调用所述存储器存储的指令，以执行第一方面以及第二 方面中任意一项所述的方法。
38.根据本公开的第六方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指 令，所述计算机程序指令被处理器执行时实现第一方面以及第二方面中任意一项所述的 方法。
39.在本公开实施例中，可以将柱面阵列中的面阵划分成多个子阵，每个子阵具有多个 阵元方格，通过不同的需求可以在阵元方格中布置发射或者接收阵元。本公开实施例可 以方便的实现柱面阵列频分正交收发方式，提高阵元的利用率，减少了阵元的数量并降 低数据采集时间。
40.本公开实施例采用了柱面阵列频分正交收发方式，通过频分正交收发方式，可以大 幅度缩短收发信号所占用的时间；常规安检方式采用单根或两根线性阵列(非柱面阵列)， 发射扫频信号或调频连续波信号，并采用机械扫描的工作模式进行数据采集；本发明可 以大幅度提升数据获取速度，其获取时间远远小于常规柱面安检雷达。
41.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，而非限 制本公开。
42.根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本公开的其它特征及方面将变得清 楚。
附图说明
43.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，这些附图示出了符合本公开 的实施例，并与说明书一起用于说明本公开的技术方案。
44.图1示出根据本公开实施例的柱面阵列天线布局方法的流程图；
45.图2示出柱面阵列天线的结构示意图；
46.图3示出根据本公开实施例的柱面天线布局方法中步骤s20的流程图；
47.图4示出根据本公开实施例中面阵划分的效果示意图；
48.图5示出根据本公开实施例的柱面天线布局方法中步骤s30的流程图；
49.图6示出根据本公开实施例中面阵的柱面阵列示意图；
50.图7示出的面阵阵元分布展开示意图；
51.图8示出根据本公开实施例中柱面阵列天线布局优化的方法的流程图；
52.图9准单站和双站之间的相位误差示意图；
53.图10示出根据本公开实施例的柱面阵列安检系统的框图；
54.图11示出根据本公开实施例的柱面阵列天线布局装置的框图；
55.图12示出根据本公开实施例的柱面阵列安检系统的框图；
56.图13是根据一示例性实施例示出的一种电子设备800的框图；
57.图14是根据一示例性实施例示出的一种电子设备1900的框图。
具体实施方式
58.以下将参考附图详细说明本公开的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的 附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除 非特别指出，不必按比例绘制附图。
59.在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说 明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。
60.本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系， 例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外， 本文中术语“至少一种”表示多种中的任意一种或多种中的至少两种的任意组合，例如， 包括a、b、c中的至少一种，可以表示包括从a、b和c构成的集合中选择的任意一个或 多个元素。
61.另外，为了更好地说明本公开，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。 本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本公开同样可以实施。在一些实例中， 对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本公开 的主旨。
62.柱面阵列天线布局方法的执行主体可以是信息处理装置，例如，可以由终端设备或 服务器或其它处理设备执行，其中，终端设备可以为用户设备(user equipment，ue)、 移动设备、用户终端、终端、蜂窝电话、无绳电话、个人数字处理(personal digital assistant， pda)、手持设备、计算设备、车载设备、可穿戴设备等。在一些可能的实现方式中，该 方法可以通过处理器调用存储器中存储的计算机可读指令的方式来实现。
63.目前，传统的柱面阵列存在不足主要有：传统的柱面阵列采用机械扫描的方式获取 数据，因此其采集数据时间相对较长；在柱面阵列天线布局和柱面阵列天线优化领域， 研究成果相对很少。据此，本公开实施例提供了柱面阵列天线布局方法。
64.图1示出根据本公开实施例的柱面阵列天线布局方法的流程图，图2示出柱面阵列天 线的结构示意图。如图1所示，所述柱面阵列天线布局方法，包括：
65.s10：确定柱面阵列的阵列参数；
66.s20：根据所述阵列参数对所述柱面阵列进行划分，形成包括多个子阵的子阵集；
67.s30：按照布局策略，在所述子阵中布局多个阵元，所述阵元包括发射阵元和接收阵 元。
68.在一些可能的实施方式中，所述确定柱面阵列的阵列参数，包括：确定所述柱面阵 列的高度和半径；获取所述柱面阵列中包括的面阵的水平夹角；获取各所述面阵之间的 通道参数。
69.本公开实施例中，柱面阵列天线中可以包括至少两个面阵，如图2所示，包括第一面 阵401和第二面阵402，第一面阵401和第二面阵402之间还形成有通道403。本公开实施例 中，柱面阵列的阵列参数可以包括柱面阵列的高度、柱面阵列中包括的面阵的水平夹角、 半径等，还可以包括通道的高度、第一面阵和第二面阵之间的距离等参数，本公开对此 不做具体限定。其中，面阵的水平夹角是指面阵的边缘两个顶点与柱面中心连线之间的 夹角。图2所示，本公开实施例中，阵列参数可以包括高度h，半径r、面阵的水平夹角θ， 另外，柱面阵列中各面阵的水平夹角可以相同，本公开对此不做具体限定。
70.在确定柱面阵列的阵列参数的情况下，可以将柱面阵列划分成多个子阵，每个子阵 具有多个阵元方格，根据设定的布局策略可以在阵元方格中布置发射阵元或者接收阵元。
71.图3示出根据本公开实施例的柱面天线布局方法中步骤s20的流程图，图4示出根据本 公开实施例中面阵划分的效果示意图。如图3所示，所述根据所述阵列参数对所述柱面阵 列进行划分，形成包括多个子阵的子阵集，包括：
72.s21：根据所述阵列参数中的高度和水平夹角，将所述柱面阵列均匀划分成多个子阵， 所述子阵中包括的所述多个阵元方格；
73.s22：利用所述多个子阵构成所述子阵集。
74.首先，根据柱面阵列的高度h，可以将柱面阵列的阵面沿高度向划分成na(na》1， na为整数)份，则每份的高度为h，可以表示为：
75.(na》1,na为整数)
76.根据面阵(面阵401、面阵402的)的水平夹角θ，将柱面阵列划分成ma份，则每 份的角度θ可以表示为：
77.(ma》1,ma为整数)
78.对应的，可以将第一面阵或者第二面阵划分成na×
ma个子阵，共a＝2
×
na×
ma份等大的子阵，每份的子阵高度为h,水平夹角为θ。
79.将所有的子阵按照一定的顺序(例如按逆时针、送下向上的顺序排列) 进行排列，构建子阵集sub，其中subi表示第i(i≤a，i为正整数)个子阵。
80.在得到a个子阵的情况下，可以按照布局策略，在所述子阵中布局多个阵元， 所述阵元包括发射阵元和接收阵元。
81.图5示出根据本公开实施例的柱面阵列天线布局方法中步骤s30的流程图。其中， 所述按照布局策略，在所述子阵中布局多个阵元，包括：
82.s31：对所述子阵的子阵参数，将所述子阵均匀划分成多个阵元方格；
83.s32：按照预设策略，将相应阵元布局到所述阵元方格中。
84.在一些可能的实施方式中，可以对子阵进行划分，将子阵划分成多个阵元方格。可 以根据子阵的高度和水平夹角，将子阵划分成阵元方格，并在相应阵元方格中放置发射 阵元和接收阵元。
85.本公开实施例的布局策略可以包括划分的份数ns和ms，以及发射阵元和接收阵元的 数目，上述参数可以为预先设定的额，也可以是经过布局优化方法确定的最佳阵元布局 的结果。
86.首先，可以对子阵高度进行划分，根据子阵的高度h，将子阵划分成ns，则每份的高 度为h0份，h0可以表示为：
[0087][0088]
其中，为了满足奈奎斯特采样定理，h0必须满足：h0≥
△
h0，
△
h0表示高程向采样间 隔，是预设的系统参数。
[0089]
其次，可以对子阵水平角度划分，根据子阵的水平夹角θ，将子阵划分成ms份，则 每份的水平夹角为θ0，θ0可以表示为：
[0090][0091]
为了满足奈奎斯特采样定理，θ0必须满足：θ0≥
△
θ0。
△
θ0是预设的系统参数。
[0092]
通过上述配置，每个子阵被分成多个阵元方格，继而可以按照预设策略，在阵元方 格中布置阵元。所述子阵中构造为在行方向上包括第一数值个阵元方格，在列方向上包 括第二数值个阵元方格；
[0093]
所述按照预设策略，将相应阵元布局到所述阵元方格中，包括：
[0094]
在所述第一数值和第二数值为奇数的情况下，将中间行和中间列上分别设置相反的 阵元，并且，位于所述子阵中心的阵元方格设置接收阵元或者发射阵元(参照图6(a) 和(b))；在所述第一数值和/或第二数值为偶数的情况下，将具有偶数个阵元方格的行 方向中的中间两行和/或列方向中的中间两列，分别设置相反的阵元，并且，相交区域设 置接收阵元或者发射阵元(参照图6(c)和(d))。
[0095]
将每个子阵划分成ns×ms
个阵元方格，并放置发射阵元和接收阵元，如图5所示； 若ms和ns为奇数，如图6中(a)、(b)所示，图中“t”表示放置发射阵元，“r”表示放置接 收阵元，“t/r”表示放置发射阵元或接收阵元；若ms或ns是偶数则将阵元布置在中间2 列/行中间，如图6中(c)、(d)所示；因此可知发射阵元个数n
t
和接收阵元个数nr；以第一 种布局方式(图6(a))为例，其整体阵元布局展开图如图7示出的面阵阵元分布展开图 所示。
[0096]
基于上述可以完成柱面阵列中阵元的布置，可以柱面阵列频分正交收发方式，提高 阵元的利用率，减少了阵元的数量并降低数据采集时间。
[0097]
另外，本公开实施例还可以对柱面阵列天线的布局进行优化，图8示出根据本公开实 施例中柱面阵列天线布局优化的方法的流程图，其中布局优化的方法可以包括：
[0098]
s100：确定选定的优化条件；
[0099]
s200：利用满足所述优化条件的参数，优化构建的优化模型，确定柱面阵列内接收 阵元和发射阵元的最佳阵元布局。
[0100]
其中，确定的优化条件可以包括：相位误差优化条件和/或孔径照射范围优化条
件。 利用预先接收的选择信息可以确定选择的优化条件，其中可以通过接收输入组件传输的 输入信息的方式或者接收其他电子设备无线传输的信息的方式，接收选择信息。
[0101]
在确定优化条件的情况下，可以利用优化条件对确定满足优化模型的最佳阵元布局。
[0102]
其中，相位误差优化条件为在准单站和准双站之间相位误差允许的范围之内，求解 出ms和ns的取值范围，使得相位误差满足满足表示最大相位误差。
[0103]
其中，准单站(等效相位中心)与双站之间(发射阵元-接收阵元)的相位误差可 以表示为：
[0104][0105]
其中fc＝f
max-f
min
表示中心频率，c表示光速。
[0106]
其中，目标点p的坐标为(x,y,z)，则发射距离r
t
和接收距离rr可以表示为：
[0107][0108]
等效相位中心(准单站)epc(re,θe,ze)坐标可以表示为：
[0109][0110]
准单站与目标点的距离re可以表示为
[0111][0112]
如图9所示，发射阵元与接收阵元相隔最远的一种情况，目标点p的坐标表示为(x,y,z)， 假设发射阵元t
t
的坐标为(r
t
,θ
t
,z
t
)，则接收阵元tr的坐标(rr,θr,zr)可以表示为
[0113][0114]
以第一种布局(图6中(a))为例，发射阵元个数n
t
和接收阵元个数nr可以表示成
[0115][0116]
另外，本公开实施例还可以计算采样点个数s
p
，得到
[0117]
[0118]
其中ceil(*)表示向上取整函数，
△
h0表示高度向采样间隔，
△
θ0表示角度向采样间隔。
[0119]
计算准单站(等效相位中心)个数：利用下式计算等效相位中心个数s
epc
；
[0120]sepc
＝a*ms(n
s-1)
[0121]
其中，a表示子阵个数。
[0122]
另外，在选择的优化条件为孔径照射范围优化条件的情况下，可以根据孔径照射范 围进行阵元布局优化。阵元照射范围满足：
[0123][0124]
其中θu表示孔径水平方向上照射的最大角度，θv表示孔径垂直方向上照射的最大角度。
[0125]
本公开实施例构建的优化模型可以表示为在采样点不稀疏的条件下，通过优化子阵 的发射阵元和接收阵元个数，从而实现每个子阵中阵元数(发射阵元数+接收阵元数)最 小，优化模型如下式所示；
[0126][0127]
其中，在利用相位误差条件和/或孔径照射范围优化条件得到的上述参数的情况下，确定 满足该优化模型的最佳布局方式。具体可以通过迭代优化的方式，得到最佳布局方式。 对应的，可以得到子阵中发射阵元和接收的个数，以及对子阵的划分方式。
[0128]
本公开实施例采用柱面阵列频分正交收发方式，提高阵元的利用率，减少了阵元的 数量并降低数据采集时间。本专利提出的阵列天线优化方法，是在前一个专利基础上， 构建了稀疏柱面阵列优化模型，在采样满足采样准则的前提下，从而获得稀疏柱面阵列 优化的最优解，从而大幅度减少阵元数量。
[0129]
另外，本公开实施例还提供了一种柱面阵列安检方法，其中，可以包括：生成多个 频段的电信号；将至少一个所述电信号输入到由上述实施例所述的柱面阵列天线布局方 法构造的子阵，发送与所述电信号对应的电磁波，并接收所述电磁波的回波信号；对所 述电磁波进行预处理，并存储预处理后的信号。具体概括为系统初始化；信号发射；信 号接收和数据存储四个过程。
[0130]
具体的，图10示出根据本公开实施例的柱面阵列安检系统的框图。其中包括中央电 子设备分系统01、信号生成分系统02、高速开关分系统03、阵列天线分系统04、数据 存储分系统05、供电保护分系统06；各分系统功能如下：
[0131]
中央电子设备分系统01主要控制信号生成分系统02、高速开关分系统03、数据存 储分系统05；中央电子设备分系统01控制信号生成分系统02中的频率发生器201，使 得系统q份不同频段的电信号，然后中央电子设备分系统01通过频段分配器将从q份 不同频段中选取a份不同频段的信号，并将信号传输给高速开关分系统；中央电子设备 分系统01通过控制高速开关分系统03的“通断”来选特定的发射阵元发射电磁波信号； 中央电子设备
分系统01控制数据存储分系统05中的数据预处理子系统，从而将接收到 的数据进行预处理。
[0132]
信号生成分系统02由频率发生器201和频段分配器组成；频率发生器201在中央电 子设备分系统01的控制下，根据系统的工作频率([f
min
,f
max
]，f
min
表示系统最小工作频率、 f
max
表示系统最大工作频率)生成q份不同频段的电信号(f1,f2,
…
,fq)；频段分配器202 从q份电信号中选取a(a≤q)份电信号(f
q1
,f
q2
,
…
,f
qa
)，并将所选的信号进行重新分配； 信号生成分系统02将分配后电信号通过高速开关分系统03传输给阵列天线分系统04。
[0133]
高速开关分系统03有a个高速开关组成，高速开关的原理如所示；高速开关分系统 03在中央电子设备分系统01的控制下，通过控制高速开关的“通断”的方式，从而将电信 号传输给阵列天线分系统04中的不同子阵中的对应的发射阵元。
[0134]
柱面阵列如图2所示，主要有面阵401、面阵402构成；阵列天线分系统由面阵401、 面阵402构成，每个面阵的水平夹角为θ，高度等于柱面阵列的高度h；将面阵401、402 划分成若干个子阵，如图3所示；每个子阵阵元布局方式如图4所示，其整体面阵401、 402阵元布局展开图如图5所示；阵列天线分系统04作用是将信号生成分系统产生的信 号转化为电磁波并发射，然后并接收回波信号。
[0135]
数据存储分系统05由信号转化子系统501、数据预处理子系统502、存储子系统503 组成；信号转化子系统501是将接收阵元接收的信号进行滤波、放大和模数转化；信号 转化子系统501根据频段分配器202传输的信号，从而将接收阵元接收的信号进行滤波 处理，然后将滤波后的信号进行信号放大处理，最后将经过滤波和信号放大处理的信号 转化成电信号，实现每个子阵的接收阵元只接收本子阵发射阵元发射的信号；信号转化 子系统501将得到的数据传输给数据预处理子系统502；数据预处理子系统502根据电信 号的频率，将数据按照频率从小到大的方式进行重新排列；并将预处理后的信号传输给 存储子系统503进行存储。
[0136]
供电保护分系统06，用于为各分系统提供供电，并提供过电流、过负荷、电流速断、 低电压等供电保护。
[0137]
对于单个子阵而言，收发模式为一发多收模式，即每次都只有一个发射阵元发射信 号，同子阵的接收阵元接收信号；对于整个柱面阵列而言，采用频分正交收发模式，即 同一时刻不同子阵中的发射阵元发射的频段不同，实现频分复用，缩短数据采集时间； 具体实现步骤可分为，
[0138]
步骤s1：系统初始化：供电保护分系统06给中央电子设备分系统01、信号生成分 系统02、高速开关分系统03、阵列分系统04、数据存储分系统05供电，检测各系统是 否有异常状态，并初始化系统参数；
[0139]
步骤s2信号发射：具体包括开启对应的收发通道、发射信号、接收信号、回波信号 处理；
[0140]
步骤s3信号接收：接收阵元接收发射阵元发射的信号，并经过数据存储分系统05 进行预处理；
[0141]
步骤s4数据存储：将步骤s33获取的信号s通过数据存储分系统05存储在存储子 系统503中；
[0142]
供电保护分系统06给中央电子设备分系统01、信号生成分系统02、高速开关分系
统 03、阵列分系统04、数据存储分系统05供电，检测各系统是否有异常状态，并初始化系 统参数；具体如下：
[0143]
步骤s11：系统供电；分系统(中央电子设备分系统01、信号生成分系统、高速开 关分系统03、阵列天线分系统04、数据存储分系统05)指示灯亮，反之则表示出现异常， 需检测灯不亮的分系统；
[0144]
步骤s12：启动系统；启动分系统(中央电子设备分系统01、信号生成分系统、高 速开关分系统03、阵列天线分系统04、数据存储分系统05)，进入工作状态；
[0145]
步骤s13：初始化系统参数；令工作中的发射阵元i
t
＝1，发射次数is＝1。
[0146]
在步骤s2：信号发射中，包括开启对应的收发通道、发射信号、接收信号、回波信号处 理；具体如下：步骤s21：开启发射通道：根据获取的工作中的发射阵元i
t
，开启每个子 阵第发射阵元数i
t
；利用中央电子设备分系统01控制开关分系统03开启每个子阵的第i
t
个发射阵元；
[0147]
步骤s22：发射信号：中央电子设备分系统01控制信号生成分系统02频率发生器 201产生q份频段并将产生的频段由频段分配器202进行分配，通过高速开关分系 统03传输至对应的发射阵元i
t
上，发射阵元根据获取的频段发射信号，具体如下：
[0148]
步骤s221：频段生成；中央电子设备分系统01控制信号生成分系统02频率发生器 201产生q份频段f，将获取的频段f传输至频段分配器202；
[0149]
步骤s222：频段分配；根据获取的频段f以及发射次数将其分配发送至高速开 关分系统03，高速开关网络分系统03中第ia个高速开关获取的频率可以表示为
[0150][0151]
同时，频段分配器亦将同样分配的频段传输至数据存储分系统05中的信号转化子系 统，信号转换子系统501第第ia个信号转换器获取的频率可以表示成式(24)；
[0152]
步骤s223：发射信号；
[0153]
根据通过高速开关分系统03传输过来的频段f
qi
和选取的发射阵元i
t
，进行发射信号，因 此第子阵第i
t
个发射阵元发射的信号可以写成
[0154][0155]
在步骤s3信号接收中，接收阵元接收发射阵元发射的信号，并经过数据存储分系 统05进行存储，具体如下：
[0156]
步骤s31：信号接收；柱面阵列所有的接收阵元接收信号，并经过信号存储分系统 05中的信号转换子系统501，信号转换子系统501根据获取接收的信号和获取的频率 f
qi
，进行滤波处理，使得每个子阵只接收本子阵发射的信号；因此，第个子阵中 第ir个接收阵元接收由第i
t
个发射的信号，其表达式可以写为
[0157][0158]
其中，表示该通道(子阵中第i
t
个发射阵元和ir个接收阵元组成的通道)信 号传播时间(也可以称为信号延迟时间)；
[0159]
第个子阵中所有接收阵元接收的信号(由第i
t
个发射阵元发射的信号)可以写 成
[0160][0161]
步骤s32：频率循环；
[0162]
根据发射次数is，由中央电子设备分系统01控制循环发送不同频段f
qi
的信号；若发 射次数is≤q，则令is＝is+1，并返回步骤s2；反之，则结束循环，进入步骤s33，此时 获取的第个子阵中所有接收阵元接收的完整信号(由第i
t
个发射阵元发射的信号) 可以写成
[0163][0164]
其中fq＝[freq
ia
ꢀ…ꢀ
freq
q+ia
]
[0165]
步骤s33：数据预处理：
[0166]
将获取的信号经过数据存储分系统05中的数据预处理子系统502进行预处理，预处 理按照频段的大小进行重新排列，
[0167][0168]
sort()表示从小到大排序函数，因此得到
[0169][0170]
其中f∈(f
min
,f
max
]或f∈[f
min
,f
max
)；
[0171]
步骤s34：发射阵元循环：根据选取的发射阵元i
t
，由中央电子设备分系统01控制 选取不同的发射阵元；若i
t
≤n
t
，则令i
t
＝i
t
+1并返回步骤s2；反之，则结束循环，进 入步骤s4，此时第子阵获取的信号可以写成：
[0172][0173]
整个柱面阵列(所有子阵)接收的信号可以表示为
[0174][0175]
步骤s4：数据存储
[0176]
将步骤s33获取的信号s通过数据存储分系统05存储在存储子系统503中；
[0177]
本公开实施例采用了柱面阵列频分正交收发方式，通过频分正交收发方式，可以大 幅度缩短收发信号所占用的时间；常规安检方式采用单根或两根线性阵列(非柱面阵列)， 发射扫频信号或调频连续波信号，并采用机械扫描的工作模式进行数据采集；本发明可 以大幅度提升数据获取速度，其获取时间远远小于常规柱面安检雷达。
[0178]
本领域技术人员可以理解，在具体实施方式的上述方法中，各步骤的撰写顺序并
不 意味着严格的执行顺序而对实施过程构成任何限定，各步骤的具体执行顺序应当以其功 能和可能的内在逻辑确定。
[0179]
可以理解，本公开提及的上述各个方法实施例，在不违背原理逻辑的情况下，均可 以彼此相互结合形成结合后的实施例，限于篇幅，本公开不再赘述。
[0180]
此外，本公开还提供了柱面阵列天线布局装置、柱面阵列安检方法系统、电子设备、 计算机可读存储介质、程序，上述均可用来实现本公开提供的任一种柱面阵列天线布局 方法，相应技术方案和描述和参见方法部分的相应记载，不再赘述。
[0181]
图11示出根据本公开实施例的柱面阵列天线布局装置的框图，如图12所示，所述柱 面阵列天线布局装置包括：
[0182]
确定模块10，用于确定柱面阵列的阵列参数；
[0183]
划分模块20，用于根据所述阵列参数对所述柱面阵列进行划分，形成包括多个子阵 的子阵集；
[0184]
布局模块30，用于按照布局策略，在所述子阵中布局多个阵元，所述阵元包括发射 阵元和接收阵元。
[0185]
图12示出根据本公开实施例的柱面阵列安检系统的框图，如图13所示，所述柱面阵 列安检系统包括：
[0186]
信号生成模块100，用于生成多个频段的电信号；
[0187]
柱面阵列天线200，其由第一方面中任意一种所述的柱面阵列天线布局方法布局形 成；
[0188]
开关模块300，连接在所述信号生成模块和柱面阵列天线之间，用于将至少一个所述 电信号发送至柱面阵列天线，生成电磁波，并接收所述电磁波的回波信号；
[0189]
数据存储模块400，用于对所述电磁波进行预处理，并存储预处理后的信号。
[0190]
在一些实施例中，本公开实施例提供的装置具有的功能或包含的模块可以用于执行 上文方法实施例描述的方法，其具体实现可以参照上文方法实施例的描述，为了简洁， 这里不再赘述。
[0191]
本公开实施例还提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序指令，所述 计算机程序指令被处理器执行时实现上述方法。计算机可读存储介质可以是非易失性计 算机可读存储介质。
[0192]
本公开实施例还提出一种电子设备，包括：处理器；用于存储处理器可执行指令的 存储器；其中，所述处理器被配置为上述方法。
[0193]
电子设备可以被提供为终端、服务器或其它形态的设备。
[0194]
图13是根据一示例性实施例示出的一种电子设备800的框图。例如，电子设备800可 以是移动电话，计算机，数字广播终端，消息收发设备，游戏控制台，平板设备，医疗 设备，健身设备，个人数字助理等终端。
[0195]
参照图13，电子设备800可以包括以下一个或多个组件：处理组件802，存储器804， 电源组件806，多媒体组件808，音频组件810，输入/输出(i/o)的接口812，传感器组 件814，以及通信组件816。
[0196]
处理组件802通常控制电子设备800的整体操作，诸如与显示，电话呼叫，数据通信， 相机操作和记录操作相关联的操作。处理组件802可以包括一个或多个处理器820来执
行 指令，以完成上述的方法的全部或部分步骤。此外，处理组件802可以包括一个或多个模 块，便于处理组件802和其他组件之间的交互。例如，处理组件802可以包括多媒体模块， 以方便多媒体组件808和处理组件802之间的交互。
[0197]
存储器804被配置为存储各种类型的数据以支持在电子设备800的操作。这些数据的 示例包括用于在电子设备800上操作的任何应用程序或方法的指令，联系人数据，电话簿 数据，消息，图片，视频等。存储器804可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或 者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(sram)，电可擦除可编程只读存储器 (eeprom)，可擦除可编程只读存储器(eprom)，可编程只读存储器(prom)，只 读存储器(rom)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。
[0198]
电源组件806为电子设备800的各种组件提供电力。电源组件806可以包括电源管理系 统，一个或多个电源，及其他与为电子设备800生成、管理和分配电力相关联的组件。
[0199]
多媒体组件808包括在所述电子设备800和用户之间的提供一个输出接口的屏幕。在 一些实施例中，屏幕可以包括液晶显示器(lcd)和触摸面板(tp)。如果屏幕包括触摸 面板，屏幕可以被实现为触摸屏，以接收来自用户的输入信号。触摸面板包括一个或多 个触摸传感器以感测触摸、滑动和触摸面板上的手势。所述触摸传感器可以不仅感测触 摸或滑动动作的边界，而且还检测与所述触摸或滑动操作相关的持续时间和压力。在一 些实施例中，多媒体组件808包括一个前置摄像头和/或后置摄像头。当电子设备800处于 操作模式，如拍摄模式或视频模式时，前置摄像头和/或后置摄像头可以接收外部的多媒 体数据。每个前置摄像头和后置摄像头可以是一个固定的光学透镜系统或具有焦距和光 学变焦能力。
[0200]
音频组件810被配置为输出和/或输入音频信号。例如，音频组件810包括一个麦克风 (mic)，当电子设备800处于操作模式，如呼叫模式、记录模式和语音识别模式时，麦 克风被配置为接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器804或经 由通信组件816发送。在一些实施例中，音频组件810还包括一个扬声器，用于输出音频 信号。
[0201]
i/o接口812为处理组件802和外围接口模块之间提供接口，上述外围接口模块可以是 键盘，点击轮，按钮等。这些按钮可包括但不限于：主页按钮、音量按钮、启动按钮和 锁定按钮。
[0202]
传感器组件814包括一个或多个传感器，用于为电子设备800提供各个方面的状态评 估。例如，传感器组件814可以检测到电子设备800的打开/关闭状态，组件的相对定位， 例如所述组件为电子设备800的显示器和小键盘，传感器组件814还可以检测电子设备800 或电子设备800一个组件的位置改变，用户与电子设备800接触的存在或不存在，电子设 备800方位或加速/减速和电子设备800的温度变化。传感器组件814可以包括接近传感器， 被配置用来在没有任何的物理接触时检测附近物体的存在。传感器组件814还可以包括光 传感器，如cmos或ccd图像传感器，用于在成像应用中使用。在一些实施例中，该传 感器组件814还可以包括加速度传感器，陀螺仪传感器，磁传感器，压力传感器或温度传 感器。
[0203]
通信组件816被配置为便于电子设备800和其他设备之间有线或无线方式的通信。电 子设备800可以接入基于通信标准的无线网络，如wifi，2g或3g，或它们的组合。在一 个示例性实施例中，通信组件816经由广播信道接收来自外部广播管理系统的广播信号或 广播相关信息。在一个示例性实施例中，所述通信组件816还包括近场通信(nfc)模块， 以促
机器指令、机器相关指令、微代码、固件指令、状态设置数据、或者以一种或多种编程 语言的任意组合编写的源代码或目标代码，所述编程语言包括面向对象的编程语言—诸 如smalltalk、c++等，以及常规的过程式编程语言—诸如“c”语言或类似的编程语言。计 算机可读程序指令可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为 一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远 程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类 的网络—包括局域网(lan)或广域网(wan)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部 计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。在一些实施例中，通过利用计 算机可读程序指令的状态信息来个性化定制电子电路，例如可编程逻辑电路、现场可编 程门阵列(fpga)或可编程逻辑阵列(pla)，该电子电路可以执行计算机可读程序指 令，从而实现本公开的各个方面。
[0213]
这里参照根据本公开实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或 框图描述了本公开的各个方面。应当理解，流程图和/或框图的每个方框以及流程图和/ 或框图中各方框的组合，都可以由计算机可读程序指令实现。
[0214]
这些计算机可读程序指令可以提供给通用计算机、专用计算机或其它可编程数据处 理装置的处理器，从而生产出一种机器，使得这些指令在通过计算机或其它可编程数据 处理装置的处理器执行时，产生了实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功 能/动作的装置。也可以把这些计算机可读程序指令存储在计算机可读存储介质中，这些 指令使得计算机、可编程数据处理装置和/或其他设备以特定方式工作，从而，存储有指 令的计算机可读介质则包括一个制造品，其包括实现流程图和/或框图中的一个或多个方 框中规定的功能/动作的各个方面的指令。
[0215]
也可以把计算机可读程序指令加载到计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设 备上，使得在计算机、其它可编程数据处理装置或其它设备上执行一系列操作步骤，以 产生计算机实现的过程，从而使得在计算机、其它可编程数据处理装置、或其它设备上 执行的指令实现流程图和/或框图中的一个或多个方框中规定的功能/动作。
[0216]
附图中的流程图和框图显示了根据本公开的多个实施例的系统、方法和计算机程序 产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以 代表一个模块、程序段或指令的一部分，所述模块、程序段或指令的一部分包含一个或 多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注 的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基 本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意 的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执 行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指 令的组合来实现。
[0217]
以上已经描述了本公开的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也 不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本 技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择， 旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域 的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。