太赫兹人体安检成像技术
【中物院微系统与太赫兹研究中心】

 

近年来,暴力与恐怖事件日益增多,严重危害到人民群众的生命安全,公共安全问题受到全球各个政府的广泛关注。以安检门和摄像头等为代表的传统人体安检方法已难以满足大人流的反恐要求,迫切需要开发有效的安检技术手段,实现对人体隐藏目标的快速、精确检测。太赫兹成像安检有望成为解决该问题的途径之一。

太赫兹波介于微波波段和红外波段之间,是电子学向光学的过渡频段,泛指频率为0.1 THz~10 THz的电磁波,波长约为3 mm~3 μm;狭义的太赫兹波特指0.3 THz~3 THz这一频段。由于太赫兹成像技术兼顾衣物穿透和高分辨成像的双重特性,并且光子能量低,生物安全性好,因此适合应用于公共安全检测。

太赫兹近场多输入多输出合成孔径雷达(MIMO-SAR)技术是一种主动式太赫兹成像安检技术,利用MIMO技术获得多个等效SAR通道。它降低了常规SAR系统采用增加收发天线数量提高方位分辨率的缺点,并且采用带宽合成技术获得一个等效的大带宽信号,克服了常规SAR系统采用超宽带信号提高距离分辨力的缺点,是目前国际太赫兹研究的热点。

中国工程物理研究院微系统与太赫兹研究中心的科研团队综述了太赫兹近场MIMO-SAR技术在人体安检领域的应用情况,将典型太赫兹人体安检系统进行了归纳和总结;并且对系统中的关键技术进行了介绍和对比,如阵列设计、成像算法和加速方法;最后,对该技术的发展进行了展望,指出在集成阵列与片上雷达、快速成像算法、阵列多视角下隐藏物品回波特征与信息联合提取方法等方面存在基础与工程问题需要攻克。太赫兹近场MIMO-SAR技术作为一项基于光电交叉学科的新兴技术有着重要的学术和应用价值,还需要进一步深入研究,最终促进其在人体安检等领域的重要应用。

MIMO-SAR三维太赫兹成像技术

研究团队简介

中物院微系统与太赫兹研究中心的太赫兹雷达团队是一只年轻化、富有朝气和激情的队伍,拥有国务院政府特殊津贴专家、中国科协“求是杰出青年”、太赫兹主题首席科学家等具有国际影响力的专家和技术骨干。目前直接从事太赫兹雷达技术相关研究的科研人员10余人,其中高级职称和博士的比例达到近80%。近年来,研究团队获得中物院邓稼先奖1项,获批国家自然科学基金1项,申请发明专利近20项,在IEEE TTST等国内外期刊、会议发表论文近20篇。微系统与太赫兹研究中心的太赫兹雷达团队瞄准太赫兹雷达技术在安检成像中的重大需求,从太赫兹电磁波谱的物理特性出发,逐步攻克太赫兹雷达相关科学及核心技术问题,推进太赫兹雷达技术在安检成像装备中的重大应用以及军民融合产业化应用。

相关论文

刘杰, 安健飞, 周人, 等. 应用在人体安检中的太赫兹近场MIMO-SAR技术[J]. 光电工程, 2020, 47(5): 190682.

DOI:10.12086/oee.2020.190682