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[预告]06.27 核科学论坛(45):旅客人身安检成像用毫米波太赫兹技术进展

主题:旅客人身安检成像用毫米波太赫兹技术进展

 

时间:2019年6月27日(周四)14:00

 

地点:京师科技大厦B座1314

 

主讲人:赵自然

 

联系人:刘圆圆(yyliu@bnu.edu.cn)

 

主办单位:射线束技术教育部重点实验室、北京师范大学核科学与技术学院、北京市辐射中心

 

主讲人简介

 

赵自然,博士,清华大学研究员,男,1977年生,现任危爆物品扫描探测技术国家工程实验室副主任,警务物联网应用技术公安部重点实验室副主任。长期致力于人身安检成像技术研究,在成像信号、成像信息、成像系统三大关键环节实现了科研突破。此次研究内容揭示了太赫兹激发光热电效应的科学机理和物理特性,提出基于新型纳米材料的太赫兹光热电探测技术,研制出原型器件;发明了一系列原创处理方法形成了毫米波成像核心技术体系,有效解决了近场毫米波全息成像存在的精度和成本问题;研制出中国首台通过欧洲民航委员会(ECAC)标准2测试的毫米波人体安检设备。近5年,赵自然研究员以通讯作者发表SCI论文9篇,报道了在毫米波成像、太赫兹探测方面的代表性成果;作为第一发明人获中国发明专利授权15项,国际发明专利授权27件,突破了从物检到人检的关键技术瓶颈和国际专利壁垒;作为团队核心成员获中国专利优秀奖、国际发明展览会金奖、中国体视学学会科学技术奖一等奖、国家科技进步奖创新团队奖等;入选科技部2017年创新人才推进计划(中青年科技创新领军人才)。

 

内容简介

 

为使公众健康风险降到最低,对普通旅客进行安检成像时应采用毫米波/太赫兹波作为信号源,将从旅客人身安检成像涉及的信号探测、信息处理、系统构建等三方面介绍工作进展。太赫兹波具有穿透性好、无电离辐射等优点,被认为是下一代人身安检的核心技术之一,但相关室温高灵敏探测器的匮乏严重制约着该技术的广泛应用和发展。为实现室温、高灵敏、低功耗、集成化的太赫兹探测,提出了基于新型纳米材料的太赫兹光热电探测技术,并根据所揭示的光热电效应机理,从温度梯度和Seebeck系数两个制约响应灵敏度的关键因素出发,完成了原型器件设计及优化。在采用毫米波/太赫兹波作为信号源对旅客人身进行安检的成像体制中,毫米波直接全息成像目前应用最为广泛。为解决毫米波全息成像方法用于旅客人身安检成像所存在的距离向不一致且分辨率不足、扫描时间较长和系统成本偏高等问题,提出一系列毫米波全息成像处理新方法,推导出三维精确重建公式,补偿了球面波随距离的衰减;将压缩感知引入到毫米波直接全息成像中以降低采样数目,提出了毫米波直接压缩全息成像方法,并进一步提出了基于实部和虚部双约束的压缩全息重建方法,为降低毫米波成像的硬件成本以及提升信息利用效率提供了新的思路;提出了基于相位解卷绕的距离向分辨率增强方法,利用残余相位信息在不增加系统带宽的前提下显著提高了毫米波全息成像的距离向分辨率。在毫米波/太赫兹人体安检仪研制过程中,提出了独创的系统设计方案,设计了基于天线复用的阵列以及必需的波导喇叭阵列和宽带微带天线;提出了独特的双面联动扫描模式和准光学光路设计,在不降低安检成像指标的前提下,使设备的体积和重量明显减小。所研制的成像型人体安检仪可满足民航、海关、公安、司法、交通等多行业需求,目前已在民航旅客安检通道、海关口岸客流监控、公安监所人身查验、法庭安检、车站码头大客流安检等多场景示范应用,为保障中国和世界公共场所安全做出了贡献。 

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