ミリメートル波 (mmWave) 画像処理システムは 公共の建物やスポーツ場,空港のセキュリティチェックで ますます普及していますこれらのシステムは,金属および非金属の危険物質を検出し,スキャン領域内の位置を報告することができます.この記事では,ミリ波画像の基本原理について説明します.アナログデバイスによって設計されたミリ波溶液の構成要素が(ADI) が協力し,システムの繰り返しのアップグレードにおけるエッジ・プロセッシング技術の重要な役割に焦点を当てています.
ミリメートル波の紹介
ミリメートル波系では,送信機と受信機が空間的に分布したアンテナ配列に接続される.特定の時点において,配列内のアンテナは低電力を放出する.単周波数全方向無線周波数 (RF) 信号この反射によって生成される反射信号は,配列内のすべてのアンテナに受信されます.そしてアンテナを接続する集積回路 (IC) は,これらの反射信号の相と振幅を測定することによって情報を取得します.
配列で送信するアンテナのためのミリメートル波システムの図面
図1:ミリメートル波システムでは,送信アンテナは低電力,単周波,および全方向信号を連続的に送信します.その後,受信アンテナは逆散乱を測定します.(画像源)アナログ・デバイスズ,インク.)
各送信アンテナは同じ信号を連続的に送信し,この測定プロセスは各送信で繰り返されます.10GHzから40GHzの範囲内の複数の周波数で全プロセスを繰り返すシステムでは,異なるRF信号の周波数変動によって引き起こされる浸透深度と信号反射の違いを捉えることができます.システム解像度は送信と受信チャネルの数に依存する例えば,空港のスキャナーには,レーザーなどの小さな物体を検出するために必要な高解像度に対応するために多くのチャンネルがあります.武器と爆発物が主要監視対象となるシナリオの場合より少ないチャンネルを使用することでコストを削減し,スキャン時間を短縮することができます.
周波数と空間位置に関連付けると,このベクトルは, 周波数と空間位置に関連付けられ,生成された多次元配列は,金属的な物体だけでなく,画像を生成することができます衣類の層の間や下に隠された非金属物体も検出します
スキャン速度は,システムがバックスキャッターのデータを処理し,送信機から送信機に切り替えて,必要な周波数を周期的にスキャンする速度に依存します.例えば,10GHzから40GHzまでの範囲を50MHzずつカバーする500のコンポーネントを持つシステムは,300000のスイッチを処理しなければならない.現在使用されているミリ波システムは スキャンされた人が数秒間の姿勢を保つだけで 効果的な画像を生成できますスイッチの速さが速くなると将来 ミリメートル波システムでは 対象者が 止まらず 歩いて検出器を通過する時でさえ 脅威となる物体を認識できるでしょう
ミリメートル波システムを構築する
潜在的な脅威を検知し 必要な解像度を達成し 迅速なスキャンを容易にするため 毫米波システムの設計者は 協働できるハードウェアを選択しなければなりませんADIの統合ミリ波システムソリューションには,ADF4368マイクロ波ブロードバンドシンセサイザーが含まれています複数のADAR2001送信IC,複数のADAR2004受信IC,およびAD9083アナログからデジタル変換器 (ADC).各デバイスは下記の順序で議論される (図 2).
ミリメートル波システム画像統合器,送信機,受信機,およびADCを統合 (拡大するにはクリック)
図2: 完全なミリメートル波システムには,合成機,送信機,受信機,およびADCと電源管理,スイッチ,および論理コンポーネントが組み合わさっています. (画像源: アナログ デバイス, インク.)
信号連鎖は,統合された電圧制御オシレーター (VCO) を搭載したADF4368マイクロ波ブロードバンド・フェーズロックループ (PLL) シンセサイザーから開始される (図3).ADF4368は 2 の範囲で周波数ステップを生成することができます.5 GHzから10 GHz,ステップ間隔12.5 MHzで,完全に800 MHzから12.8 GHzの動作周波数帯内に.連続波 (CW) の単端 RF 信号の振動は 30 fsecRMS 未満です.
アナログデバイスの画像 ADF4368 マイクロ波ブロードバンドシンセサイザー
図3:組み込まれたVCO付きのADF4368マイクロ波ブロードバンドシンセサイザーは,2.5-GHzから10GHzの周波数範囲で低ジッターCW RF出力を提供することができます. (画像源: Analog Devices, Inc.)
ADF4368の出力信号は9dBm (7.94mW) である.送信機ICが要求する低出力により,ADF4368の出力は7つのチャンネルに分けることができる.最大 128 つの 4 チャネルトランスミッターIC または 512 チャネルを駆動できる.
ADAR2001 送信 IC (図4) は ADF4368 から入力を受け取り,次に増やし,フィルター,弱め,分割,信号を増幅し,各ICに対して10GHzから40GHzの周波数を持つ4つのアンテナ出力チャンネルを供給する.