发明内容

本发明所要解决的技术问题在于：如何解决在高频段毫米波安检仪中收发阵列中存在的系统体积大，成本高，内部连线多，不易于集成和产品化等问题，提供了一种有源毫米波太赫兹阵列。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的，本发明包括发射有源阵列和接收有源阵列、中频网络和控制系统，所述发射有源阵列包括发射馈电网络、发射多通道多功能芯片和发射天线阵列，所述发射馈电网络、所述发射多通道多功能芯片、所述发射天线阵列依次连接，所述接收有源阵列包括接收馈电网络、接收多通道多功能芯片和接收天线阵列，所述接收馈电网络、所述接收多通道多功能芯片和所述接收天线阵列依次连接，所述中频网络为所述接收多通道多功能芯片混频后的中频信号连接到信号处理板的网络，所述控制系统通过特定接口分别与所述发射多通道多功能芯片、所述接收多通道多功能芯片、所述中频网络的控制接口连接，控制收发多通道多功能芯片和中频网络按一定的时序进行通道切换，所述有源毫米波太赫兹阵列工作频段为毫米波到太赫兹频段。

更进一步地，所述发射有源阵列包括发射馈电网络、M1(M1≥2)个发射多通道多功能芯片和发射天线阵列。

更进一步地，所述的发射馈电网络可以采用多级功分网络、多级开关矩阵或两者混合形式等给多个发射多通道多功能芯片提供射频信号。

更进一步地，所述发射多通道多功能芯片包含变频器、功率放大器、通道切换、移相器、衰减器等两种及两种以上的功能组件，发射多通道多功能芯片的输出通道数N1≥2。

更进一步地，所述发射天线阵列的天线单元是平面天线、喇叭天线、螺旋天线等形式，或是封装天线、片上天线等，发射天线阵列可以一维线阵、二维平面阵或多维阵等。

更进一步地，所述接收有源阵列包括接收馈电网络、M2(M2≥2)个接收多通道多功能芯片和接收天线阵列。

更进一步地，所述的接收馈电网络可以采用多级功分网络、多级开关矩阵或两者相结合的形式给多个接收多通道多功能芯片提供本振信号。

更进一步地，所述接收多通道多功能芯片包含低噪声放大器、功率放大器、混频器、变频器、移相器、衰减器、通道切换等三种及三种以上的功能模块，接收多通道多功能芯片的输入通道数N2≥2个。

更进一步地，所述接收天线阵列的天线单元是平面天线、喇叭天线、螺旋天线等，或是封装天线、片上天线等，天线阵列可以一维线阵、二维面阵或多维阵等。

更进一步地，接收与发射多通道多功能芯片的数量可以不相同，接收与发射多通道多功能芯片的输出通道数也可以不相同。

更进一步地，所述中频网络有两种实现方式，一是所有中频信号直接连接信号处理板的输入接口，二是中频网络通过功分网络和开关矩阵相结合的形式与信号处理板的输入端口连接。

更进一步地，所述控制系统有电压转换功能，将外部提供的直流或交流电压转换成接收、发射多通道多功能芯片需要的工作电压。

更进一步地，所述控制系统有一定的存储功能，内部储存有源毫米波太赫兹收发阵列的时序真值表，通过外部的出发触发信号，控制接收、发射多通道多功能芯片和中频网络的控制信号电平按真值表输出高低电平，实现时序控制。控制系统外部包含一个初始状态的控制信号，可以将接收、发射多通道多功能芯片和中频网络的控制信号在任意时刻都可以强制恢复到原始状态。

更进一步地，所述有源毫米波收发阵列的波束扫描功能是通过控制系统调节接收、发射多通道多功能芯片中移相器和衰减器的相位和幅度，调整不同天线单元的合成权重系数，以实现波束方向的自动扫描。

更进一步地，所述有源毫米波收发阵列的发射信号通过发射馈电网络传输到发射多通道多功能芯片的输入端，外部触发信号通过控制系统打开相应的发射多通道多功能芯片，发射信号经过发射多通道多功能芯片变为更高频段的发射信号，传输到发射天线阵列的输入端，经过天线辐射到空间。

更进一步地，所述有源毫米波收发阵列的接收本振信号通过接收馈电网络传输到接收多通道多功能芯片，为接收多通道多功能芯片的混频功能提供本振信号。接收天线阵列接收到空间的反射信号，外部触发信号通过控制系统同时打开相应的接收多通道多功能芯片和中频网络的通道，反射信号经过接收多通道多功能芯片的放大、混频等功能变为中频信号。中频信号通道中频网络传输到信号处理板进行后续的数据处理。

本发明相比现有技术具有以下优点：该有源毫米波太赫兹阵列，相比于常见的开关矩阵，使用频段范围可以更高，可以实现高度集成化、小型化和产品化；在频段达到高频段时，可以将天线阵列和多通道多功能芯片集成在一起，进一步减小收发阵列的体积，可以在安检、医疗、雷达等各种领域内实现手持式系统，值得被推广使用。