構(gòu)筑更加安全高效的安檢體系，是機(jī)場(chǎng)安檢行業(yè)的持續(xù)追求。毫米波安檢技術(shù)的快速更新和相關(guān)安檢儀產(chǎn)品的不斷迭代，近年來(lái)為該行業(yè)提供了的新應(yīng)用亮點(diǎn)。毫米波安檢儀對(duì)非金屬材料的探測(cè)能力受到廣泛好評(píng)，對(duì)人體的安全性、非接觸性的測(cè)量過(guò)程、和直觀的性能參數(shù)，也受到用戶(hù)的積極反響。

世界各國(guó)/區(qū)域的民航局積極推出相應(yīng)的認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)和許可證，例如歐洲民航會(huì)議ECAC的 版本1和2，美國(guó)交通運(yùn)輸安全局TSA的認(rèn)證，以及我國(guó)民航局的民航安檢設(shè)備許可證制度。

經(jīng)過(guò)幾年的進(jìn)化，新一代毫米波人體安檢的方向已經(jīng)更加明朗。早期有些產(chǎn)品用少量的射頻單元，機(jī)械方式移動(dòng)掃描。新一代產(chǎn)品則使用固定方式進(jìn)行測(cè)試。得益于工藝進(jìn)步和計(jì)算機(jī)運(yùn)算的飛速發(fā)展，儀器內(nèi)也大量引入新的信號(hào)處理技術(shù)，例如人工智能算法等。這些方向保證了系統(tǒng)更加穩(wěn)定，識(shí)別能力更強(qiáng)。

圖 1 R&S®QPS201毫米波快速人體安檢儀

近一兩年，新儀器的普及進(jìn)入了快速發(fā)展期，世界多個(gè)主要城市機(jī)場(chǎng)陸續(xù)大量啟用了新一代毫米波人體安檢儀，包括美國(guó)、英國(guó)、德國(guó)、法國(guó)、澳大利亞機(jī)場(chǎng)等，中國(guó)從今年啟動(dòng)并估計(jì)在未來(lái)幾年里會(huì)大量啟用毫米波人體安檢儀。此外，一些重點(diǎn)場(chǎng)所也開(kāi)始布置毫米波人體安檢儀，如大使館、政府機(jī)關(guān)、大型會(huì)場(chǎng)和體育場(chǎng)館等。

在前兩代產(chǎn)品獲得巨大成功的基礎(chǔ)上，羅德與施瓦茨推出的R&S®QPS201快速人體安檢儀，進(jìn)一步優(yōu)化了硬件設(shè)計(jì)、檢測(cè)算法、處理時(shí)間、安檢通道設(shè)計(jì)等等多種要素，提升了安檢儀的精度、效率、可靠性，契合全球各地機(jī)場(chǎng)的多樣化需求。目前已經(jīng)通過(guò)上述三大機(jī)構(gòu)的認(rèn)證許可，并在各大機(jī)場(chǎng)大量投入使用，以其高掃描速度，高分辨率和高檢出率廣受客戶(hù)的好評(píng)。

高精度、對(duì)人安全的檢測(cè)方案選擇

毫米波檢測(cè)技術(shù)主要檢查物體對(duì)毫米波頻段電磁波的反射，而非低頻的電磁感應(yīng)。因此對(duì)物體的材質(zhì)并無(wú)要求，而對(duì)其形狀特征十分敏感。相較于通過(guò)式金屬探測(cè)安檢門(mén)，R&S®QPS201極大地?cái)U(kuò)展了檢查物品范圍?？梢詸z出多種物品，包括陶瓷、玻璃、塑料、液體、顆粒等非金屬。

人體攜帶的物品尺寸一般從幾厘米級(jí)到幾毫米，因此安檢儀首選毫米波頻段。70~80GHz頻段的電磁波信號(hào)，其波長(zhǎng)較短，僅有3.8mm，信號(hào)的分辨率可以接近2~3mm，適合于測(cè)量人體表面攜帶的微小顆粒物。同時(shí)，毫米波對(duì)毛發(fā)具有一定的穿透能力，不至于對(duì)受檢人員的衣物造成大量虛警，減輕了安檢人員的工作負(fù)擔(dān)。相較而言，低頻段的毫米波探測(cè)設(shè)備雖然更容易實(shí)現(xiàn)，但其分辨率隨著頻率降低和波長(zhǎng)增加而變差，例如38GHz的信號(hào)只能探測(cè)4~5mm的物體，雖然經(jīng)濟(jì)，但不適用于最高標(biāo)準(zhǔn)的安檢工作。

該頻段的電磁波對(duì)人體無(wú)害，相較于X光，毫米波的電磁輻射是非電離輻射；相較于低頻的設(shè)備，毫米波輻射的探測(cè)深度僅到人體表皮，不會(huì)到達(dá)真皮以下。類(lèi)似技術(shù)目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于人體、醫(yī)學(xué)檢測(cè)、場(chǎng)地監(jiān)測(cè)和汽車(chē)?yán)走_(dá)，因此QPS系列選擇使用70-80GHz頻段。

信號(hào)功率方面，R&S®QPS201的發(fā)射功率強(qiáng)度不到手機(jī)的千分之一，每次掃描只需幾十毫秒。完全符合世界各國(guó)的電磁環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)。

精準(zhǔn)檢測(cè)、隱私保護(hù)、高效檢查、高可靠性

儀器對(duì)于可用性的需求是，在人流量大的公共場(chǎng)所，能夠高效、準(zhǔn)確地檢出攜帶的物體，區(qū)別于人體特征，從而標(biāo)識(shí)出違禁物品。并將之標(biāo)識(shí)在人形示意圖上，在保護(hù)乘客隱私的同時(shí)，便于安檢員根據(jù)部位提示進(jìn)行檢查。

在這方面，羅德與施瓦茨充分發(fā)揮業(yè)界領(lǐng)先的技術(shù)實(shí)力，為R&S®QPS201設(shè)計(jì)了兩面固態(tài)矩陣面板，內(nèi)含數(shù)千個(gè)收發(fā)天線(xiàn)，構(gòu)成一套高精度的雙面測(cè)量系統(tǒng)。測(cè)量過(guò)程中，每個(gè)天線(xiàn)僅工作一瞬間，儀器在幾十毫秒內(nèi)完成全部的信號(hào)探測(cè)工作。由于R&S®QPS201的天線(xiàn)數(shù)量和規(guī)模遠(yuǎn)超業(yè)界同類(lèi)產(chǎn)品，可以獲得更高信噪比的信號(hào)，利于后續(xù)程序計(jì)算識(shí)別可疑物。

圖 2 毫米波收發(fā)矩陣示意圖

在信號(hào)處理和可疑物識(shí)別方面，R&S®QPS201使用業(yè)界領(lǐng)先的數(shù)據(jù)處理加速器，將海量的信號(hào)數(shù)據(jù)加速處理，使得儀器對(duì)信號(hào)具有極高的合成運(yùn)算速度。物體檢測(cè)算法則使用了業(yè)界領(lǐng)先的AI人工智能技術(shù)，經(jīng)過(guò)大量的訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)，使得AI算法對(duì)體表物品的特征識(shí)別達(dá)到了很高的準(zhǔn)確度。針對(duì)國(guó)內(nèi)的安檢標(biāo)準(zhǔn)，R&S®QPS201特別提供了專(zhuān)用于中國(guó)國(guó)內(nèi)的算法模型，適應(yīng)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)需求。