構(gòu)筑更加安全高效的安檢體系，是機場安檢行業(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，近年來為該行業(yè)提供了的新應(yīng)用亮點。毫米波安檢儀對非金屬材料的探測能力受到廣泛好評，對人體的安全性、非接觸性的測量過程、和直觀的性能參數(shù)，也受到用戶的積極反響。

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

經(jīng)過幾年的進化，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，機械方式移動掃描。新一代產(chǎn)品則使用固定方式進行測試。得益于工藝進步和計算機運算的飛速發(fā)展，儀器內(nèi)也大量引入新的信號處理技術(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，識別能力更強。

圖 1 R&S®QPS201毫米波快速人體安檢儀

近一兩年，新儀器的普及進入了快速發(fā)展期，世界多個主要城市機場陸續(xù)大量啟用了新一代毫米波人體安檢儀，包括美國、英國、德國、法國、澳大利亞機場等，中國從今年啟動并估計在未來幾年里會大量啟用毫米波人體安檢儀。此外，一些重點場所也開始布置毫米波人體安檢儀，如大使館、政府機關(guān)、大型會場和體育場館等。

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，進一步優(yōu)化了硬件設(shè)計、檢測算法、處理時間、安檢通道設(shè)計等等多種要素，提升了安檢儀的精度、效率、可靠性，契合全球各地機場的多樣化需求。目前已經(jīng)通過上述三大機構(gòu)的認證許可，并在各大機場大量投入使用，以其高掃描速度，高分辨率和高檢出率廣受客戶的好評。

高精度、對人安全的檢測方案選擇

毫米波檢測技術(shù)主要檢查物體對毫米波頻段電磁波的反射，而非低頻的電磁感應(yīng)。因此對物體的材質(zhì)并無要求，而對其形狀特征十分敏感。相較于通過式金屬探測安檢門，R&S®QPS201極大地擴展了檢查物品范圍?？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，其波長較短，僅有3.8mm，信號的分辨率可以接近2~3mm，適合于測量人體表面攜帶的微小顆粒物。同時，毫米波對毛發(fā)具有一定的穿透能力，不至于對受檢人員的衣物造成大量虛警，減輕了安檢人員的工作負擔(dān)。相較而言，低頻段的毫米波探測設(shè)備雖然更容易實現(xiàn)，但其分辨率隨著頻率降低和波長增加而變差，例如38GHz的信號只能探測4~5mm的物體，雖然經(jīng)濟，但不適用于最高標(biāo)準(zhǔn)的安檢工作。

該頻段的電磁波對人體無害，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，毫米波輻射的探測深度僅到人體表皮，不會到達真皮以下。類似技術(shù)目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于人體、醫(yī)學(xué)檢測、場地監(jiān)測和汽車?yán)走_，因此QPS系列選擇使用70-80GHz頻段。

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

精準(zhǔn)檢測、隱私保護、高效檢查、高可靠性

儀器對于可用性的需求是，在人流量大的公共場所，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)識出違禁物品。并將之標(biāo)識在人形示意圖上，在保護乘客隱私的同時，便于安檢員根據(jù)部位提示進行檢查。

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)實力，為R&S®QPS201設(shè)計了兩面固態(tài)矩陣面板，內(nèi)含數(shù)千個收發(fā)天線，構(gòu)成一套高精度的雙面測量系統(tǒng)。測量過程中，每個天線僅工作一瞬間，儀器在幾十毫秒內(nèi)完成全部的信號探測工作。由于R&S®QPS201的天線數(shù)量和規(guī)模遠超業(yè)界同類產(chǎn)品，可以獲得更高信噪比的信號，利于后續(xù)程序計算識別可疑物。

圖 2 毫米波收發(fā)矩陣示意圖

在信號處理和可疑物識別方面，R&S®QPS201使用業(yè)界領(lǐng)先的數(shù)據(jù)處理加速器，將海量的信號數(shù)據(jù)加速處理，使得儀器對信號具有極高的合成運算速度。物體檢測算法則使用了業(yè)界領(lǐng)先的AI人工智能技術(shù)，經(jīng)過大量的訓(xùn)練實驗，使得AI算法對體表物品的特征識別達到了很高的準(zhǔn)確度。針對國內(nèi)的安檢標(biāo)準(zhǔn)，R&S®QPS201特別提供了專用于中國國內(nèi)的算法模型，適應(yīng)國內(nèi)市場需求。