阅读数:2025年05月15日
随着公共安全需求升级,毫米波安检技术因具备穿透性强、非电离辐射等优势,在机场、高铁站等场所得以广泛应用。然而传统系统受限于衍射极限和噪声干扰,成像分辨率与检测效率面临瓶颈。近年来,超表面(Metasurface)作为人工电磁结构,为突破这一瓶颈提供了全新思路。
超表面通过亚波长单元结构的精确排布,可实现电磁波振幅、相位及偏振态的灵活调控。研究团队将超表面集成至毫米波安检系统发射端,利用其异常折射特性构建聚焦波束,使探测能量集中作用于被检物体表面。实验数据显示,在325GHz工作频段下,超表面透镜可将波束半功率宽度压缩至传统系统的1/3,显著提升横向分辨率。
针对金属刀具等危险品的检测需求,团队创新性地设计了梯度折射率超表面。该结构在金属-介质交界处产生局域场增强效应,使金属物体的边缘散射信号强度提升8dB以上。通过时域有限差分(FDTD)仿真验证,改进后的系统对0.5mm细金属丝的检出率从72%提升至94%。
在图像处理层面,结合压缩感知算法与超表面调控特性,开发了自适应噪声抑制技术。该系统能根据物体材质动态调整采样矩阵,将典型安检场景下的图像信噪比(SNR)从15dB优化至28dB。某国际机场的实测案例表明,改进后的设备对行李箱夹层中1mm厚液体的检测准确率提高40%,误报率下降至2%以下。
当前技术仍需解决大规模超表面阵列的加工一致性难题。未来随着纳米压印工艺的发展,该技术有望在5年内实现商业化部署,为智慧安检提供更高效的解决方案。
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