Dispositivo de imaginología radiométrica portátil, y procedimiento de imaginología correspondiente.

Dispositivo de imaginología radiométrica portátil que comprende:

- al menos una primera y una segunda antenas 5 de recepción

(1, 2) capaces de captar las radiaciones electromagnéticas (r1, r2) respectivamente de un primer y de un segundo puntos (P1, P2) de un cuerpo o de un objeto, y de transformarlas respectivamente en una primera y una segunda señales (s1, s2) representativas de dicha radiación (r1, r2),

- al menos un primer y un segundo módulo de recepción (5, 6) asociados respectivamente a dichas primera y segunda antenas (1, 2), y capaces de recibir respectivamente dichas primera y segunda señales (s1, s2) representativas de dichas radiaciones (r1, r2), y de transformarlas respectivamente en una primera y una segunda señales eléctricas (se1, se2),

- una unidad de procesamiento digital (3) capaz de crear, a partir de dichas primera y segunda señales eléctricas (se1, se2), al menos una señal digital representativa de dichas radiaciones electromagnéticas, y que será presentada por una pantalla como imagen de dicho cuerpo u objeto,

caracterizado por que el primer y el segundo módulos de recepción (5, 6) comprenden un módulo de reducción de frecuencia (12), y por que el dispositivo comprende además:

- al menos un módulo de deconvolución, capaz de deconvolucionar las primera y segunda señales eléctricas (se1, se2) en la salida respectivamente del primer y del segundo módulos de recepción (5, 6),

- un módulo de correlación (4) capaz de correlacionar dichas primera y segunda señales eléctricas (se1, se2) deconvolucionadas para formar al menos una señal representativa de la radiación electromagnética de la intersección de dichos primer y segundo puntos (P1, P2) de dicho cuerpo u objeto.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/FR2010/050831.

Solicitante: Microwave Characterization Center.

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: 5 rue du Colibri 59650 Villeneuve d'Ascq FRANCIA.

Inventor/es: WERQUIN,MATTHIEU, THOUVENIN,NICOLAS, VANDENBROUCK,SIMON, GAQUIERE,CHRISTOPHE, BUE-ERKMEN,FRÉDÉRIC, VELLAS,NICOLAS.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION G — FISICA > METROLOGIA; ENSAYOS > MEDIDA DE TEMPERATURAS; MEDIDA DE CANTIDADES DE CALOR;... > G01K11/00 (Medida de la temperatura basada en las variaciones físicas o químicas, que no entran en los grupos G01K 3/00, G01K 5/00, G01K 7/00, ó G01K 9/00)

PDF original: ES-2455226_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Dispositivo de imaginología radiométrica portátil, y procedimiento de imaginología correspondiente La presente invención tiene por objeto un dispositivo de imaginología radiométrica portátil, así como un procedimiento de imaginología correspondiente. La presente invención puede aplicarse, particularmente, a la detección de objetos portados por pasajeros o contenidos en el equipaje, en lugares tales como aeropuertos o estaciones.

Las cuestiones de seguridad, por ejemplo debido a riesgos de atentado, son cuestiones importantes en los países de todo el mundo.

Se han desarrollado o están en curso de desarrollo cierto número de sistemas de detección, como puertas de embarque de aeropuerto que utilizan radiometría para detectar cualesquiera objetos (metálicos o no) portados por pasajeros, sistemas de imaginología infrarroja, sistemas de detección bacteriológicos (cromatógrafo, espectrómetro) .

Todos estos sistemas presentan diferentes prestaciones, según su tecnología pero son también muy costosos y voluminosos.

En efecto, no existe ningún dispositivo portátil de verificación de equipajes, que permitiera por ejemplo cartografiar el contenido del equipaje dejado sin vigilancia en lugares públicos, estaciones ferroviarias o de autobuses, las áreas de descanso en autopista, los vestíbulos de aeropuerto, el metro, etc...

Cuando un equipaje sospechoso es descubierto en un lugar público de fuerte afluencia, los servicios de seguridad (artificieros) especializados son avisados para intervenir. Los tiempos de intervención pueden ser largos a causa de la disponibilidad de estos servicios, de la complejidad de intervención (localización intra- o extramuros) . Estas perturbaciones del tráfico son, hoy en día, un factor de descontento de los usuarios, así como una pérdida económica importante.

La presencia de dichos equipajes en las estaciones ferroviarias por ejemplo, genera de este modo una parálisis total del tráfico durante varios minutos, incluso varias horas y conlleva, por consiguiente, un trastorno general del tráfico en las líneas.

Para reducir, incluso eliminar, estas perturbaciones, es necesario, por lo tanto, poder utilizar un dispositivo de imaginología portátil que permita producir in situ, una imagen del contenido de los equipajes o paquetes sospechosos sin tener que tocarlos.

En la presente invención, el interés se centra en los dispositivos llamados radiométricos.

El principio de dichos dispositivos se basa en la medición radiométrica en campo lejano.

La radiometría es un término bastante amplio que designa la medición de la intensidad de la radiación electromagnética, ya sea ionizante o no ionizante.

Una radiación ionizante posee suficiente energía para arrancar electrones a los átomos o a las moléculas cuando golpea o atraviesa una sustancia (por ejemplo: rayos X e y, partículas a y 1) .

En oposición, una radiación no ionizante presenta una energía reducida (por ejemplo: ondas hertzianas, microondas, luz visible...) .

El principio de un dispositivo radiométrico se basa, por lo tanto, en la determinación de la magnitud física «temperatura». El principio físico empleado por este tipo de medición es la radiación electromagnética de origen térmico que emite todo cuerpo cuya temperatura es diferente de cero grados kelvin. El interés principal de dichas mediciones es que son no invasivas a profundidades mucho mayores que las del infrarrojo.

De este modo, todo cuerpo cuya temperatura física sea diferente de cero grados kelvin emitirá una potencia de ruido en direcciones del espacio impuestas por su topología.

El objeto de la invención es, por lo tanto, proponer un dispositivo radiométrico que permita al personal de seguridad cualificado de estaciones, aeropuertos, etc..., visualizar el contenido de estos equipajes sin asumir riesgos, y constatar por sí mismos su peligrosidad.

Esta herramienta permite intervenir rápidamente, consolidando el aspecto de la seguridad. También podría ser utilizado por los artificieros en sus intervenciones cotidianas in situ para identificar, entre otros, el tipo de explosivo, el mecanismo de activación de una bomba, limitando considerablemente los riesgos.

Uno de los problemas más importantes vinculados al desarrollo de dicha herramienta se refiere al conflicto entre portabilidad del dispositivo y resolución espacial de la imagen.

De este modo, el método de elaboración de una imagen de resolución correcta plantea dificultades relativas particularmente al número y el tipo de antenas, la sensibilidad radiométrica, el tiempo de realización de una imagen, la profundidad de investigación, el método de calibrado de cada canal, etc...

Por otro lado, el dispositivo buscado debe ser capaz de detectar objetos de muy pequeño tamaño midiendo la potencia de ruido emitido.

Además, el dispositivo debe presentar una sensibilidad lo más reducida posible para detectar variaciones de temperatura lo más reducidas posible.

El objeto de la invención es, por lo tanto, aportar una solución a todos o parte de estos problemas, proponiendo un dispositivo de imaginología radiométrica portátil, sensible y de alta resolución espacial.

La invención se refiere, por lo tanto, a un dispositivo de imaginología radiométrica portátil.

El dispositivo comprende al menos dos antenas de recepción capaz de captar las radiaciones electromagnéticas respectivamente de un primer y de un segundo puntos de un cuerpo o de un objeto, y para transformarlas en una primera y una segunda señales representativas de estas radiaciones.

El dispositivo comprende también dos módulos de recepción asociados respectivamente a las dos antenas, y capaces de recibir, respectivamente, las primera y segunda señales representativas de las radiaciones, y para transformarlas, respectivamente, en una primera y una segunda señales eléctricas.

El dispositivo comprende, además, una unidad de procesamiento digital capaz de crear, a partir de las primera y segunda señales eléctricas, una o varias señales digitales representativas de las radiaciones electromagnéticas, y que será o serán presentadas por una pantalla como imagen del cuerpo u objeto.

De forma característica, los módulos de recepción comprenden un módulo de reducción de frecuencia y el dispositivo de imaginología comprende al menos un módulo de deconvolución, capaz de deconvolucionar las primera y segunda señales eléctricas en la salida respectivamente del primer y del segundo módulos de recepción. El dispositivo de imaginología comprende, además, un módulo de correlación capaz de correlacionar las primera y segunda señales eléctricas deconvolucionadas para formar al menos una señal representativa de la radiación electromagnética de la intersección de los primer y segundo puntos del cuerpo u objeto.

De este modo, gracias al módulo de correlación, el dispositivo de la invención presenta un volumen reducido, por lo tanto una mejor portabilidad, y ofrece una resolución espacial importante en la imagen, al tiempo que disminuye la temperatura de ruido del sistema.

El interés principal de la invención se refiere, por lo tanto, a la utilización de un módulo de correlación, asociado a dos antenas por medio de dos módulos de recepción.

Este módulo de correlación permite producir el producto de correlación de las señales procedentes de las dos antenas a través de su circuito de recepción asociado, a las que se añade el ruido propio de los circuitos de recepción.

Además, las antenas, asociadas a un elemento óptico de focalización común a éstas, están dispuestas de tal modo que reciben las señales procedentes... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Dispositivo de imaginología radiométrica portátil que comprende:

- al menos una primera y una segunda antenas de recepción (1, 2) capaces de captar las radiaciones electromagnéticas (r1, r2) respectivamente de un primer y de un segundo puntos (P1, P2) de un cuerpo o de un objeto, y de transformarlas respectivamente en una primera y una segunda señales (s1, s2) representativas de dicha radiación (r1, r2) ,

- al menos un primer y un segundo módulo de recepción (5, 6) asociados respectivamente a dichas primera y segunda antenas (1, 2) , y capaces de recibir respectivamente dichas primera y segunda señales (s1, s2) representativas de dichas radiaciones (r1, r2) , y de transformarlas respectivamente en una primera y una segunda señales eléctricas (se1, se2) ,

- una unidad de procesamiento digital (3) capaz de crear, a partir de dichas primera y segunda señales eléctricas (se1, se2) , al menos una señal digital representativa de dichas radiaciones electromagnéticas, y que será presentada por una pantalla como imagen de dicho cuerpo u objeto,

caracterizado por que el primer y el segundo módulos de recepción (5, 6) comprenden un módulo de reducción de frecuencia (12) , y por que el dispositivo comprende además:

- al menos un módulo de deconvolución, capaz de deconvolucionar las primera y segunda señales eléctricas (se1, se2) en la salida respectivamente del primer y del segundo módulos de recepción (5, 6) ,

- un módulo de correlación (4) capaz de correlacionar dichas primera y segunda señales eléctricas (se1, se2) deconvolucionadas para formar al menos una señal representativa de la radiación electromagnética de la intersección de dichos primer y segundo puntos (P1, P2) de dicho cuerpo u objeto.

2. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que el primer y/o el segundo módulos de recepción (5, 6) comprenden un módulo de transición (7) que comprende, preferentemente, un diodo (8) de inyección de ruido conectado a un acoplador (9) , estando dicho acoplador (9) preferentemente conectado a un amplificador de ruido bajo (10) .

3. Dispositivo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado por que los módulos de reducción de frecuencia (12) comprenden un mezclador milimétrico (13) y un amplificador de ruido bajo de baja frecuencia (14) .

4. Dispositivo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que los módulos de recepción (5, 6) y la unidad de procesamiento digital (3) están colocados en un mismo chip de semiconductor.

5. Dispositivo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que el dispositivo comprende un módulo (17) de conversión de las primera y segunda señales eléctricas (se1, se2) respectivamente en una primera y una segunda señales digitales (sn1, sn2) , y por que el módulo de correlación (4) es un módulo de correlación digital (4) de dichas señales digitales (sn1, sn2) , preferentemente integrado en la unidad de procesamiento (3) .

6. Procedimiento de imaginología radiométrica que comprende:

- una etapa de recepción y de transformación en primera y segunda señales eléctricas (se1, se2) , por al menos un primer y un segundo módulos de recepción (5, 6) , respectivamente de una primera y de una segunda señales (s1, s2) representativas de las radiaciones (r1, r2) de un primer y de un segundo puntos (P1, P2) de un cuerpo o de un objeto captados por una primera y una segunda antenas (1, 2) ,

- una etapa de creación por una unidad de procesamiento digital (3) , a partir de dichas primera y segunda señales eléctricas (se1, se2) , de al menos una señal digital representativa de dichas radiaciones electromagnéticas (r1, r2) y que será presentada por una pantalla como imagen de dicho cuerpo u objeto, caracterizado por que la etapa de recepción y de transformación comprende una etapa de reducción de la frecuencia de dichas señales eléctricas (se1, se2) , y por que dicho procedimiento comprende, además, una etapa de deconvolución de dichas primera y segunda señales eléctricas (se1, se2) a continuación una etapa de correlación de dichas primera y segunda señales eléctricas (se1, se2) deconvolucionadas para formar al menos una señal representativa de la radiación electromagnética de la intersección de dichos primer y segundo puntos (P1, P2) de dicho cuerpo u objeto.

7. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado por que las primera y segunda señales eléctricas son convertidas respectivamente en una primera y una segunda señales digitales, (sn1, sn2) por un módulo

(17) de conversión, y por que la etapa de correlación se implementa en dichas señales digitales (sn1, sn2) .

8. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado por que la etapa de correlación comprende:

- al menos una etapa de cálculo, a partir de las primera y segunda señales digitales (sn1, sn2) , de al menos una

señal digital de correlación representativa de la radiación electromagnética de la intersección de los primer y segundo puntos (P1, P2) del cuerpo u objeto,

- al menos una etapa de creación por cálculo de al menos una tercera señal digital representativa de la radiación electromagnética de una zona vecina del primer y/o segundo puntos (P1, P2) ,

- al menos una etapa de cálculo, a partir por un lado de la primera y/o de la segunda señal digital y por otro lado de la tercera señal digital, de al menos una señal digital de correlación representativa de la radiación electromagnética de la intersección del primer y/o del segundo puntos (P1, P2) del cuerpo u objeto con dicha zona vecina.

9. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado por que la etapa de creación por cálculo de la tercera señal digital representativa de la radiación electromagnética de la zona vecina del primer y/o segundo puntos (P1, P2) comprende una etapa de desajuste temporal o de desfase de la primera y/o segunda señales digitales (sn1, sn2) .

10. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 8 y 9, caracterizado por que comprende una etapa de cálculo de la diferencia entre, por un lado, la señal digital de correlación representativa de la radiación electromagnética de la intersección de los primer y segundo puntos (P1, P2) del cuerpo u objeto y, por otro lado, la señal digital de correlación representativa de la radiación electromagnética de la intersección del primer y/o del segundo puntos (P1, P2) del cuerpo u objeto con dicha zona vecina.

11. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 6, caracterizado por que la etapa de correlación se implementa directamente en las primera y segunda señales eléctricas (se1, se2) , y por que genera al menos una señal eléctrica de salida que es convertida en al menos una señal digital (sn1) por un módulo (17) de conversión de cara a un procesamiento por la unidad de procesamiento (3) .