毫米波扫描仪是如何工作的

假定的姿势，机场安检的身体扫描姿势也就是。2009年12月30日，这名志愿者站在罗纳德·里根国家机场运输安全管理局系统集成设施的毫米波扫描仪内。

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在我们进入毫米波扫描仪之前，我们需要后退一步，回顾一些基本信息电磁辐射，它以电场和磁场产生的能量波的形式存在于自然界中。这些波在太空中传播，大小或波长各不相同。例如，伽马射线的波长约为0.000000000001米，或0.000000001毫米。x射线它的波长约为0.0000000001米，或0.0000001毫米。可见光波的长度约为0.000001米，或0.001毫米。所有频率的波的全部集合，被称为电磁波谱．

现在考虑一个落在0.001米(1毫米)到0.01米(10毫米)之间的波。科学家们将这一小段电磁波谱中的能量称为毫米波辐射．毫米波有多种用途，但在无线电广播和手机传输中尤其重要。而且，由于毫米波的波长比天然纤维和合成纤维大，它们往往能穿过大多数材料，比如衣服，这使它们成为扫描技术的理想候选对象。

毫米波扫描仪通过一系列小的、像圆盘一样的发射器相互堆叠，就像脊柱中的椎骨一样产生波。一台机器包含两个这样的栈，每个栈都被一个弯曲的保护壳所包围雷达天线罩它由一根围绕中心点旋转的杆连接。每个发射器发射一个能量脉冲，它以波的形式传播到站在机器里的人身上，穿过人的衣服，反射到人的皮肤或隐藏的固体和液体物体上，然后再传播回来，这时发射器就像接收器一样，检测信号。由于有几个发射机/接收器盘垂直堆放在一起，而且这些盘围绕着人旋转，所以该设备可以形成从头到脚、从前到后的完整图像。

扫描仪系统中的软件的工作是解释数据并将图像呈现给TSA操作员。该软件可以生成被摄者的三维黑白全身轮廓。它还采用了一种称为自动目标识别,或ATR这意味着它可以检测到威胁，并将其突出显示以方便识别。ATR技术能够检测液体、凝胶、塑料、粉末、金属和陶瓷，以及标准和自制炸药、毒品和货币。

ATR软件还可以做其他事情。没有这种软件的扫描仪形成的图像揭示了一个人独特的地形，但在某种程度上看起来像一个粗糙成型的石墨原型。换句话说，你可以看到一些身体特征，但不像超人或后向散射扫描仪，两者都具有x光视力。配备ATR软件的毫米波扫描仪可以生成一个人的一般轮廓——对每个人都是一样的——突出显示可能需要额外筛查的任何区域。

2011年2月，拉斯维加斯机场的监视器显示了自动目标识别软件，该软件负责创建一个人身体的通用显示。将此图像与下一页更详细的毫米波身体图像进行比较。

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毫米波扫描仪则不然金属探测器．它们实际上是透过衣服来寻找一个人可能试图隐藏的金属和非金属物体。要想看得清楚，进入扫描仪的乘客必须遵循一定的程序。这里是你可以期待的，如果你进入其中一个大约600毫瓦的扫描仪在使用机场2012年全美范围内:

无论哪种方式，扫描时间都不到10秒，不会带来任何痛苦或尴尬。但如果你强烈认为毫米波扫描仪的全身扫描侵犯了你的隐私，你可以选择退出筛查过程。不过，你会接受另一种检查，包括身体搜身。

根据运输安全管理局的说法，比起身体检查，大多数人更喜欢扫描过程。事实上，超过99%的乘客选择使用这种技术进行安检，而不是其他安检程序[来源:TSA]。使用人工关节或其他植入医疗设备的人更喜欢毫米波扫描仪，因为他们不必担心老式金属探测器的假阳性。

与您刚才看到的通用身体轮廓相比，2009年12月引入毫米波扫描仪后产生的这张图像提供了更多的细节。

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运输安全管理局一开始安装毫米波扫描仪，公众就开始提出问题，主要涉及隐私和安全。对于前一类人，人们反对陌生人偷看自己衣服下面的私密细节，或暴露乳房切除、结肠造口器、阴茎植入物和导管的证据。美国公民自由联盟(American Civil Liberties Union)的一名代表将全身成像描述为“无非是电子脱衣搜查”。

为了平息骚动，运输安全管理局对毫米波扫描仪采取了一些预防措施。其中之一，正如我们已经讨论过的，包括在许多机器上安装自动目标识别软件。该软件将每个主题呈现为通用大纲，可疑的区域突出显示。如果它在扫描中没有发现任何可疑的东西，它就会显示“OK”这个词，而没有任何图像。对于没有ATR软件的扫描仪，查看结果图像的安全操作员坐在一个远程位置，并与操作机器的代理进行无线通信。没有机器能够存储图像。一旦远程安全人员完成他或她的检查，每张图像将自动删除。也就是说，什么是没有例外的规则呢?美国法警未能删除佛罗里达州法院用毫米波系统捕捉到的数千张图像。是的，成千上万[来源:McCullagh］．

当然，这些措施都不能保护乘客免受海浪本身的有害影响。幸运的是，几项研究已经确定，毫米波扫描仪对乘客、飞行员或操作机器的TSA人员几乎没有什么风险。这些扫描仪产生的波比x射线并且是非电离的种类。电离辐射有足够的能量从原子中去除电子，但无线电波、可见光和微波没有这种能力。因此，它们不会改变蛋白质和核酸等生物分子的结构。

毫米波扫描仪更大的问题似乎是大量的错误警报。它们会被尺寸接近能量波长的物体所欺骗。换句话说，衣服上的褶皱、纽扣甚至汗珠都会让机器感到困惑，从而让它检测出它认为是可疑的物体。当德国测试毫米波扫描仪时，安全官员报告的假阳性率为54%，这意味着每一个通过机器的人都需要搜身，没有发现武器或隐藏物体[来源:Grabell和Salewski］．由于这些令人失望的结果，法国和德国停止使用毫米波扫描仪，使他们没有更好的选择来扫描乘客。

毫米波扫描仪引起了轰动，但类似的波每天都在我们身边，帮助我们做我们现在认为理所当然的事情。例如，你的手机依赖毫米波技术来发送和接收数据和电话。那智能手机活动是通过通信卫星进行的，它从地面站接收微波信号，然后将其作为下行传输定向到多个目的地。记住电磁波是有波长范围的。它们也有一定的频率范围，这是对每秒通过某一点的波峰数量的测量。用于卫星通信的微波是超高频波，即SHF，在3千兆赫到30千兆赫(GHz)之间。

下一代天气雷达NEXRAD也使用3千兆赫范围的波来帮助气象学家进行天气预报。NEXRAD依靠多普勒效应来计算雨、雪和天气锋面的位置和速度。首先，雷达单元发射一个能量脉冲，该脉冲在空气中传播，直到遇到一个物体，如雨滴。然后这个装置会听到回声——从物体反射回来的能量。通过不断发送脉冲流并监听回声，该系统能够创建特定地区的彩色天气图像。

天文学家利用30 - 300千兆赫范围内的极高频率(EHF)波来研究距离地球数百万光年的恒星和星系的形成。这些科学家使用射电望远镜“看到”毫米和亚毫米波长的能量，而不是传统的感知光的望远镜。因为地面上的结构会干扰这些波，所以射电望远镜通常被放置在很高的位置。例如，毫米波天文学综合研究阵列(CARMA)包括位于加利福尼亚州大松市附近的Inyo山的23个无线电天线。

所以，毫米波很好理解，在我们经常使用的许多应用中很常见。即使是微波炉在你的厨房里，用一种来自窄带电磁波谱的能量来处理食物。在机场安检中采用这种技术是一种自然且无害的技术延伸，尤其是当你考虑到它试图防止的灾难类型时。截至2012年11月，美国运输安全管理局已经在美国各地的机场安装了数百台毫米波扫描仪。在国际上，包括加拿大、荷兰、意大利、澳大利亚和英国在内的几个国家的机场和公共交通系统都在使用这种扫描仪。