【摘要】：上世紀(jì)70年代,基于連續(xù)波的雷達(dá)式生命探測技術(shù)被首次提出,作為一種新興的生命探測技術(shù),其相比于其他生命探測方式具有非接觸性和不易受探測環(huán)境影響等明顯優(yōu)勢,因此,在軍事、災(zāi)后救援、安檢、反恐和醫(yī)療等諸多領(lǐng)域擁有廣闊的應(yīng)用前景。目前,生命探測雷達(dá)系統(tǒng)的發(fā)射信號主要包括正弦連續(xù)波信號(CW)、步進(jìn)頻率連續(xù)波信號(SFCW)、線性調(diào)頻連續(xù)波信號(LMFCW)、超寬帶脈沖信號(UWB)和隨機(jī)信號等,不同的發(fā)射信號有各自的優(yōu)勢和不足。物理隨機(jī)碼的功率譜寬且平坦,幅值較高,其自相關(guān)曲線類似于?函數(shù)并且具有較強(qiáng)的抗干擾能力,非常適合空間上的距離探測;利用正弦連續(xù)波信號進(jìn)行生命探測,提取算法簡單并且靈敏度高。因此,本文將物理隨機(jī)碼引入傳統(tǒng)的多普勒生命探測雷達(dá),設(shè)計(jì)了隨機(jī)碼-多普勒生命探測雷達(dá)系統(tǒng),以隨機(jī)碼調(diào)制的正弦連續(xù)波信號作為發(fā)射信號進(jìn)行生命信息和位置信息的檢測。主要研究工作包括:1.總結(jié)了現(xiàn)有生命探測雷達(dá)的硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)并分析了不同結(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn),總結(jié)了基于不同發(fā)射信號的生命探測技術(shù)并分析了不同探測信號進(jìn)行生命探測的優(yōu)缺點(diǎn),對現(xiàn)有生命信號提取算法的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了總結(jié)。提出將物理隨機(jī)碼信號引入到傳統(tǒng)多普勒生命探測雷達(dá)中,并設(shè)計(jì)了隨機(jī)碼-多普勒生命探測雷達(dá)系統(tǒng)。2.闡述了雷達(dá)式生命探測系統(tǒng)的探測原理,主要介紹了隨機(jī)碼-多普勒生命探測雷達(dá)系統(tǒng)利用連續(xù)波進(jìn)行生命探測,利用物理隨機(jī)碼信號對目標(biāo)位置信息進(jìn)行探測。搭建了傳統(tǒng)多普勒生命探測雷達(dá)實(shí)驗(yàn)平臺,并利用實(shí)驗(yàn)獲得的回波信號對生命信號的處理方法進(jìn)行了分析研究。3.設(shè)計(jì)了隨機(jī)碼-多普勒生命探測雷達(dá)的硬件系統(tǒng),主要包括硬件系統(tǒng)總體方案的選擇,系統(tǒng)信號源工作頻段的選擇和收發(fā)天線的設(shè)計(jì)制作�；贔PGA實(shí)現(xiàn)了200 MHz的物理隨機(jī)碼發(fā)生器,實(shí)驗(yàn)表明,物理隨機(jī)碼信號的幅值可達(dá)2 V,其功率譜寬且平坦,自相關(guān)曲線呈圖釘形,具有較好的相關(guān)特性和抗干擾能力。4.設(shè)計(jì)了隨機(jī)碼-多普勒生命探測雷達(dá)的軟件系統(tǒng),主要包括采集卡采集模塊和數(shù)據(jù)處理模塊。設(shè)計(jì)了隨機(jī)碼-多普勒生命探測雷達(dá)系統(tǒng)的操作界面。5.對設(shè)計(jì)的隨機(jī)碼-多普勒生命探測雷達(dá)系統(tǒng)的性能在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中進(jìn)行了測試,主要測試了系統(tǒng)的探測距離、穿透能力和分辨率,實(shí)驗(yàn)表明,該系統(tǒng)穿透20 cm厚度煤渣磚墻可探測到距墻體5 m范圍內(nèi)的人體呼吸頻率和位置信息,能夠檢測到60 cm厚度煤渣磚墻后0.5 m左右處人體目標(biāo)的呼吸頻率并對其定位,系統(tǒng)分辨率為0.75 m,與信號帶寬理論分辨率基本一致。
【圖文】：

線之間的距離使基帶信號的相移常量為 /2的偶數(shù)倍時隔 /4（ 為探測信號的波長）雷達(dá)會出現(xiàn)一次探測盲系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性，，因此必須解決系統(tǒng)的盲點(diǎn)問題[問題的硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要有正交解調(diào)結(jié)構(gòu)、雙邊帶結(jié)自注入鎖定結(jié)構(gòu)等。構(gòu)消除盲點(diǎn)采用如圖 1-1 所示的正交解調(diào)結(jié)構(gòu)解決系統(tǒng)的盲點(diǎn)問射到人體目標(biāo)被反射回來，回波信號通過系統(tǒng)內(nèi)部的正混頻解調(diào)，使得系統(tǒng)輸出兩路基帶信號始終相差 90°收通道不處于系統(tǒng)的探測盲點(diǎn)，從而保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性雷達(dá)結(jié)構(gòu)相對簡單，但難以保證兩個通道振幅和相位的

太原理工大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文-Contact Heartbeat Detector Measured from Four Sides of A Human Body》中介紹-2 所示的雙邊帶結(jié)構(gòu)生命探測雷達(dá)，在雙邊帶硬件系統(tǒng)中包含兩個本振信號，混頻后作為探測信號，回波信號分別與兩個本振信號進(jìn)行下變頻，實(shí)現(xiàn)兩個邊重新組合，使得輸出中頻信號的解調(diào)盲點(diǎn)和最佳解調(diào)點(diǎn)的距離差值變?yōu)?/16IF （頻波長），通過控制中頻信號的波長達(dá)到消除盲點(diǎn)的目的。雙邊帶結(jié)構(gòu)可有效的探測盲點(diǎn)并抑制直流偏移，但復(fù)雜的硬件結(jié)構(gòu)加大了系統(tǒng)成本。
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TN95

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王揚(yáng);朱振乾;陳明;諶鉞;劉應(yīng)菊;;穿墻生命探測系統(tǒng)干擾抑制方法的研究與實(shí)現(xiàn)[J];電子測量技術(shù);2009年09期

2 張力;;國內(nèi)第一套“生命探測系統(tǒng)”通過驗(yàn)收[J];安全與健康;2006年07期

3 馬超;陳維鋒;魯長江;;基于RFID技術(shù)的生命探測系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J];儀器儀表用戶;2012年02期

4 邱力軍,董秀珍,王健琪,王海濱,楊國勝,荊西京;生命探測系統(tǒng)中頻信號的采樣準(zhǔn)則和頻譜特性[J];第四軍醫(yī)大學(xué)學(xué)報(bào);2003年02期

5 宋燕星;高琴;姚振靜;郭純生;;主動紅外探測式視覺生命探測系統(tǒng)[J];紅外技術(shù);2012年09期

6 鮑天哲;鄭源飛;吳湘華;;蛇形機(jī)器人生命探測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J];中國科技信息;2013年02期

7 唐捷;高國華;趙京;;雷達(dá)式煤礦救援生命探測系統(tǒng)[J];煤礦機(jī)電;2008年02期

8 葉勇,王健琪,穆飛航,楊冬,荊西京,焦騰,路國華,倪安勝;基于DSP的非接觸生命探測系統(tǒng)中信號處理單元的研制[J];醫(yī)療衛(wèi)生裝備;2005年03期

9 段美霞;江勇;;基于CPCI規(guī)范的生命探測系統(tǒng)研究[J];電子技術(shù);2007年Z1期

10 段美霞;白娟;;聲振生命探測系統(tǒng)的CPCI實(shí)現(xiàn)[J];電子工程師;2007年12期

相關(guān)會議論文 前1條

1 崔麗真;;雷達(dá)式生命探測系統(tǒng)的研究[A];煤礦自動化與信息化——第21屆全國煤礦自動化與信息化學(xué)術(shù)會議暨第3屆中國煤礦信息化與自動化高層論壇論文集（上冊）[C];2011年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 韓潤澤;雷達(dá)式生命探測系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研制[D];太原理工大學(xué);2019年

2 吳蓉;基于FPGA的水下生命探測系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];成都理工大學(xué);2016年

3 孫濤;基于紅外熱成像的生命探測系統(tǒng)[D];燕山大學(xué);2011年

4 李寧;紅外光譜吸收式生命探測系統(tǒng)的研究[D];燕山大學(xué);2015年

5 肖忠源;分布式微型音頻生命探測系統(tǒng)的研制[D];成都理工大學(xué);2009年

6 覃武;基于FPGA的微弱生命信號檢測研究[D];華中科技大學(xué);2012年

7 詹鵬;DSP在雷達(dá)生命探測系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[D];成都理工大學(xué);2008年

8 沈軍;用于災(zāi)后救援的微型聲波生命探測系統(tǒng)[D];成都理工大學(xué);2008年

9 庹立權(quán);基于ARM的便攜式生命探測系統(tǒng)研究[D];華中科技大學(xué);2012年

10 李巖峰;雷達(dá)式生命探測系統(tǒng)中基于DSP的信號處理系統(tǒng)研究[D];第四軍醫(yī)大學(xué);2009年

本文編號：2703113