战场安全生命体征雷达探测技术研究

发布时间：2020-10-08 15:55

　　 连续波雷达生命体征探测技术是生命探测领域的一个重要技术手段,其利用呼吸和心跳引起的雷达波多普勒效应,对实际环境下的生命体进行非可视、非接触的目标探测。通过滤波、时频域信号检测等手段,最终给出目标的心跳、呼吸频率及相关判别。本文立足于复杂环境下的体征信号探测问题,旨在解决对探测结果产生影响的杂波干扰。本文设计了相关硬件辅助电路采集信号,研究去除生命体征信号中的杂波干扰。通过建立雷达回波模型,分析得出了生命体征信号探测的主要干扰来源——系统误差、人体摆动及环境误差。基于呼吸和心跳信号的低频特性,设计了具有陡峭过渡带的IIR滤波器及小波变换滤波,同时设计谐波抑制算法,防止呼吸信号对心跳信号的干扰。充分的实验证实了以上方法的有效性。
【学位单位】：国防科技大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：E91;TN957.51
【部分图文】：

图 1. 1 超低频电磁能生命探测仪俄罗斯等国家在雷达波生命探测仪研究方面起步较先进，我国主要在 1998 年之后才进行雷达波生命的发展，按照探测雷达类型的不同，主要有以下几探测雷达（CW-LDR）、超宽带生命探测雷达[5]（U[6][7]（LFCW-LDR）

图 1. 2 SJ-3000 生命探测仪1.3 论文的主要工作及结构安排生命体征探测技术是生命探测领域的主要研究方向，具有重要的目的在于设计连续波雷达生命探测系统，为战场生命安全监章节安排如下：：绪论论文选题的研究意义、国内外研究进展进行阐述。：雷达系统探测原理生命体征信号的模型、环境杂波模型进行分析和介绍，并针对特点，介绍了探测原理。：基于 IIR 滤波和谐波抑制的体征信号探测系统采集到生命体征之后，在数字信号处理端，设计了滤波器

（a）呼吸信号滤波器 （b）心跳信号滤波器图 3. 1 信号分离滤波器频率响应图3.2.2 谐波抑制当两个弱微正弦信号的振动频率较为接近，同时信号的幅度相差较大，此时其中一个微振动的谐波分量会落入另一个振动源的频带范围内，甚至其信号幅度大于另一个振动源的基频信号。注意到正常人的心跳振动幅度约为 0.1mm 数量级，而人体呼吸引起的胸腔振动大小约为 0.1mm 到 1mm，振动幅度上呼吸远大于心跳，因此呼吸信号产生的谐波分量会落入心跳信号的基频滤波器的频带范围内，从而导致对心跳频率的估计产生较大的估计误差。为了消除呼吸信号的谐波的影响，避免错误估计心跳频率，我们采用了 LMS 自适应滤波器，如图 3.2 所示。

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本文编号：2832436