毫米级分辨率非接触式医疗雷达硬件实现研究

发布时间：2024-06-29 03:32

　　非接触式生物医疗雷达可以精确地监测人体的各项生命体征,比如呼吸、心跳都是人体重要的生命体征。这种雷达的产生使得在医疗临床领域可以不使用任何传感器就可以实时监测到病人的生命体征,因此具有很广阔的发展和研究的前景。本文对这种医疗雷达进行了深入的研究,设计了一种毫米级分辨率非接触式医疗雷达系统,并完成整个雷达系统的实现。超宽带(UWB)雷达信号的相对频率带宽大,信号的穿透能力强,对目标的分辨率更加精细,同时这种体制的雷达信号对噪声和杂波信号的抗干扰能力比较强,因此可以对人体的各项生物体征(呼吸、心跳等方面)进项精密地监测。本文设计基于超宽带雷达结构来完成整个生物医疗雷达。整个系统主要包括三部分内容:雷达系统的发射信号和采样信号的FPGA实现、雷达发射机和接收机硬件电路实现、数据采集的FPGA实现以及上位机程序设计。雷达系统的发射信号和采样信号的FPGA实现部分首先研究了DTC原理,然后通过DTC原理在FPGA中产生发射信号和采样信号,最后研究了各种等效采样的原理并应用DTC原理实现了顺序等效采样,有效降低了系统中使用ADC芯片的采样速率的要求,降低了成本,实现方法也更加简单。雷达发射机和接收...

【文章页数】：99 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图3.7Simulink建模的程序图

第三章超宽带医疗雷达信号产生与采集关键方法T个相位，是由前面计数器控制依次加1递增的，正好作为顺序等效信号，这个采样时钟的频率很低，只需要加在合适的ADC芯片上即可完的采样，ADC芯片具体在选取时要注意的问题以及所选取的型号会在后。mulink建模仿真据前面....

图3.8单个发射信号Simulink仿真结果

图3.7Simulink建模的程序图最前面是参考时钟信号，然后分成两路，经过Tsample模块的那路是用来产样时钟信号的，经过Tstart模块的这一路通过后面所连接的模块产生发射脉冲信ADC模块是模拟等效采样的过程。在此仿真中为理想状态采样时钟直接采样发号，只是验....

图3.9多个发射信号Simulink仿真结果

图3.9多个发射信号Simulink仿真结果如图3.10所示，发射脉冲和采样信号位置关系如下。图3.10发射信号和采样信号Simulink仿真结果如图3.11所示，为采样回来的脉冲结果仿真。

图3.10发射信号和采样信号Simulink仿真结果

图3.10发射信号和采样信号Simulink仿真结果如图3.11所示，为采样回来的脉冲结果仿真。图3.11采样后信号的Simulink仿真结果可以看出完成了发射信号的等效采样，成功还原了模拟波形，证明了这套方法的可行性。

本文编号：3997103