基于混沌相关和相位检测的生命探测雷达

发布时间：2017-12-24 17:26

本文关键词：基于混沌相关和相位检测的生命探测雷达　出处：《太原理工大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：我国是世界上大陆地震最活跃、地震灾害最严重的国家之一,自2008年以来,大型地震频繁发生,给国家带来巨大的经济损失和人员伤亡。及时对被困人员进行定位和救助是灾后的首要任务。生命探测雷达具有非接触、穿透性等优点,是灾后搜寻幸存者的重要工具。因此研究生命探测雷达对提高我国应急救援能力,保障人民生命安全具有重要意义。生命探测雷达主要有超宽带脉冲体制和连续波体制。超宽带脉冲体制存在距离分辨率与探测深度无法同时提高的原理性矛盾。基于相关法的超宽带混沌雷达可以解决该矛盾,且具有天然的抗干扰能力和易于雷达组网等优势。然而该体制雷达无法获得相位信息,因此无法测量微多普勒生命信号。本文将超宽带体制和单频连续波体制相结合,提出混合体制生命探测雷达,利用混沌相关法实现被困人员的高精度定位,同时采用基于微波传感器的干涉相位检测方法对微弱生命信号进行探测,实现人体定位和生命信号的同步探测。主要研究工作包括:1.总结了现有生命探测雷达系统和生命信号处理方法的研究进展,阐述了生命探测雷达的检测原理,并对生命信号特征提取方法进行了仿真研究。2.设计并制作了集成肖特基二极管和开口谐振环的固态微波传感器,利用Michelson干涉相位检测方法,搭建了基于该传感器的多普勒生命探测雷达系统,并提出了一种人体运动状态快速识别算法。实验结果表明,该系统能够实现自由空间和穿墙情况下人体生命体征的实时探测,以及人体状态的自动区分。3.分析了超宽带混沌信号的雷达特性,搭建了基于混沌信号的穿墙雷达系统。实验结果表明,该系统能够对墙后人体实现定位和动目标跟踪。4.提出了基于超宽带混沌信号和单频连续波信号的混合体制生命探测雷达系统。该系统同时发射两种信号,且相互独立、互不影响。实验结果表明,该系统能在自由空间和穿墙情况下实时获得人体的呼吸、心跳频率,同时获得目标的二维定位和成像,进一步系统还能够实现人体状态(有人、无人、人静止或运动)的自动识别、动目标跟踪和多目标探测。系统的距离分辨率约为10cm,呼吸、心跳的动态范围分别为35d B和25dB。
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TN959

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