[實用新型]一種基于超寬帶脈沖雷達的生命探測儀

有效

• 申請號: 201420079158.8
• 申請日: 2014-02-25
• 公開（公告）號: CN203811806U
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發明（設計）人: 魯波涌;邱光能;戴瑜興
• 申請（專利權）人: 魯波涌
• 主分類號: G01S13/88
• 分類號: G01S13/88
• 代理公司: 深圳市智科友專利商標事務所 44241
• 代理人: 孫子才

技術領域

本實用新型涉及基于超寬帶脈沖雷達的生命探測儀。

背景技術

超寬帶探測雷達(UWB-TWDR)是超寬帶的重要應用之一，它可以對建筑物內的目標進行非入侵式的探測定位，尤其對運動著的人目標有著較好的監測跟蹤作用，在軍事、反恐甚至生命探測救援活動中有著良好的應用前景。

生命探測雷達技術是伴隨著生物醫學工程、雷達、電子、計算機技術的發展以及軍事、醫學和社會的需要而產生的。雷達之所以能夠探測到生命特征信息是基于其對生命體活動的檢測。人的心跳和呼吸活動會使反射回波的頻率、相位、振幅和到達時間發生變化。一般而言，振幅的變化可以忽略，所以，在生命探測中只使用頻率、相位和到達時間。UWB(Ultra-Wideband)生命探測雷達是利用UWB脈沖作為探測媒介，利用電磁波的穿透特性，通過對人體胸壁運動的反射回波信號進行取樣積分、放大和濾波，然后再經過A/D轉換送入微控制單元進行處理，利用數字信號處理方法從反射的回波信號提取出微弱的生命特征信息(呼吸、心跳等)。

目前，雷達生命探測儀在地震后救援中應用有非常廣泛的前途，目前已經有一些這方面的科研成果在地震救援中應用，其中中國專利公開號CN101598782A就公開了一種雷達生命探測儀，該雷達生命探測儀具有雷達信號發射部分和接收部分，其中，接收部分的接收天線接收來自目標區域的反射微波信號，經過濾波和低噪放大、下變步頻后，再進行采樣，然后才進入基帶信號處理器處理，并顯示和存儲。它這樣做，是由于受A/D數據處理速度的限制，需要進行下變頻后才取樣，這樣增加了一個下變頻的過程，限制了雷達系統的結構。

實用新型內容

本實用新型的目的在于提供一種生命控制儀，該生命探測儀采用的雷達主機中，直接對低噪放大后的載波信號進行采樣，減少了下變頻器。

本發明的技術方案是：一種基于超寬帶脈沖雷達的生命探測儀，包括基于超寬帶脈沖雷達系統、數字信號處理系統和控制顯示終端；所述的基于超寬帶脈沖雷達系統與數字信號處理系統相連，數字信號處理系統與控制顯示終端相連；所述的超寬帶脈沖雷達系統包括雷達信號發射機、雷達信號接收機；

所述的雷達信號發射機包括第一時鐘電路和脈沖產生電路和脈沖信號發射電路和脈沖信號發射天線；第一時鐘電路為脈沖產生電路提供基準時鐘信號，脈沖產生電路產生脈沖信號輸入脈沖信號發射電路經脈沖信號發射天線發射；

所述的雷達信號接收機包括脈沖信號接收天線、低噪放大器、等效取樣電路、對稱取樣脈沖源、第二時鐘電路；所述的脈沖信號接收天線接收由被測目標反射的脈沖信號，接入到低噪放大器后輸入到所述的等效取樣電路，所述的等效取樣電路的取樣脈沖源由所述的對稱取樣脈沖源提供，所述的對稱取樣脈沖源的時鐘由所述的第二時鐘電路提供；所述的等效取樣電路輸出基帶信號。

所述的第一時鐘電路和第二時鐘電路同步。

進一步的，上述的基于超寬帶脈沖雷達的生命探測儀中：所述的數字信號處理系統包括DSP芯片、數據存儲器、程序存儲器和SPI串口轉換單元；

所述的數據存儲器存儲所述的基于超寬帶脈沖雷達系統輸出的基帶信號經過A/D轉換后的數字信號；

程序存儲器保存有DSP芯片的應用程序；

DSP芯片進行數據處理的結果由SPI串口轉換單元完成對外接口。

進一步的，上述的基于超寬帶脈沖雷達的生命探測儀中：所述的DSP芯片的型號為TMS320C6713。

受A/D數據處理速度的限制，實時取樣電路采樣只適用于頻率相對較低的信號，例如小于500?MHz；對于微波信號，如果信號具有可重復性，則可利用等效采樣方法實現低成本地接收，即在每個重復周期內進行適量次數(一般為一次)的采樣，然后綜合所有采樣，合成完整的輸入信號。等效采樣有效地降低了研制高速A/D采集電路的難度。本實用新型采用基于等效取樣原理的超寬帶脈沖雷達系統。發射機發射無載頻納秒或皮秒脈沖信號，接收機利用等效采樣原理對雷達回波信號進行等效采樣，將納秒或皮秒脈沖信號在時問軸上展寬成毫秒量級或微秒量級基帶脈沖信號。

下面結合具體實施例對本發明作較為詳細的描述。

附圖說明

圖1本實用新型實施例1的生命探測儀結構框圖。

圖2是本實用新型所采用的基于等效取樣原理的超寬帶脈沖雷達系統框圖。

圖3是本實用新型數字信號處理系統框圖。

具體實施方式