[發明專利]一種無人機搭載生命探測設備及探測方法

有效

• 申請號: 202110611383.6
• 申請日: 2021-06-02
• 公開（公告）號: CN113064163B
• 公開（公告）日: 2021-08-10
• 發明（設計）人: 陳鵬;劉林夕;陳志敏;朱秉誠
• 申請（專利權）人: 南京敏智達科技有限公司;東南大學
• 主分類號: G01S13/88
• 分類號: G01S13/88;G01S7/41;G01V11/00;B64C39/02
• 代理公司: 北京德崇智捷知識產權代理有限公司 11467
• 代理人: 王斌

本發明公開了一種無人機搭載生命探測設備及探測方法，其中探測設備包括天空端探測雷達設備以及地面端的顯示控制設備，天空端探測雷達設備包括天線、射頻模塊以及基帶處理模塊；射頻模塊包括數字頻率綜合器或者鎖相環、功率放大器、環形器、低噪聲放大器、合路器、混頻器、帶通濾波器、增益可控放大器、限幅器、模擬數字轉換器以及天線，數字頻率綜合器或者鎖相環、功率放大器、環形器以及天線構成發射通道；天線、環形器、低噪聲放大器、合路器、混頻器、帶通濾波器、增益可控放大器、限幅器以及模擬數字轉換器構成接收通道。本發明探測設備體積小、重量輕，搭載在無人機上實現大面積的快速被困人員探測，具有更強的環境適應性與應用性。

技術領域

本發明涉及到雷達射頻以及信號處理技術，主要涉及生命探測雷達信號處理以及天線射頻電路設計使用。

背景技術

生命探測雷達是現代雷達技術和生物醫學工程技術結合的產物。通過電磁波穿透非金屬遮擋介質，如鋼筋混凝土和磚混結構廢墟等障礙物，探測到人類存活的生命信息，如人體生命活動引起的呼吸、心跳等信息。機載生命探測系統采用無人機機動靈活的特點，快速搜索災害區域，采用非接觸的生命探測儀搜索被困人員，其應用場景十分廣泛。

生命探測雷達發射電磁波，采用了超寬帶雷達非接觸式生命特征提取技術，穿透非金屬介質照射到人體。發射出去的電磁波被人體生命特征（人體運動，心跳與呼吸）調制并反射回來。因此，回波信號中便攜帶了生命信息。雷達接收機便對回波信號進行低噪聲放大，混頻解調后進行預處理，濾波等操作，最終得到基帶信號。基帶信號經過數字模擬轉換器（ADC）變成數字信號，后送至信號處理器，由信號處理器對數字信號進行特殊的生命信息分析處理，提取出人體生命特征信息。

然而即使是體積較小的便攜式生命探測雷達在進行作業時依然以人力搬運為主，易受到惡劣地形和障礙物影響，大大降低了救援和探測效率。所以通過飛行器搭載便攜式生命探測雷達的思路便應運而生，這種機載生命探測雷達既能實現對被掩埋目標生命體的探測，又能夠大幅度提升探測效率、克服惡劣環境帶來的不便，隨著研究的深入和對科技的探索，機載生命探測雷達可以在生命救援、目標跟蹤探測等領域存在巨大的潛力和價值。

現階段的產品無法實現機載探測，如公開號為CN105496359A，公開日2016-04-20，發明名稱為一種便攜式24GHz連續波人體生命探測儀，屬于單頻點連續波生命探測雷達，穿透能力較差，環境干擾強；公開號為CN103027670A，公開日 2013-04-10，發明名稱為一種微功率沖激式生物雷達前端，這種MIR生命探測雷達的探測距離較近，一般穿墻距離維2m左右。這些現階段的產品均無法滿足機載雷達抗干擾能力強，探測距離遠，穿透能力強的要求，所以機載生命探測雷達仍然有較大的研究價值。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術的存在的不足，本發明提供一種可滿足市場應用需求的快速無人機搭載生命探測雷達。

為解決上述技術問題，本發明采用的方案是：