【摘 要】
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随着超宽带（Ultra Wide Band,UWB）技术的快速发展,该技术已经得到了非常广泛的应用。因为超宽带雷达发射的脉冲波具有较强的穿透能力,可以穿透非金属物体,同时具备低功耗以及抗干扰能力较强等优点,使其在地震灾害和工程事故的人员搜救、医疗检测以及城市反恐等情景中有着巨大的发展潜力。本文以NVA-6100雷达收发芯片为核心,搭建了可用于生命探测的超宽带雷达生命探测系统,并以该系统为基础,对超
【基金项目】
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辽宁省教育厅科学研究经费项目应急救援超宽带雷达生命探测仪关键技术研究（LJ2020JCL020）； 辽宁工程技术大学学科创新团队资助项目（LNTU20TD-29）；
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随着超宽带（Ultra Wide Band,UWB）技术的快速发展,该技术已经得到了非常广泛的应用。因为超宽带雷达发射的脉冲波具有较强的穿透能力,可以穿透非金属物体,同时具备低功耗以及抗干扰能力较强等优点,使其在地震灾害和工程事故的人员搜救、医疗检测以及城市反恐等情景中有着巨大的发展潜力。本文以NVA-6100雷达收发芯片为核心,搭建了可用于生命探测的超宽带雷达生命探测系统,并以该系统为基础,对超宽带雷达回波信号的处理方法进行研究。该系统通过Vivaldi天线实现雷达信号的发送和接收,再经过信号处理完成体征提取等工作。首先,本文以累积概率分布为基础,进行信号的不良数据检测与处理、线性趋势抑制以及信号增强等信号预处理工作,去除了信号中的静态杂波以及噪声干扰,并保留了其中的体征信息。在信号提取方面,本文采用P次体征提取,将不同时段的最强体征进行组合,将体征信息中的细节更好的保留,该方法克服了传统方法中的体征信息缺失等缺点。采用变分模态分解（Variational modal decomposition,VMD）将得到的P组体征信息进行分解,得到对应的本征模态函数（Intrinsic Mode Function,IMF）,选择中心频率合适的IMFs进行信号重构,获得呼吸和心跳信号,经过快速傅立叶变换（Fast Fourier transform,FFT）转换至频域,根据各频谱的峰值分布规律,确定出最终的呼吸以及心跳频率。经过对比实验验证,P次体征提取与VMD相结合的体征提取方法保留了体征信息中的更多细节,提高了受困者的定位以及呼吸、心跳频率精度,在超宽带雷达生命探测领域有着广泛的应用前景。该论文有图51幅,表16个,参考文献55篇。
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