矿井超宽带雷达生命探测系统的研究

来源 :辽宁工程技术大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:stong_sz
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在生命探测领域,各项技术都有各有长处,但电磁波在较高频带时具有的较高穿透性,使超宽带雷达在生命探测中能发挥出更大的作用。电磁波通过穿透非金属的物体后,在人体的胸腔处会反射回去电磁波信号,电磁波信号再通过雷达的接收装置被转换为了电信号,接着通过数据处理模块,将得到的信号进行数据提取与分析,从而实现对目标人体进行识别与定位。本文在生命救援的背景下,为解决定位困难,本文搭建了一套超宽带雷达生命探测系统。针对L至C波段雷达模块依次设计了雷达频率合成器、高效率超宽带功率放大器、超带宽Vivaldi收发天线、三阶切比雪夫带通滤波器、级联低噪声放大器模块和超低变频损耗镜像抑制混频器。雷达回波信号采集模块采用了AD9481高速模数转换器实时监测,应用FPGA+DSP的方式,FPGA主要是作为控制器存在的,DSP是对数据进行处理,并开发了一个采集数据的radarlib3程序,解决了雷达与控制模块之间的难题。同时本文为整个系统研究出一个上位机程序,并且搭建了一个生命探测的实验平台,采用气球及可控制的真空泵来代替胸腔运动,并置于人体模型当中,以及用步进电机来控制物体的运动,以方便进行测试。实验结果表明:在设置不同的环境下,该雷达系统均能准确对运动或静止的人体进行定位;在增加放大器后,能令该雷达系统在更远的位置去定位人体信息;应用人体模型测试时,能获得相对较好的模拟效果。该论文有图104幅,表10个,参考文献51篇。
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