超寬譜雷達(dá)又稱超寬帶(Ultra Wide Band,UWB)雷達(dá)、沖激雷達(dá)、無載雷達(dá)、非正弦波雷達(dá),具有很大的相對帶寬(信號的帶寬與中心頻率之比),一般大于25%。超寬譜雷達(dá)檢測人體的生命參數(shù)與連續(xù)波雷達(dá)的原理有所不同,它以脈沖形式的微波束照射人體,由于人體生命活動(呼吸、心跳、腸蠕動等)的存在,使得被人體反射后的回波脈沖序列的重復(fù)周期發(fā)生變化,而回波脈沖信號的重復(fù)周期與人體生命的活動速度和頻率有關(guān)。如果對該脈沖序列(攜帶有與被測人體生命運動相關(guān)的信息)進(jìn)行解調(diào)、積分、放大、濾波,送入計算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和分析,就可以得到與被測人體生命體征相關(guān)的參數(shù)(呼吸、心跳等)。 超寬譜雷達(dá)式生命探測儀工作原理是由編碼器控制脈沖振蕩器觸發(fā)窄脈沖發(fā)生器,產(chǎn)生窄脈沖信號,并通過發(fā)射天線輻射出去。反射信號經(jīng)過接收天線送到接收機(jī)采樣頭,由脈沖振蕩器產(chǎn)生的信號經(jīng)過延時電路產(chǎn)生窄脈沖作為距離門,對接收信號進(jìn)行選擇,采樣頭輸出的信號經(jīng)過積分電路,對接收信號進(jìn)行積累,經(jīng)過成千上萬個脈沖的積累后微弱信號被檢測出來,放大濾波電路對該信號進(jìn)行放大濾波,檢測電路中的微分電路對放大后的信號進(jìn)行微分,如果沒有生命活動目標(biāo),微分電路的輸出為一固定值,如果有生命活動目標(biāo),微分電路輸出將發(fā)生微小的變化。用生物醫(yī)學(xué)信號處理技術(shù),從該變化中提取生命信息,就達(dá)到了生命探測的目的。
生命信息提取基本流程是由雷達(dá)前端檢測電路輸出信號經(jīng)預(yù)處理后,進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換,然后送計算機(jī)處理。在雷達(dá)式生命參數(shù)探測系統(tǒng)中,動目標(biāo)干擾對后續(xù)處理影響很大,因此,首先采用跟蹤干擾譜峰的濾波算法,對動目標(biāo)干擾進(jìn)行抑制,將動目標(biāo)干擾的影響降到最小。然后,信號分兩路并行處理,一路采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的模式識別算法,對探測目標(biāo)進(jìn)行識別,以確定探測區(qū)域內(nèi)是否有人存在。另一路先進(jìn)行基于FFT的頻域積累,估計出生命信號的頻譜范圍,并進(jìn)行小波變換,分離出呼吸信號。以進(jìn)一步對生命目標(biāo)進(jìn)行辯識。
超寬譜雷達(dá)式生命探測儀,其天線采用介質(zhì)耦合屏蔽型;天線中心頻率為500MHz;時窗為1—5000ns可調(diào);最小時間分辨率為 ≤10ps。能探測到靜止存活人員的呼吸、體動信號;自由空間探測距離£30M;能穿透鋼精混凝土結(jié)構(gòu),廢墟(有空間、間隙)探測深度£10M;可測距,距離分辨率達(dá)10cm;具有一定的區(qū)分人和動物的能力;工作溫度可達(dá)-20 ~40°C。重量£10Kg,可單人攜行;電池供電,電池(可充電)連續(xù)工作時間≮4小時。操作簡單,可提供良好的人機(jī)界面,設(shè)備自動給出智能探測結(jié)果,并標(biāo)注目標(biāo)所在的方向和距離,為搶救存活者提供直觀、明了的重要信息。