【正文】 ........................................... 23 多普勒效應(yīng)的分類與應(yīng)用 ......................................... 23 系統(tǒng)集成完成組裝 ..................................................... 24 第 5 章 實驗的研究 ........................................................... 25 實驗研究平臺設(shè)計 ..................................................... 25 示波器的介紹 ......................................................... 26 示波器概念 ...................................................... 26 示波器的分類 .................................................... 26 示波器工作原理 .................................................. 26 試驗中實物演示 ....................................................... 26 目錄 III 結(jié)論 ......................................................................... 31 致謝 ......................................................................... 33 參考文獻(xiàn) .................................................................... 34 1 第 1 章 緒論 我國幅員遼 闊，同時也是自然災(zāi)害多發(fā)的國家之一。 關(guān)鍵詞 ： 非接觸 ；生命體征；微波雷達(dá)；生命探測 Abstract Noncontact human vital signs microwave detector design ABSTRACT This project explores the use of microwave detection method,In some special cases signs of human life can not be detected by direct contact with human,noncontact detection of human vital signs,Such as severe burns can not contact heart rate monitoring patients buried under rubble when the earthquake survivors and other life detection and so on. The main use of microwave radar, the body39。 雷達(dá)生命探測系統(tǒng)運用的是非接觸檢測技術(shù)，通過對電子、雷達(dá)和計 算機技術(shù)的綜合運用，將人體生命參數(shù)從攜帶有微弱人體生命體征（呼吸、心跳、體動信號等）的雷達(dá)回波信號中檢測出來，這樣才能進(jìn)行人體呼吸、心跳、體動等生命體征的非接觸式探測。歷經(jīng) 5 年的長久時間的努力，終于研制出我國自己的雷達(dá)生命探測儀。美國方面利用的則是雷達(dá)生命體征信號檢測技術(shù)，并且還研制出了手電筒式雷達(dá)，能夠探測到房門、墻壁、樹叢后的人。 4 圖 3 微波雷達(dá)探測掩蓋 物下的人體生命體征 實驗步驟 在有了以上所需進(jìn)行的實驗內(nèi)容之后，我們就可以安排相關(guān)實驗步驟了。 雷達(dá)的工作原理 雷達(dá)所起的作用和眼睛相似，當(dāng)然，這樣的杰作并不是出于大自然之手，同時，它是用無線電波作為信息載體的。由于接收到的目標(biāo)回波頻率和雷達(dá)發(fā)射頻率存在差別，而這兩者之間的差值就被稱作是多普勒頻率。應(yīng)以明確的作戰(zhàn)需求為牽引，積極大膽、采用現(xiàn)代新技術(shù)，研制出成本低、性能優(yōu)越、可靠性高的雷達(dá)系統(tǒng)，以滿足不同環(huán)境下的需求 . 應(yīng)用是雷達(dá)系統(tǒng)發(fā)展的基礎(chǔ)從雷達(dá)系統(tǒng)發(fā)展的歷程可以看出，總是有了理論上的突破，才會有雷達(dá)的大發(fā)展。美國的 B2 轟炸機、 F35 戰(zhàn)斗機以及 F22 戰(zhàn)斗機都具有數(shù)據(jù)融合與處理能力以及復(fù)雜的多傳感器系統(tǒng)。 現(xiàn)代雷達(dá)的突出特點是：偵察一反偵察、隱蔽一反隱蔽、摧毀一反摧毀、干 7 擾一反干擾，也稱作是“四抗”。所以在研究微波問題時要采用電磁場和電磁波的概念和方法。微波照射到介質(zhì)時能深入到介質(zhì)內(nèi)部的特點，成為穿透性。 這樣一來， 使用微波工作能 夠 使電路元件尺寸減??；使得 系統(tǒng)更緊湊； 也能夠 制成體積小，方向性很強，增益高的 天線 系統(tǒng)，接受 從 地面或空間 其他 物體反射回來的微弱信號， 接著 確定物體 的 方位 與 距離， 并 分析目標(biāo)特征。這在 遙感目標(biāo)特征分析 ，目標(biāo)檢測 等應(yīng)用中 顯得 十分重要 。其他方面的運用還有：造紙和紡織業(yè)中測量和控制紙張或織物中的水分；石油工業(yè)中測定石油的微小含水量；機械鑄造業(yè)中測定和控制型砂中的含水量等。 微波 進(jìn)入 介質(zhì) 后 ， 由于 介質(zhì)損耗 而 引起的介質(zhì) 的 溫度升高， 讓 介質(zhì)內(nèi)部 和 外部同時加熱升溫，形成 了 熱源狀態(tài)，使得正常加熱狀態(tài)下的熱傳導(dǎo)時間縮短了很多 ， 并且介質(zhì)溫度和 介質(zhì)損耗因數(shù)呈現(xiàn)出 負(fù)相關(guān) 的 關(guān)系時，物 料內(nèi) 部與 外加熱均勻一致。 穿透性相關(guān)實驗 （ 1） 實驗研究所構(gòu)建的原理圖 圖 5 頻譜分析儀： 頻譜分析儀的簡介： 頻譜分析儀是一種對電信號頻譜結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究的儀器，用在信號失真度、譜純度、調(diào)制度、交調(diào)失真和頻率穩(wěn)定度等信號參數(shù)的測量方面，可以用做測量濾波器和放大器等電路系統(tǒng)中的某些參數(shù)，也是一款多用途的電子測量儀器 。信號發(fā)生器也可以稱作信號源或者振蕩器，被廣泛的運用在生產(chǎn)實踐和科技領(lǐng)域。 （ 3） 不同材料的實驗測試以及波形圖 第一種 材料的測試： 圖 7 書包測試 13 圖 8 書包測試數(shù)據(jù) 第二種材料測試： 圖 9 鐵片測試 14 圖 10鐵片測試數(shù)據(jù) 第三種材料測試： 圖 11 吸波材料測設(shè) 15 圖 12 吸波材料測試數(shù)據(jù) 第四種材料的測試： 圖 13 紙板的測試 16 圖 14 紙板測試的數(shù)據(jù) 表 1 實驗測試所得數(shù)據(jù) 關(guān)于 dBm 的簡介 dBm 意即分貝毫 X，可以表示分貝毫伏，或者分貝毫瓦。 dBm 加 dBm 實際上是兩個功率相乘，這個已經(jīng)不多見（我只知道在功率譜卷積計算中有這樣的應(yīng)用）。例如：如果發(fā)射功率為 1mW，按 dBm 單位進(jìn)行折算后的值應(yīng)為： 0dB m 1m W / 1m W lg 10 ?；對于 40W 的功率 ,則 46d B m)lg( 40W / 1mW 10 ?。 18 19 第 4章 系統(tǒng)集成 在有了前面幾章的研究和準(zhǔn)備工作，我們總算是初步完成了實驗最終所需實物的系統(tǒng)集成。 噪音信號 —— 組件內(nèi)部及環(huán)保所產(chǎn)生的噪音，尤 其照明燈（其主本在 100/120HZ） 非常接近，人類移動所產(chǎn)生的多譜勒信號頻率。觀測者移動時能得到的結(jié)論是一樣的。 多普勒效應(yīng)除了在聲波中適用，其他類型的波都適用，包括 電 磁波 。單色情況下，人眼感知的顏色可用光波振動的頻率來解釋，也能解釋為 1秒鐘內(nèi)電磁場交替變化的次數(shù)。當(dāng)過強的沖擊波使掠過的地區(qū)物體遭到破壞時，這種現(xiàn)象稱為聲爆。它的作用是把肉眼看不見的電 信號 變換成看得見的圖像，從而方 便人們研究各種電現(xiàn)象的變化過程。 數(shù)字示波器又可分為： DSO， Digital Storage Oscilloscope：將信號數(shù)字化后再建波形，具有記憶、存儲被觀測信號的功能，可以用來觀測和比較單次過程和非周期現(xiàn)象、低頻和慢速信號，以及不同時間不同地點觀測到的信號。 圖 24測試場景 28 如下圖 25： 圖 25 最初沒人在微波雷達(dá)前端示波器所顯示的波形圖 下圖為模擬心跳示意圖： 圖 26 模擬人心跳的實驗場景 29 圖 27 模擬心跳實驗所測波形圖 從波形圖中我們可以看出其波動的幅度不是很大，但是它的波動頻率還是相當(dāng)大的，聯(lián)想我們?nèi)梭w心跳的速率，將這作為人體心跳的波形圖還是可行的，有一定準(zhǔn)確性以及可行的。在搜集資料之后，我在電腦中將其進(jìn)行了分類的整理，然后針對自己 不同部分的寫作內(nèi)容進(jìn)行歸納和總結(jié)。 在實驗過程中遇到的一些問題： 呼吸與心跳測試時由于只有微波雷達(dá)前端，測試所得波形圖不明顯 解決方案： ，可以根據(jù)其他相關(guān)特征進(jìn)行判斷 ，從而測試波形圖 除了以上，這次的畢業(yè)設(shè)計中我還學(xué)到了很多： （ 1） 促使我進(jìn)一步鞏固了所學(xué)的基礎(chǔ)理論、基本技能和專業(yè)知識，使之系統(tǒng)化、綜合化；在實際學(xué)習(xí)工作過程中理論聯(lián)系實際，把四年的知識積累串聯(lián)起來， 32 認(rèn)識到了其在實際工作中的應(yīng)用。我從這次畢業(yè)設(shè)計中了解到自己的知識還 是比較欠缺的。 感謝這篇論文所涉及到的各位學(xué)者。 [3] 賀峰 ， 朱國富 ， 牟妙輝 ， 超寬帶穿墻雷達(dá)對人體動目標(biāo)探測的實驗研究 ，2020(07)。 [7] Christian D., Advances in detection and classification for throughthewall radar imaging， 2020。 [16] 徐艷云， 基于超寬帶雷達(dá)技術(shù)的生命微動信號檢測方法研究 ， 2020. 。 Zoubir A M, Wallclutter mitigation using crossbeam forming in throughthewall radar imaging， 2020。 34 參考文獻(xiàn) [1] 王