【正文】 [16] 徐艷云， 基于超寬帶雷達(dá)技術(shù)的生命微動(dòng)信號檢測方法研究 ， 2020. 。 [11] 王揚(yáng) .朱振乾 .陳明 等， 穿墻生命探測系統(tǒng)干擾抑制方法的研究與實(shí)現(xiàn) ， 電子測量技術(shù) ， 2020(9)。 [9] 姚振靜 ， 高韜 ， 張軍 等， 震后生命探測技術(shù)研究綜述 [J]傳感器與微系統(tǒng) ，2020(12)。 [7] Christian D., Advances in detection and classification for throughthewall radar imaging， 2020。 Zoubir A M, Wallclutter mitigation using crossbeam forming in throughthewall radar imaging， 2020。 [5] Debes C。 Shastry M C。 [3] 賀峰 ， 朱國富 ， 牟妙輝 ， 超寬帶穿墻雷達(dá)對人體動(dòng)目標(biāo)探測的實(shí)驗(yàn)研究 ，2020(07)。 34 參考文獻(xiàn) [1] 王德純 ， 微多普勒生物探測雷達(dá)技術(shù)研究 ， 2020(10)。 同時(shí)也感謝學(xué)院為我提供良好的做畢業(yè)設(shè)計(jì)的環(huán)境。 感謝我的同學(xué) 與 朋友 們 ， 他們 在我寫論文的過 程中 給我提供了 了很多素材，在 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 的撰寫和排版過程中提供 了 熱情的幫助。 感謝這篇論文所涉及到的各位學(xué)者。他嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵(lì)著我。 33 致謝 這篇畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書終于在歷時(shí)將近兩個(gè)月的時(shí)間完成了 ，在 這期間的 寫作過程中遇到了 很多 的困難和障礙， 但是 都在 老師與同學(xué) 的幫助下度過了。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我才明白學(xué)習(xí)是一個(gè)長期積累的過程，在以后的工作、生活中都應(yīng)該不斷的學(xué)習(xí)，努力提高自己知識和綜合素質(zhì)。我從這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中了解到自己的知識還 是比較欠缺的。在沒開始做畢業(yè)設(shè)計(jì)之前，我認(rèn)為畢業(yè)設(shè)計(jì)只是對大學(xué)四年來所學(xué)知識的單純總結(jié)，但是這次做畢業(yè)設(shè)計(jì)的經(jīng)歷讓我意識到自己的看法很片面。 （ 4） 使我樹立起嚴(yán)謹(jǐn)負(fù)責(zé)、實(shí)事求是、刻苦鉆研、用于探索并具有創(chuàng)新意識以及和他人合作的工作作風(fēng)。 （ 3） 強(qiáng)化了我文獻(xiàn)檢索和翻譯、實(shí)驗(yàn)方法、數(shù)據(jù)處理、編輯設(shè)計(jì)文件等最基本的實(shí)際能力。 在實(shí)驗(yàn)過程中遇到的一些問題： 呼吸與心跳測試時(shí)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(jì)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(shí)際學(xué)習(xí)工作過程中理論聯(lián)系實(shí)際，把四年的知識積累串聯(lián)起來， 32 認(rèn)識到了其在實(shí)際工作中的應(yīng)用。在實(shí)驗(yàn)期間，在老師的幫助下，學(xué)習(xí)了雷達(dá)的一些相關(guān)原理以及周邊知識。 資料查找完畢，當(dāng)然不可能直接就這樣開始寫。然后及時(shí)拿給老師進(jìn)行溝通，聽取老師的意見后再進(jìn)行相關(guān)的 修改。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)。 我現(xiàn)在將我的過程以及所學(xué)到的總結(jié)如下 : 我選的課題是《非接觸式人體生命體征微波探測儀設(shè)計(jì)》 ，剛開始接觸這個(gè)課題時(shí)有些不知道該如何下手，我便詢問我的指導(dǎo)老師，在時(shí)翔老師的細(xì)心指導(dǎo)下，終于是我了解到怎樣去完成這一項(xiàng)任務(wù)。再根據(jù)這些從而可以在利用微波進(jìn)行非接觸式的探測時(shí)可以很好的發(fā)現(xiàn)人體生命特征，這就有利于我們在實(shí)際應(yīng)用中起到至關(guān)重要的作用。再看頻率，卻比心跳波形圖的頻率小了很多。 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(shí)驗(yàn)場景 29 圖 27 模擬心跳實(shí)驗(yàn)所測波形圖 從波形圖中我們可以看出其波動(dòng)的幅度不是很大，但是它的波動(dòng)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。如下圖就 27 是心跳與呼吸和雷達(dá)信號之間的科學(xué)關(guān)系。因此借助示波器可以研究感應(yīng)電動(dòng)勢與其產(chǎn)生條件的關(guān)系。 MSO,Mixed Signal Oscilloscope：把數(shù)字示波器對信號細(xì)節(jié)的分析能力和邏輯分析儀多通道定時(shí)測量能力組合在一起，可用于分析數(shù)模混合信號交互影響 。 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(chǔ)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(shí)間不同地點(diǎn)觀測到的信號。 ADC 將模擬數(shù)字離散化并存入存儲(chǔ)器，通過 CPU 或?qū)Ｓ眯酒M(jìn)行處理后在屏幕上進(jìn)行顯示。 示波器的分類 示波器可分為模擬示波器與數(shù)字示波器兩類。在被測信號的作用下，電子束能夠在屏面上描繪出被測信號的瞬時(shí)值的變化 曲線 。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。 25 第 5 章 實(shí)驗(yàn)的研究 實(shí)驗(yàn)研究可以說是該課題很重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，下面將具體的對其進(jìn)行詳細(xì)的一些講解與分析，只有這樣，才能更加清晰的了解實(shí)驗(yàn)，熟悉其過程，為我們在實(shí)際 運(yùn)用中更加增添一份準(zhǔn)確性。 根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)原理等完成最后所需實(shí)物圖，實(shí)物中包含了前面介紹的微波雷達(dá)前端。但是電磁波在 1938 年的時(shí)候才被證實(shí)其具有多普勒效應(yīng) 。當(dāng)過強(qiáng)的沖擊波使掠過的地區(qū)物體遭到破壞時(shí)，這種現(xiàn)象稱為聲爆。 多普勒效應(yīng)的分類與應(yīng)用 ① 機(jī)械波 機(jī)械波的多普勒效應(yīng)有兩類 ： ，觀察者相對于介質(zhì)運(yùn)動(dòng)； ，觀察者相對于波源不運(yùn)動(dòng)； 3，波源與觀察者相對同時(shí)運(yùn)動(dòng)。相對接收的人來說，波源產(chǎn)生的兩個(gè)波峰間的距離變長了，所以兩上波峰到達(dá)接收者的所用時(shí)間也就變長了。假如波源固定不動(dòng)，不運(yùn)動(dòng)的接收者接收到的波的振動(dòng)與波源發(fā)射的波的節(jié)奏就是一樣的：發(fā)射頻率等于接收頻率。單色情況下，人眼感知的顏色可用光波振動(dòng)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)。 移動(dòng)通信中，當(dāng)移動(dòng)臺向基站靠近時(shí)，頻率就會(huì)變高，遠(yuǎn)離基站時(shí)，頻率就會(huì)變低，因此移動(dòng)通信中要充分考慮多普勒效應(yīng)。哈勃 就是靠多普勒效應(yīng)得出了宇宙膨脹的結(jié)論。哈勃 （ Edwin Hubble）發(fā)現(xiàn)遠(yuǎn)離銀河系的天體發(fā)射的光線頻率變低，即紅移 ，天體遠(yuǎn)離銀河系的速度越快則紅移越大，這就表明天體在遠(yuǎn)離銀河系。 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 。但你后面的聲源就要比原先不動(dòng)時(shí)遠(yuǎn)了一步。相同的情況還有：賽車發(fā)動(dòng)機(jī)聲和警車警報(bào)聲。假設(shè)波源的波長為 ? ，波速為 c，觀察者移動(dòng)速度為 v ： 當(dāng)觀察者靠近波源，觀測到波源頻率為 ?/)(cv ，如果當(dāng)觀察者遠(yuǎn)離波源的時(shí)候，就會(huì)發(fā)現(xiàn)波源頻率是 ?/)( vc? 。觀測者移動(dòng)時(shí)能得到的結(jié)論是一樣的。物體輻射的波長依據(jù)光源和觀測者的相對運(yùn)動(dòng)發(fā)生變化，在運(yùn)動(dòng)的波源前面波被壓縮，波長變短，從而頻率變高 ，在運(yùn)動(dòng)的波源后面，則會(huì)發(fā) 生相反的效應(yīng)，波長變長， 頻率 變低 ，從而 波源 速度方面看就會(huì)變 22 高，產(chǎn)生的效應(yīng)也會(huì)越大，依據(jù)光波紅移和藍(lán)移的程度，能夠計(jì)算出波源循著觀查方向運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度，恒星的 光譜線 位移表示的就是恒星循著觀測方向上的運(yùn)動(dòng)速度，這種現(xiàn)象被稱作是多普勒效應(yīng)。 例如：如果物體直朝向 ACD2400050，移動(dòng)。其基波振 動(dòng)是由 GAS FET 介質(zhì)，諧振振動(dòng)器（ DRO）不會(huì)產(chǎn)生輻射諧波。 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(dòng)所產(chǎn)生的多譜勒信號頻率。 多譜勒信號的頻率與物體運(yùn)動(dòng)和速度成正比 。首先是其實(shí)物展示以及它的原理圖。 圖 15 實(shí)物內(nèi)部圖 如下圖則是集成電路板： 圖 16 集成電路板 20 微波雷達(dá)前端 微波雷達(dá)前端其實(shí)是微波傳感器模塊 HB100，這是該系統(tǒng)集成最很重要的部分。 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(shí)驗(yàn)最終所需實(shí)物的系統(tǒng)集成。所以對微波的穿透進(jìn)行了更深一步的探究，并且做了相關(guān)的記錄，例如實(shí)驗(yàn)過程中頻譜儀所顯示出來的波形圖 ,以及不同材料所產(chǎn)生的波形圖之間的差別，從而了解到不一樣的材料對微波穿透的不同影響。 根據(jù)以上數(shù)據(jù)的對比，我們可以按照這些不同的變化，從而依靠微波穿透檢測出不同物體，這對我們在進(jìn)行探測時(shí)起到一個(gè)很重要的幫助。 吸波材料顯示的數(shù)據(jù)是 ，與無材料時(shí)的數(shù)據(jù) 相比有了明顯的衰減，從而顯著的展現(xiàn)出吸波材料對微波穿透的影響。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 ?。也就是說， A的功率比 B的功率大 3dB；如果 A的功率為 46dBm，B 的功率為 40dBm，則可以說， A 比 B 大 6dB；如果 A 天線為 12dBd， B 天線為實(shí)驗(yàn)對象 無 書包 鐵片 吸波材料 紙板 所測數(shù)據(jù) 17 14dBd，可以說 A 比 B 小 2dB。例如： A 功率比 B 功率大一倍，那么 10l gP30dB mP39。 dB 是功率增益的單位，表示一個(gè)相對值。 dBm 加 dBm 實(shí)際上是兩個(gè)功率相乘，這個(gè)已經(jīng)不多見（我只知道在功率譜卷積計(jì)算中有這樣的應(yīng)用）。 計(jì)算方法 一般來講，在工程中， dB 和 dB 之間只有加減，沒有乘除。 ?? (P:瓦； P39。(dBm) 的換算公式為： 20 lgEdBmU39。 （ 3） 不同材料的實(shí)驗(yàn)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)