生命信号探测的研究

  作者:徐进 邓凯伦 时间:2014-07-25来源:电子产品世界

编者按:随着我国的快速发展,人口密集、资源依赖、社会安全等问题也日渐凸显。自然或人为灾害导致的人员伤亡事故与日俱增。矿难、地震等事故后抢救的事实证明:开展快速有效的生命探测定位的研究具有十分重要的意义。本文利用多普勒原理,对生命信号特征、连续波雷达信号的检测做以介绍,并提出基于小波的处理改进算法,通过两种算法的仿真对比,得出小波算法在人员定位领域具有其他算法不具备的优势,为今后国内人员定位系统领域的研究提供借鉴。

  3.2.1 d4小波算法

  D4小波滤波器对:

  

  3.2.2 提升型算法流程

  选择合适小波以更好的匹配低速目标信号的频宽;求出对应的预测算子和修正算子系数,对信号完成一定层数的提升变换,提取出最接近的目标信号通道;观测信号通道,给出目标存在性的判断。

  3.3 改进算法分析

  为了证明本文选用算法的优势,根据以上所述,利用d4小波算法与FIR滤波方式进行实测比较。

  经滤波比较可得以下结果:

  1. D4小波信号波形的纵向幅值在-5Hz到5Hz频率附近快速下降为0。FIR滤波信号波形下降速度慢,在-25到25Hz处仍有明显的噪声信号。

  2. 处理两个初始信号时,FIR滤波信号频域分析相差不大,目标信号识别性不强。小波算法处理信号的差别性很大,肉眼可判。

  3. FIR滤波的卷积计算中噪声能量积累明显,有噪声能量混杂,易误检。小波算法处理的信号干净,噪声被有效消除,得到更高的信噪比。

  3.4 改进型小波变换特点

  (1)简单的加减运算特点,可减少运算量开支,减少存储量。

  (2)分解和重构变换互为逆变换,计算复杂度一样,减少编程量。

  (3)无论对预测或修正步骤,系统操作都是多读单写,利于硬件实现。

  4 小结

  本文通过对生命信号特征的分析开始入手,根据多普勒的原理,着重讲述了连续波生命雷达探测技术的原理与优势,以及改进型D4小波算法在生命特殊探测信号处理方面的基本原理,并与一般算法进行比较,得出结论:本算法可有效检测和提取生命信号,并具有其他算法不具备的优势和特点,为将来的进一步实现化研究起到理论支撑作用。

  参考文献:
  [1]赵伟.雷达波生命探测技术研究[D].国防科技技术大学,2009.4
  [2]牛犇.生命探测雷达信号识别方法研究[D].西安电子科技大学,2006.1
  [3]顾昌展.基于微波多普勒方法的非接触生命信号探测[D].浙江大学,2008.6
  [4]颜松.基于雷达回波的人体探测算法研究[D].西安电子科技大学.2012.5
  [5]李刚.LFMCW生命探测雷达信号处理技术研究[D].西北工业大学
  [6]赖敏.超宽带搜救雷达的编码信号研究[D].成都理工大学,2008.4
  [7]陈延年.基于非接触式雷达的生命信号检测与处理[D].电子科技大学,2012.4

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关键词: 生命信号 连续波 雷达 电磁波 多普勒原理 201408

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