《多靜態UWB搜救生物雷達的關鍵技術研究》是依託中國人民解放軍第四軍醫大學，由呂昊擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：多靜態UWB搜救生物雷達的關鍵技術研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：呂昊
- 依託單位：中國人民解放軍第四軍醫大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
生物雷達是一項以生命體為探測目標的新興前沿技術，可廣泛套用於醫學、軍事、應急救援等領域。特別是用於應急救援的搜救生物雷達技術，對於保障人民生命安全具有重要的意義。目前，搜救生物雷達技術還未有效解決生命體目標方位、姿勢變化以及受傷引起的生命體徵大幅減弱所帶來的相關問題，因此在實際套用中探測和識別生命體目標的能力較差，成為制約該技術進一步發展的瓶頸，是目前急需解決的重要科學問題。本課題在長期研究生物雷達技術的基礎上，擬採用多靜態UWB生物雷達提供的多感測器和空間分集信息解決這一問題。首先研究並探明UWB搜救生物雷達回波信號的多靜態特徵，以及受傷生命體目標微弱呼吸的微都卜勒特徵；在此基礎上設計多靜態UWB搜救生物雷達的回波信號處理算法，最終提高UWB搜救生物雷達的探測和識別能力。研究結果將為生物雷達技術的發展提供新的理論和技術方法，對進一步提升該技術的實用性具有重要意義。
結題摘要
目前，搜救生物雷達多採用單靜態（單發單收、收發一體）技術，在實際套用中檢測和識別生命體目標的能力有待提高，成為制約該技術進一步發展的瓶頸。本課題在長期研究生物雷達技術的基礎上，採用多靜態（多個發射和接收天線，收發天線的不同組合）UWB生物雷達提供的多感測器和空間分集信息解決這一問題.，系統研究了多靜態UWB搜救生物雷達的回波信號特徵、信號處理算法和系統設計方案等。 發現了（1）UWB發射天線相對人體目標的角度變化顯著影響人體呼吸回響的檢測信噪比，UWB收發天線距離顯著影響人體呼吸的距離展寬；（2）UWB生物雷達系統設計的關鍵技術指標——回波等效採樣精度，應小於人體呼吸引起的體表微動，對人體回波信號形成過採樣；（3）可用於受傷生命體目標檢測的微都卜勒特徵，即生物雷達檢測到的呼吸波形上升沿包含特異性的拐點突變，這些突變由人體體表複合微動導致，可用於受傷生命體目標的探測和識別；（4）UWB搜救生物雷達人體呼吸回響的距離相關特徵，不僅在時間上具有周期性變化特徵，而且在距離上也呈現出明顯的相關特徵，從而提供了一種目標識別時量化展寬距離的有效手段。 建立了（1）基於硬體過採樣、希爾伯特-黃變換和自適應奇異譜分析的多靜態UWB搜救生物雷達的人體目標回波檢測技術；（2）基於人體呼吸回響的距離相關特徵和通道間相關性的多靜態UWB搜救生物雷達的人體目標識別技術；（3）基於1發3收的多靜態UWB搜救生物雷達實驗系統;(4) 基於精密線性模組的人體表面微動模擬系統，能輸出定量化、參數可調的超低頻微動，為搜救生物雷達技術的系統研究提供了客觀參考。 本課題建立的多靜態UWB搜救生物雷達的完整技術方案及其實驗系統，在國家地震緊急救援訓練基地的地震綜合廢墟測試表明，該系統能穿透多種結構的鋼筋混凝土廢墟，探測並發現人類生命跡象，穿透探測能力優於國內外同類搜救生物雷達產品，提升了搜救生物雷達技術的實用性，為該技術的進一步發展提供理論和技術支持。
