專利名稱：一種基于超寬帶生物雷達的非接觸式音頻生命探測儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于生命信息獲取與探測領(lǐng)域，特別涉及一種基于超寬帶生物雷達的非接觸式音頻生命探測儀。
背景技術(shù)：
生物雷達是一種融合了雷達技術(shù)、生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)于一體的新概念雷達，由于生物雷達具有非接觸、遠距離探測、對非金屬介質(zhì)具有一定穿透性等諸多優(yōu)勢和特點，因此它突破了傳統(tǒng)接觸式生命信息檢測技術(shù)的局限，在臨床監(jiān)護、反恐斗爭、災(zāi)害救援、邊防海關(guān)安檢、國家安全等領(lǐng)域都具有諸多應(yīng)用。其中，超寬帶(ultrawideBand，UWB)雷達因為具有多種優(yōu)越性能，如高距離分辨率、強穿透能力、較好的抗動目標(biāo)干擾能力和適宜于近距離探測等優(yōu)點而得到了廣泛的應(yīng)用，尤其在生命探測領(lǐng)域已經(jīng)獲得了較好的應(yīng)用，形成了多種基于超寬帶雷達的生命探測儀。 目前基于超寬帶雷達生命探測儀的主要實現(xiàn)手段是將對生命體探測的回波信號經(jīng)處理后在顯示屏上用波形或者圖形顯示出來，這種方法依賴人的視覺對波形及圖形的觀察及辨識能力，并要求觀察者具有一定的經(jīng)驗，這種方法對觀察者的要求高，且存在著因?qū)Σㄐ闻袛嗖粶?zhǔn)確或缺乏經(jīng)驗造成的漏判、誤判。此外，這種方法需要使用者將顯示屏置于離自己較近位置，并時刻用眼睛觀察屏幕，這占用了使用者大部分的精力和注意力。使用者往往不能對所處的環(huán)境變化有快速的認(rèn)識和反應(yīng)，在災(zāi)害救援或者在反恐斗爭等復(fù)雜環(huán)境和場合中，使自身和設(shè)備處于危險之中。更重要的是，這種雷達回波的輸出方式?jīng)]有足夠地挖掘和顯示出回波信號的全部信息。人耳作為人類一個重要的信息感知和獲取器官具有一些重要和奇特的能力(1)人耳對聲音的感知是“多通道”的。人類即使在較強噪聲環(huán)境下仍然具有很好的語音感知和識別能力，能夠自動“選擇”自己感興趣的聲音，而自動“去除”不感興趣，或者“沒有意義”的聲音和背景噪聲；(2)人耳對不同頻率信號的敏感性是不一樣的，對于一些頻率，人耳往往自動具有“聽覺掩蔽”功能。因此，一些在顯示屏上顯示出來的波形和圖形不一定能夠反映出雷達回波信號所攜帶的全部信息，采用“聽”的方式往往能夠獲得波形或圖形顯示不出來的信息，從而能夠獲得更多的生物雷達回波信號所攜帶的生命信息，提高對生命信息判斷的準(zhǔn)確性及復(fù)雜環(huán)境中的生命探測能力。同時，采用“聽”的方式還能將人的眼睛解放出來，能夠在復(fù)雜和危險的環(huán)境中觀察環(huán)境的變化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種能夠獲得波形或圖形顯示不出來的，生物雷達回波信號所攜帶的更多的生命信息，更為準(zhǔn)確地判斷和辨別生命信息的存在的基于超寬帶生物雷達的非接觸式音頻生命探測儀。為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是包括檢測被測對象的超寬帶生物雷達以及與超寬帶生物雷達的輸出端相連的回波信號預(yù)處理器，回波信號預(yù)處理器的輸出端與信號調(diào)制器的輸入端相連，信號調(diào)制器的輸出端與音頻播放器相連接。所述的超寬帶生物雷達采用工作頻率在500MHz以上，工作帶寬大于或等于其中心頻率25%的雷達。所述的回波信號預(yù)處理器對超寬帶生物雷達的回波信號完成低通濾波、對信號進行去直流和去漂移。所述的信號調(diào)制器對回波信號預(yù)處理后的信號進行調(diào)幅或調(diào)頻，其調(diào)幅及調(diào)頻信號的載波頻率均在人耳的聽覺范圍內(nèi)即30 - 30000Hz。
所述的音頻播放器采用能夠?qū)崟r播放出經(jīng)呼吸信號調(diào)制后的音頻信號的播放器。所述的音頻播放器采用耳機或音箱。所述的信號調(diào)制器的輸出端還連接有信號存儲器。所述的信號存儲器將調(diào)幅或調(diào)頻信號以某種格式保存起來的設(shè)備，從而方便對信號的分析、存檔和檢索。本發(fā)明的有益效果是突破了傳統(tǒng)雷達式生命探測儀對波形和生命參數(shù)的依賴，利用人耳的“多通道”和“噪聲掩蔽”特性，采用“聽”的方式獲得波形或圖形顯示不出來的信息，從而能夠獲得更多的生物雷達回波信號所攜帶的生命信息，增強生命探測儀的準(zhǔn)確性和復(fù)雜環(huán)境中的生命探測能力。


圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。以使本發(fā)明的優(yōu)點和特征能更易于被本領(lǐng)域技術(shù)人員理解，但此處描述的具體實施方式
僅僅用于解釋本發(fā)明，而不用于限定本發(fā)明。參見圖1，本發(fā)明包括檢測被測對象的超寬帶生物雷達I以及與超寬帶生物雷達I的輸出端相連的回波信號預(yù)處理器2，回波信號預(yù)處理器2的輸出端與信號調(diào)制器3的輸入端相連，信號調(diào)制器3的輸出端與音頻播放器4相連接。其中，超寬帶生物雷達I采用工作頻率在500MHz以上，工作帶寬大于或等于其中心頻率25%的雷達；回波信號預(yù)處理器2對超寬帶生物雷達I的回波信號完成低通濾波、對信號進行去直流和去漂移；信號調(diào)制器3對回波信號預(yù)處理后的信號進行調(diào)幅或調(diào)頻，其調(diào)幅及調(diào)頻信號的載波頻率均在人耳的聽覺范圍內(nèi)即30 - 30000Hz ;音頻播放器4采用能夠?qū)崟r播放出經(jīng)呼吸信號調(diào)制后的音頻信號的播放器即采用耳機或音箱。本發(fā)明的信號調(diào)制器3的輸出端還連接有信號存儲器5，其將調(diào)幅或調(diào)頻信號以某種格式保存起來的設(shè)備，從而方便對信號的分析、存檔和檢索。超寬帶生物雷達I產(chǎn)生工作頻率在500MHz以上，工作帶寬大于或等于其中心頻率25%的超寬帶雷達波，該雷達波經(jīng)由雷達天線發(fā)射向被測對象，雷達波經(jīng)被測對象的呼吸和心跳體動信號進行調(diào)制以后反射回雷達，經(jīng)同一雷達天線接收，經(jīng)回波信號預(yù)處理器2進行預(yù)處理(主要進行低通濾波、對信號進行去直流、去漂移等功能)，之后由信號調(diào)制器3對該信號進行幅度調(diào)制或頻率調(diào)制，其調(diào)幅及調(diào)頻信號的載波頻率均在人耳的聽覺范圍內(nèi)(30 - 30000Hz)，但其理想載波頻率在100-300HZ之間。該調(diào)制信號經(jīng)音頻播放器4即麥克風(fēng)(耳機或音箱等音頻播放設(shè)備)播放，也可由信號存儲器進行存儲，以便對其進行分析、存檔和檢索。盡管本發(fā)明所論述的是一種適用于生命信息探測的超寬帶雷達音頻探測儀，但本 發(fā)明的使用范圍并不僅限生命信息的探測。本發(fā)明還可廣泛應(yīng)用于各類廣譜聲學(xué)信號的探測，包括利用傳統(tǒng)麥克風(fēng)無法采集到的，極微弱的聲學(xué)和振動信號的探測，將這些探測到的信號調(diào)制成音頻信號往往也能獲取波形信號難以獲得的更多的信息。
權(quán)利要求
1.一種基于超寬帶生物雷達的非接觸式音頻生命探測儀，其特征在于包括檢測被測對象的超寬帶生物雷達(I)以及與超寬帶生物雷達(I)的輸出端相連的回波信號預(yù)處理器(2)，回波信號預(yù)處理器(2)的輸出端與信號調(diào)制器(3)的輸入端相連，信號調(diào)制器(3)的輸出端與音頻播放器(4)相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于超寬帶生物雷達的非接觸式音頻生命探測儀，其特征在于所述的超寬帶生物雷達(I)采用工作頻率在500MHz以上，工作帶寬大于或等于其中心頻率25%的雷達。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于超寬帶生物雷達的非接觸式音頻生命探測儀，其特征在于所述的回波信號預(yù)處理器(2)對超寬帶生物雷達(I)的回波信號完成低通濾波、對信號進行去直流和去漂移。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于超寬帶生物雷達的非接觸式音頻生命探測儀，其特征在于所述的信號調(diào)制器(3)對回波信號預(yù)處理后的信號進行調(diào)幅或調(diào)頻，其調(diào)幅及調(diào)頻信號的載波頻率均在人耳的聽覺范圍內(nèi)即30 - 30000Hz。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于超寬帶生物雷達的非接觸式音頻生命探測儀，其特征在于所述的音頻播放器(4)采用能夠?qū)崟r播放出經(jīng)呼吸信號調(diào)制后的音頻信號的播放器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于超寬帶生物雷達的非接觸式音頻生命探測儀，其特征在于所述的音頻播放器(4)采用耳機或音箱。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于超寬帶生物雷達的非接觸式音頻生命探測儀，其特征在于所述的信號調(diào)制器(3)的輸出端還連接有信號存儲器(5)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于超寬帶生物雷達的非接觸式音頻生命探測儀，其特征在于所述的信號存儲器(5)將調(diào)幅或調(diào)頻信號以某種格式保存起來的設(shè)備，從而方便對信號的分析、存檔和檢索。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于超寬帶生物雷達的非接觸式音頻生命探測儀，包括檢測被測對象的超寬帶生物雷達以及與超寬帶生物雷達的輸出端相連的回波信號預(yù)處理器，回波信號預(yù)處理器的輸出端與信號調(diào)制器的輸入端相連，信號調(diào)制器的輸出端與音頻播放器相連接。本發(fā)明利用人耳的“多通道”和“噪聲掩蔽”特性，采用“聽”的方式實時監(jiān)聽雷達回波所攜帶的音頻信息，以獲得超寬帶生物雷達回波波形或圖形顯示難以表達的信息，從而人為判別生物雷達回波信號中是否攜帶有生命信息，以提高復(fù)雜環(huán)境中生命探測能力。本發(fā)明突破了傳統(tǒng)雷達式生命探測儀對波形和生命參數(shù)的依賴，具有廣闊的應(yīng)用前景和市場推廣價值。
文檔編號G01S7/02GK102988057SQ20121052137
公開日2013年3月27日 申請日期2012年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月6日
發(fā)明者王健琪, 李盛, 荊西京, 張楊, 薛慧君, 呂昊, 路國華 申請人:中國人民解放軍第四軍醫(yī)大學(xué)