[发明专利]隐蔽目标生命迹象探测方法及隐蔽目标探测装置

说明书

技术领域

本发明涉及雷达技术，特别涉及隐蔽目标探测识别技术。

背景技术

隐蔽目标探测，是指对非电磁波透明介质屏障内目标的探测，如穿墙监测(through-the-wall surveillance，TWS)或穿墙成像(through-the-wall imaging，TWI)，它能够穿透墙壁等建筑屏障，并对屏障后面的目标进行探测、定位、跟踪和成像。反恐斗争中对建筑物内恐怖分子和人质的探测、定位、跟踪和状态分析，灾害救援时对废墟中人员的搜索与救援等都属于其应用领域。

现有技术的雷达系统，可以实现对隐蔽目标的探测，但现有探测技术对隐蔽的移动目标识别率低，特别是，如果目标处于静止状态，现有探测技术不能识别其是否为有生命特征的目标。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，就是提供一种利用雷达技术探测隐蔽的有生目标的方法及探测装置，用于对隐蔽的移动目标进行探测、定位，并对静止的隐蔽目标进行生命特征探测。

本发明解决所述技术问题，采用的技术方案是，隐蔽目标生命迹象探测方法，包括以下步骤：

a.向目标发射电磁波；

b.接收目标的反射波；

c.根据目标反射波的微多普勒特征判断目标的生命迹象。

进一步的，所述微多普勒特征为生命运动对电磁波的调制。

具体的，所述生命运动对电磁波的调制为相位调制。

具体的，所述生命运动为人体的心跳和呼吸。

进一步的，所述步骤c包括：

c1.除去目标回波中的干扰信号和直流分量；

c2.根据呼吸和心跳的微多普勒特征，采用低通滤波器和高通滤波器分离呼吸信息和心跳信息；

c3.对呼吸信息和心跳信息进行频谱分析判断有无生命迹象。

本发明的隐蔽目标探测装置，由微波雷达构成，其特征在于，所述微波雷达具有两种各种模式：移动目标探测模式和生命迹象探测模式。

进一步的，所述微波雷达包括收发前端、控制系统及信号处理系统；所述微波雷达工作在移动目标探测模式时，所述收发前端根据控制系统的指令，发射步进频率电磁波；所述微波雷达工作在生命迹象探测模式时，所述收发前端根据控制系统的指令，发射单频连续波。

进一步的，所述收发前滤波系统由4组低通滤波器构成；当所述微波雷达工作在移动目标探测模式时，对应的低通滤波器截止频率为1MHz；所述微波雷达工作在生命迹象探测模式时，对应的低通滤波器截止频率为10Hz。

具体的，所述进频率电磁波频率范围为：1～3GHz；所述单频连续波频率为：2GHz。

进一步的，所述收发前端发射天线和接收天线采用超宽带天线。

本发明的有益效果是，利用微波的穿透性，对隐蔽目标进行探测、定位。能够对隐蔽目标的运动状态进行准确的探测，并对静止目标的生命特征进行探测和识别，可以广泛应用于反恐斗争、灾害救援等领域。

附图说明

图1是实施例的结构示意图；

图2是收发前端回波接收部分电路示意图；

图3是信号处理系统示意图；

图4是控制系统示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例，详细描述本发明的技术方案。

人体的重要生命特征，包括呼吸和心跳等，能引起皮肤的振动。例如，一个正常人心跳的频率约为0.8～2.5Hz，呼吸频率约为0.2～0.5Hz，振动幅度约1～4mm左右。这些生命迹象能够使雷达回波出现微多普勒特征。

W.R.Scott等人指出，未调制连续波对机械振动的探测灵敏度可以达到10^-9m量级，并将此方法称为振动电磁探测。因此，虽然人体的上述生命特征非常微弱，但是还是可以实现探测。

假设发射的单频连续波为一般情况下，人在静止不动时，由于人体呼吸或心跳导致人的皮肤会有1～4mm的起伏，且具有周期性，这样就可以建立相应的数学模型——双谐函数，描述这一过程。分别以、和Δ₁、Δ₂表示人体的呼吸和心跳的频率和幅度，为恒定相位，则人体皮肤的运动Δr(t)可以表示为：

当电磁波照射到人时，主要的反射发生在空气-皮肤边界。假设天线和人皮肤之间平均距离为r₀。则在某一时刻电磁波到达皮肤表面的距离可以写成：

r(t)＝r₀+Δr(t)

则接收信号可以表示为：