[实用新型]一种三维定位的生命探测雷达

说明书

本实用新型公开了一种三维定位的生命探测雷达，包括射频收发子单元，用于调制产生低频超宽带的电磁信号，以及接收并解调目标回波信号；MIMO成像天线阵列单元，包括由多个发射天线单元构成的发射天线阵列、用于向外辐射电磁信号；以及由多个接收天线单元构成的接收天线阵列，用于接收回波信号；射频收发开关矩阵单元，位于射频收发子单元与MIMO成像天线阵列单元之间，用于实现发射信号和回波信号在不同天线单元构成的不同信号通道间的切换；数据采集与信号处理单元，用于控制射频收发子单元产生发射信号，以及用于接收目标回波信号，进行分析成像和目标检测识别。本实用新型的三维定位的生命探测雷达具有定位精度高、穿透能力强以及灵敏度高等优点。

技术领域

本实用新型主要涉及无线探测技术领域，特指一种三维定位的生命探测雷达。

背景技术

生命探测雷达是一种融合雷达技术和生物医学工程技术的生命体征目标搜索设备，可穿透非金属介质（砖墙、废墟等）非接触、远距离探测人体生命体征（如呼吸、心跳、体动等）。生命探测雷达技术是以生命体为探测目标的一项新兴技术，是国际科技界公认的、人体生命体征探测方向的重要、前沿技术领域。该技术对被测量对象无任何约束，可以隔一定距离、穿透一定的介质（如砖墙、废墟等）以非接触方式、对有生命体征的人体目标进行识别探测，被广泛用于灾害被埋人员搜救、反恐斗争中隔墙监测及战场侦察等领域，特别是在应急救援、反恐等领域具有不可替代的优势。

目标定位和识别能力是当前生命探测雷达领域研究的重点课题。目前，较为成熟的生命探测雷达大多为单发单收体制，单次探测仅能获得目标的距离信息，即以雷达探测面为中心、以目标距离为半径的半圆面，只能给出目标有无以及距离信息，单次探测不能完成定位任务，探测救援实时性差、搜救效率低、无法给出目标的三维位置信息。由于无法精准定位，因而挖掘救援带有试错、盲目的成分，会大量浪费应急救援资源、导致施救人员的信心/士气受影响。另外具备二维定位功能的生命探测雷达，采用单发多收（一般是2或3收）体制，单次探测仅能确定目标的距离、方位角度信息，对于废墟下受困人员定位来讲，缺乏俯仰向的角度信息，同样不能获得三维位置信息指导现场救援。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本实用新型提供一种定位精度高、穿透能力强以及灵敏度高的三维定位的生命探测雷达。

为解决上述技术问题，本实用新型提出的技术方案为：

一种三维定位的生命探测雷达，包括数据采集与信号处理单元、射频收发子单元、射频收发开关矩阵单元和MIMO成像天线阵列单元；

所述射频收发子单元，用于调制产生低频超宽带的电磁发射信号，以及接收并解调目标回波信号并发送至所述数据采集与信号处理单元；

所述MIMO成像天线阵列单元，包括由多个发射天线单元构成的发射天线阵列、用于向外辐射射频收发子单元产生的发射信号；以及由多个接收天线单元构成的接收天线阵列，用于接收目标反射回来的回波信号；

所述射频收发开关矩阵单元，位于所述射频收发子单元与所述MIMO成像天线阵列单元之间，用于实现发射信号和回波信号在不同天线单元构成的不同信号通道间的切换；

所述数据采集与信号处理单元，用于控制所述射频收发子单元产生发射信号，以及用于接收射频收发子单元的目标回波信号，进行分析成像和目标检测识别。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述接收天线阵列和发射天线阵列均采用呈矩形的面阵结构。

各所述发射天线单元位于接收天线阵列构成的面阵结构的周侧。

所述射频收发开关矩阵单元包括发射天线单元切换回路和接收天线单元切换回路；

所述发射天线单元切换回路包括多个发射开关，分别与各发射天线单元一一对应连接；