dsp在雷达生命探测系统中应用研究

《dsp在雷达生命探测系统中应用研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、第二章生命探测系统介绍&(f)=U+Ccos(％f+妒)⋯一式(2—4)上式中的U为固定目标产生的直流分量，去掉直流分量后就可得到Ccos(％f+缈)，该分量中包含了呼吸、心跳等人体生命特征，也就是我们要对其进行检测和分析的有用信息乜5

2、。2．2生命探测系统总体设计本课题研制的生命探测系统的总体设计框图如图2—1所示，该系统主要由雷达天线、现场探测装置和远端测控PDA三部分组成。现场探测装置包括射频收发模块和基于DSP的前端预处理嵌入式系统组成。远端测控PDA部分为搜救人员使用的手持式PDA，现场

3、探测装置与远端PDA通过RS232接口进行通信。图2—1雷达生命探测系统总体设计框图该系统的基本工作原理是：收发模块向天线馈送1．728GHz连续波信号，经过功率放大后由天线定向辐射出去，当遇到动目标后，回波信号(含人体体征信息)又经同一天线进入接收机，回波信号在收发模块中经过杂波对消、混频、滤波、放大、解调等处理后得到模拟的IQ信号，该信号包含了人体生命特征。然后将该工Q信号送入前端预处理系统，在前端预处理系统中将IQ信号放大、滤波、再经A／D转换后送DSP进行数字预处理，在DSP中对信号进行实

4、时滤波、分析等处理，最后，将处理过的数据通过RS232接口送到远端PDA对预处理后的信号作进一步的分析和特征提取，并显示生命特征检测的结果。搜救人员可以通过PDA对现场探测装置中的各个单元进行控制，命令由RS232接口发送到DSP，DSP解析命令后去完成相应的操作：如放大倍数的调节、采样率的调节、FIR滤波参数选择等。现场探测装置采用轻便的大容量锂聚合物充电电池供电，整机体积小、重量轻、携带十分方便。2．3收发模块设计雷达信号收发模块是决定该探生设备性能的重要部件，该部分设计为发射、爪p成都理工大

5、学硕士学位论文接收一体化的模块结构，由发射电路和接收电路两部分组成，收发模块工作原理框图如图2—2所示。图2—2收发模块工作原理图收发模块主要包括晶振频率源、频率合成、功率放大、环行器、放大器、混频器、滤波器、杂波对消调节电路、解调电路等组成。频率源为100姗z高信噪晶体振荡器，经频率合成后产生16倍频的1600删z本振信号(用于接收端作本振使用)和18倍频的1800MHz的载波发射信号。1800心z的发射信号经功率放大后由环行器发射出去，发射功率大于27dB。环行器中接收到的信号包括从物体反射回

6、来的的回波信号，它们通过合路器与发射端耦合的幅度和相位都经过调整的信号进行叠加对消。由于固定物体(如墙体等)对雷达波的强反射，使雷达天线接收到很强的回波信号，这个回波信号的频率与发射频率相同，这种由于固定物体产生的强杂波往往幅值比较大，这样会使我们所需要的幅值比较小的生命特征信号淹没在杂波之中，还可能使后级电路饱和溢出，为了提高系统的探测精度，我们需要把这部分由于固定物体反射产生的强杂波消除掉。杂波对消的原理是：幅度相同而相位相反的同频信号相叠加后会相互抵消，通过对消后在很大程度上抵消了由固定障碍

7、物反射回来的强杂波干扰，增强了隔离度以及探测的灵敏度。杂波对消电路采用闭环控制的方式实现，我们可以检测经合路后信号幅度的强弱，从而间接的获知是否达到了最好的对消效果，检测到的幅度信号经A／D转换后送入单片机系统，在单片机中通过搜索算法，选择如何调节送去和回波对消的信号的幅度和相位，单片机送出的数字电压值经过D／A转换后去驱动电调移相器和电调放大器，从而调节送去对消的信号的6第二章生命探测系统介绍幅度和相位，以到达最好的杂波对消效果。经过杂波对消后的信号经低噪放大和滤波后，与1600Ⅻz的本振信号混

8、频为中频信号，然后经低通滤波器进入中频放大电路，最后进入解调器进行二次混频，解调出低频的IQ信号，该IQ信号就包含了人体生命特征信息。收发模块主要设计技术指标如下：●频率：1．728GHz_接收带宽：≤1KHz_接收灵敏度：一60dBm一接收动态范围：≥60dBm一噪声系数：≤6dB·功放输出功率：≥500mw一频率源相噪：≤一100dBc／Hz@1KHz●移相器控制方式：模拟电压控制，电压范围O一24V_电调放大器控制方式：模拟电压控制，电压范围0—5V一射频输出峰值：±lV■电源：±12V，+

9、5V7成都理工大学硕士学位论文第三章DSP预处理系统硬件设计3．1前端预处理系统总体介绍前端预处理系统完成对IQ信号的调理、A／D转换、部分实时数字信号处理、处理后数据的传输，以及接收和处理后端发来的命令(包括放大倍数、AD的采样率、数字信号处理参数的选择等)。预处理系统框图如图3—1所示。输入的低频微弱信号经过前置放大、低通滤波、隔直缓冲和差分后送入A／D中进行AD转换，转换后的数据送入DSP中，在DSP中对采集到的数据进行实时处理，处理后的数据通过RS232接口送入后端PDA，