[发明专利]一种基于过采样和二次采样的UWB生物雷达人体回波信号增强方法

说明书

技术领域

本发明涉及属于生物雷达或雷达式生命探测技术领域，特别涉及一种基于过采样和二次采样的UWB生物雷达人体回波信号增强方法。 

背景技术

生物雷达是一种融合雷达技术和生命探测技术用于生命体目标探测和识别的特殊形式雷达，是国际科技界公认的新兴前沿技术。该技术对探测目标无任何约束，无需接触式电极或传感器的连接，而且可以隔一定的距离、穿透非金属的介质（如衣服、墙壁、废墟等）检测人体呼吸、心跳等生命信号，进而判断有无目标的存在，甚至具备精确定位和成像的能力，因此在生物医学、国家安全、应急救援等领域具有广泛的应用前景。 

生物雷达主要采用窄带连续波（Continuous Wave,CW）和超宽谱（Ultra Wideband,UWB）两种体制的雷达技术。相比而言，UWB雷达具有较强的穿透能力、良好的近场性能和目标识别能力，特别是冲激脉冲体制的UWB雷达以其系统简单、功耗小、成本低等优点，已成为目前生物雷达技术的研究热点。 

现阶段，UWB生物雷达技术的相关研究按其应用领域不同大致可分为三类：以临床应用为目的的生命参数的非接触检测和成像技术，用于军事、反恐等的穿墙探测雷达技术，以及用于应急救援的搜救生物雷达技术。特别是在穿墙探测和搜救中，实际电磁传播路径中存在剧烈衰减，UWB生物雷达回波中人体生命信号成分十分微弱。除此之外，墙壁、废墟等静止目标反射和散射形成的强杂波、周围环境的干扰和系统噪声等因素，造成UWB生物雷达人体回波信号的信噪比很低，从而给微弱生命信号的检测提出了较高的技术要求。因此，这种低信噪比条件下UWB生物雷达人体回波信号的增强技术，是目前国际生物雷达领域的一个新 的研究热点和难点。 

发明内容

本发明针对现有技术的不足提供一种基于过采样和二次采样的UWB生物雷达人体回波信号增强方法。 

本发明的技术方案为： 

一种基于过采样和二次采样的UWB生物雷达人体回波信号增强方法，UWB雷达硬件过采样的系统参数为128KHz的脉冲重复频率、64Hz的扫速、0～20ns的时窗和2048的采样点数； 

二次采样的实现方法如下： 

（1）选择一定长度的矩形窗在距离上对送入计算机的UWB雷达人体回波信号进行滑动平均： 

r′[m,n]=1WΣi=0W-1r[m+i,n]m=1,...,2048···(2)]]>

上式中r[m,n]、r’[m,n]分别为滑动平均前后的回波数据，m代表距离，n代表时间；W为矩形滑窗的长度； 

（2）在滑动平均的基础上，对UWB生物雷达人体回波信号在距离上进行均匀抽样: 

r′[m′,n]=r′[m,n],m′=1,M′+1,2M′+1,...,2048         ……(3) 

式中M’为抽样间隔，取M’=W/2,即滑窗长度W的一半，抽样后能有效地保留UWB生物雷达人体回波信号的特征信息；滑动平均的最佳滑窗长度W确定为48。