专利名称：一种基于超宽带生物雷达的非接触式音频生命探测仪的制作方法
技术领域：
本发明属于生命信息获取与探测领域，特别涉及一种基于超宽带生物雷达的非接触式音频生命探测仪。
背景技术：
生物雷达是一种融合了雷达技术、生物医学工程技术于一体的新概念雷达，由于生物雷达具有非接触、远距离探测、对非金属介质具有一定穿透性等诸多优势和特点，因此它突破了传统接触式生命信息检测技术的局限，在临床监护、反恐斗争、灾害救援、边防海关安检、国家安全等领域都具有诸多应用。其中，超宽带(ultrawideBand，UWB)雷达因为具有多种优越性能，如高距离分辨率、强穿透能力、较好的抗动目标干扰能力和适宜于近距离探测等优点而得到了广泛的应用，尤其在生命探测领域已经获得了较好的应用，形成了多种基于超宽带雷达的生命探测仪。 目前基于超宽带雷达生命探测仪的主要实现手段是将对生命体探测的回波信号经处理后在显示屏上用波形或者图形显示出来，这种方法依赖人的视觉对波形及图形的观察及辨识能力，并要求观察者具有一定的经验，这种方法对观察者的要求高，且存在着因对波形判断不准确或缺乏经验造成的漏判、误判。此外，这种方法需要使用者将显示屏置于离自己较近位置，并时刻用眼睛观察屏幕，这占用了使用者大部分的精力和注意力。使用者往往不能对所处的环境变化有快速的认识和反应，在灾害救援或者在反恐斗争等复杂环境和场合中，使自身和设备处于危险之中。更重要的是，这种雷达回波的输出方式没有足够地挖掘和显示出回波信号的全部信息。人耳作为人类一个重要的信息感知和获取器官具有一些重要和奇特的能力(1)人耳对声音的感知是“多通道”的。人类即使在较强噪声环境下仍然具有很好的语音感知和识别能力，能够自动“选择”自己感兴趣的声音，而自动“去除”不感兴趣，或者“没有意义”的声音和背景噪声；(2)人耳对不同频率信号的敏感性是不一样的，对于一些频率，人耳往往自动具有“听觉掩蔽”功能。因此，一些在显示屏上显示出来的波形和图形不一定能够反映出雷达回波信号所携带的全部信息，采用“听”的方式往往能够获得波形或图形显示不出来的信息，从而能够获得更多的生物雷达回波信号所携带的生命信息，提高对生命信息判断的准确性及复杂环境中的生命探测能力。同时，采用“听”的方式还能将人的眼睛解放出来，能够在复杂和危险的环境中观察环境的变化。

发明内容
本发明的目的在于提供一种能够获得波形或图形显示不出来的，生物雷达回波信号所携带的更多的生命信息，更为准确地判断和辨别生命信息的存在的基于超宽带生物雷达的非接触式音频生命探测仪。为达到上述目的，本发明采用的技术方案是包括检测被测对象的超宽带生物雷达以及与超宽带生物雷达的输出端相连的回波信号预处理器，回波信号预处理器的输出端与信号调制器的输入端相连，信号调制器的输出端与音频播放器相连接。所述的超宽带生物雷达采用工作频率在500MHz以上，工作带宽大于或等于其中心频率25%的雷达。所述的回波信号预处理器对超宽带生物雷达的回波信号完成低通滤波、对信号进行去直流和去漂移。所述的信号调制器对回波信号预处理后的信号进行调幅或调频，其调幅及调频信号的载波频率均在人耳的听觉范围内即30 - 30000Hz。
所述的音频播放器采用能够实时播放出经呼吸信号调制后的音频信号的播放器。所述的音频播放器采用耳机或音箱。所述的信号调制器的输出端还连接有信号存储器。所述的信号存储器将调幅或调频信号以某种格式保存起来的设备，从而方便对信号的分析、存档和检索。本发明的有益效果是突破了传统雷达式生命探测仪对波形和生命参数的依赖，利用人耳的“多通道”和“噪声掩蔽”特性，采用“听”的方式获得波形或图形显示不出来的信息，从而能够获得更多的生物雷达回波信号所携带的生命信息，增强生命探测仪的准确性和复杂环境中的生命探测能力。


图1是本发明的整体结构示意图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步详细说明。以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，但此处描述的具体实施方式
仅仅用于解释本发明，而不用于限定本发明。参见图1，本发明包括检测被测对象的超宽带生物雷达I以及与超宽带生物雷达I的输出端相连的回波信号预处理器2，回波信号预处理器2的输出端与信号调制器3的输入端相连，信号调制器3的输出端与音频播放器4相连接。其中，超宽带生物雷达I采用工作频率在500MHz以上，工作带宽大于或等于其中心频率25%的雷达；回波信号预处理器2对超宽带生物雷达I的回波信号完成低通滤波、对信号进行去直流和去漂移；信号调制器3对回波信号预处理后的信号进行调幅或调频，其调幅及调频信号的载波频率均在人耳的听觉范围内即30 - 30000Hz ;音频播放器4采用能够实时播放出经呼吸信号调制后的音频信号的播放器即采用耳机或音箱。本发明的信号调制器3的输出端还连接有信号存储器5，其将调幅或调频信号以某种格式保存起来的设备，从而方便对信号的分析、存档和检索。超宽带生物雷达I产生工作频率在500MHz以上，工作带宽大于或等于其中心频率25%的超宽带雷达波，该雷达波经由雷达天线发射向被测对象，雷达波经被测对象的呼吸和心跳体动信号进行调制以后反射回雷达，经同一雷达天线接收，经回波信号预处理器2进行预处理(主要进行低通滤波、对信号进行去直流、去漂移等功能)，之后由信号调制器3对该信号进行幅度调制或频率调制，其调幅及调频信号的载波频率均在人耳的听觉范围内(30 - 30000Hz)，但其理想载波频率在100-300HZ之间。该调制信号经音频播放器4即麦克风(耳机或音箱等音频播放设备)播放，也可由信号存储器进行存储，以便对其进行分析、存档和检索。尽管本发明所论述的是一种适用于生命信息探测的超宽带雷达音频探测仪，但本 发明的使用范围并不仅限生命信息的探测。本发明还可广泛应用于各类广谱声学信号的探测，包括利用传统麦克风无法采集到的，极微弱的声学和振动信号的探测，将这些探测到的信号调制成音频信号往往也能获取波形信号难以获得的更多的信息。
权利要求
1.一种基于超宽带生物雷达的非接触式音频生命探测仪，其特征在于包括检测被测对象的超宽带生物雷达(I)以及与超宽带生物雷达(I)的输出端相连的回波信号预处理器(2)，回波信号预处理器(2)的输出端与信号调制器(3)的输入端相连，信号调制器(3)的输出端与音频播放器(4)相连接。
2.根据权利要求1所述的基于超宽带生物雷达的非接触式音频生命探测仪，其特征在于所述的超宽带生物雷达(I)采用工作频率在500MHz以上，工作带宽大于或等于其中心频率25%的雷达。
3.根据权利要求1所述的基于超宽带生物雷达的非接触式音频生命探测仪，其特征在于所述的回波信号预处理器(2)对超宽带生物雷达(I)的回波信号完成低通滤波、对信号进行去直流和去漂移。
4.根据权利要求1所述的基于超宽带生物雷达的非接触式音频生命探测仪，其特征在于所述的信号调制器(3)对回波信号预处理后的信号进行调幅或调频，其调幅及调频信号的载波频率均在人耳的听觉范围内即30 - 30000Hz。
5.根据权利要求1所述的基于超宽带生物雷达的非接触式音频生命探测仪，其特征在于所述的音频播放器(4)采用能够实时播放出经呼吸信号调制后的音频信号的播放器。
6.根据权利要求5所述的基于超宽带生物雷达的非接触式音频生命探测仪，其特征在于所述的音频播放器(4)采用耳机或音箱。
7.根据权利要求1所述的基于超宽带生物雷达的非接触式音频生命探测仪，其特征在于所述的信号调制器(3)的输出端还连接有信号存储器(5)。
8.根据权利要求7所述的基于超宽带生物雷达的非接触式音频生命探测仪，其特征在于所述的信号存储器(5)将调幅或调频信号以某种格式保存起来的设备，从而方便对信号的分析、存档和检索。
全文摘要
本发明公开了一种基于超宽带生物雷达的非接触式音频生命探测仪，包括检测被测对象的超宽带生物雷达以及与超宽带生物雷达的输出端相连的回波信号预处理器，回波信号预处理器的输出端与信号调制器的输入端相连，信号调制器的输出端与音频播放器相连接。本发明利用人耳的“多通道”和“噪声掩蔽”特性，采用“听”的方式实时监听雷达回波所携带的音频信息，以获得超宽带生物雷达回波波形或图形显示难以表达的信息，从而人为判别生物雷达回波信号中是否携带有生命信息，以提高复杂环境中生命探测能力。本发明突破了传统雷达式生命探测仪对波形和生命参数的依赖，具有广阔的应用前景和市场推广价值。
文档编号G01S7/02GK102988057SQ20121052137
公开日2013年3月27日 申请日期2012年12月6日 优先权日2012年12月6日
发明者王健琪, 李盛, 荆西京, 张杨, 薛慧君, 吕昊, 路国华 申请人:中国人民解放军第四军医大学