非接触式生命体征雷达探测系统及天线设计

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1、声明本学位论文是我在导师的指导下取得的研究成果，尽我所知，在本学位论文中，除了加以标注和致谢的部分外，不包含其他人已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得任何教育机构的学位或学历而使用过的材料。与我一同工作的同事对本学位论文做出的贡献均已在论文中作了明确的说明。研究生虢盈堑矽降乡月刁曰学位论文使用授权声明南京理工大学有权保存本学位论文的电子和纸质文档，可以借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容，可以向有关部门或机构送交并授权其保存、借阅或上网公布本学位论文的部分或全部内容。对于保密论文，按保密的有关规定和程序处理。研究生签名

2、：垫2．oi％歹月q日研究生签名：型歹月即日硕士学位论文非接触式生命体征雷达探测系统及天线设计摘要l删嬲多普勒雷达已经被广泛应用到车辆测速、风暴追踪等很多领域。根据相同理论的非接触式生命体征探测技术也已经应用到地震救援、成人或婴儿的睡眠监测等领域。连续波雷达向被检测的人体发射连续的电磁波信号，电磁波被人体反射回来，这个过程中载波的相位被胸腔时变的周期运动所调制。通过解调回波信号的相位得到一个与胸腔运动幅度成比例的信号，解调信号同时包含了呼吸信号和心跳信号，因此不需要任何直接作用在人体上的传感器，仅通过测量雷达回波信号的频率偏移或相

3、位偏移，就可以检测出微弱的生理运动信息。非接触式技术既不会束缚检测对象，也不会给检测对象带来任何不适，特别适用于长期的连续的监测。本文首先分析了正交解调结构的频谱，探讨了由于非线性的相位调制所产生的谐波和互调问题，得出了选择最佳载波的方法。然后又分析了可调双边带结构的频谱及其盲点、最优点分布。由于生命体征探测技术正朝着体积更小、探测距离更远的方向发展，所以能否设计出高增益、易于集成的小型化阵列天线将尤为关键。通过在基片集成波导的导体表面蚀刻出缝隙，就可以形成集成的缝隙阵列天线。所以本文分析了基片集成波导缝隙的电特性，利用Ellio

4、tt的三个设计方程设计了可集成在生命体征探测系统中的基片集成波导缝隙阵列天线。关键词：生命体征探测、多普勒雷达、正交解调、可调双边带、缝隙阵列天线Abstract硕士学位论文Dopplerradarhasbeenwidelyusedinanumberofapplications，includingvehiclespeedmeasurementandstormtracking．Thesameprinciple，thenon-contactremotedetectionofvitalsignsleadtoseveralpotentia

5、lapplication，suchassearchingforsurvivorsafterearthquakeandmonitoringsleepinginfantsoradults．CWradarwiththehumanbodyasthetargetwillreceiveasignalwithitsphasemodulatedbythetime．varyingchest—wallposition．Demodulatingthephasewillthengiveasignalproportionaltothechest—wallp

6、ositionthatcontainsinformationaboutmovementduetoheartbeatandrespiration．Therefore，detectingthefrequencyorphaseshiftinareflectedradarsignal，canbeusedtodetecttinyphysiologicalmovements．Non·contactsolutionneitherconfinesnorinhibitsthesubject，itisespeciallyimportantoverex

7、tendedperiodsoftime，makingthedetectoridealforlong—termcontinuousmonitoringapplications．Thisdissertationbeginswiththespectralanalysisofthequadraturedemodulatorstructure．Theharmonicandintermodulationissuescausedbythenon-linerDopplerphasemodulationwillbediscussedindetail

8、．AnalyseswillillustratethemethodforoptimaldesignofcartierFrequency．Thenthisthesisanalyzesthedistributingofthenullpointsandop