基于VMD的宽带混沌雷达多生命信号探测方法

专利名称：一种获得宽带调频步进混沌雷达信号的方法专利类型：发明专利
发明人：顾翔,张云华,张祥坤,翟文帅,石晓进,陈秀伟
申请号：CN201010574187.8
申请日：20101130
公开号：CN102478654A
公开日：
20120530
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及一种获得宽带调频步进混沌雷达信号的方法，首先，获得各个子脉冲的回波基带信号r(t)；然后，对应地，对各个子脉冲基带回波信号r(t)和各自的基带混沌序列进行匹配滤波或相关处理，得到子脉冲的频域信号U(f)；对子脉冲的频域信号U(f)进行频谱搬移后进行去重叠和相位补偿；其中，所述的频谱搬移的频移量和本振频率源的频率间隔Δf相等；对去重叠和相位补偿后的子脉冲信号进行相干叠加，获得合成大带宽信号，该合成宽带信号的带宽为B+(N-1)Δf。

本发明为实现超大带宽的混沌雷达信号提供了新的技术途径。

它是混沌信号和频率步进信号的结合，兼有两者的优点，本发明方法简单明了，易于实现，且对频率线性步进和非线性步进的情况都适用，对于实际系统有重要的现实意义。

申请人：中国科学院空间科学与应用研究中心
地址：100190 北京市海淀区中关村南二条1号
国籍：CN
代理机构：北京法思腾知识产权代理有限公司
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基于微波雷达的人体生命信号检测技术随着科技的不断发展，人们对生命信号的精确监测和检测需求越来越强烈。

基于微波雷达的人体生命信号检测技术便应运而生，成为当前研究热点之一。

一、技术原理基于微波雷达的人体生命信号检测技术是一种通过微波信号检测人体运动和呼吸的技术。

其原理是基于人体会对电磁波产生反射和散射现象，从而产生微弱信号，通过微波雷达技术可以接收到这些信号，并采集其特征参数，传送到计算机中进行处理。

二、应用场景该技术在安防、医疗、智能家居等领域具有广泛应用。

首先，该技术在安防领域起到了重要的作用。

通过安装在建筑物内外的微波雷达，能检测到人在范围内的情况，一旦有人靠近该区域，系统会及时报警提示。

与传统的安防技术相比，该技术在使用便捷性、准确性和反应速度等方面更具优势。

其次，该技术在医疗领域也具有重要的应用价值。

在医院中，可以用微波雷达监测患者的呼吸和心跳等生命信号，更好地掌握患者的健康状况。

在家庭护理中，可以通过安装该技术的设备及时监测老人的生命信号，便于及时发现疾病和突发事件。

最后，在智能家居领域，该技术也有广泛的应用。

通过安装在房屋内部的微波雷达，可以实时监测使用者的生命信号，实现智能化控制，如灯光、声音、温度等等，从而提高生活的便利性和舒适度。

三、技术优势基于微波雷达的人体生命信号检测技术相对传统技术具有以下优势：一是更加高效。

传统人体生命信号检测技术需要佩戴传感器等装置，使用不方便，而微波雷达可无缝应用于各种场景，且检测效果更加精确。

二是更加精确。

使用微波雷达技术进行人体生命信号检测，可以弥补传统技术容易受到电气设备干扰、环境变化等因素的影响，从而检测结果更加准确可靠。

三是更加安全。

使用微波雷达技术进行人体生命信号检测，不会对人造成任何干扰和损伤，因此更加安全可靠。

四、技术前景基于微波雷达的人体生命信号检测技术在未来发展前景广阔。

随着人们对生命信号监测需求的增加，该技术在应用范围和深度上将会得到更多的发展。

《基于极化混沌探地雷达的地下管线探测方法研究》篇一一、引言地下管线探测作为城市基础设施的重要组成部分，对保障城市供排水、能源输送等有着极其重要的作用。

极化混沌探地雷达技术作为新兴的无损探测技术，在地下管线探测方面展现出了其独特的优势。

本文旨在深入研究基于极化混沌探地雷达的地下管线探测方法，以期为地下管线的安全、高效探测提供理论支持和技术支撑。

二、极化混沌探地雷达技术概述极化混沌探地雷达技术是一种利用电磁波对地下目标进行探测的技术。

其基本原理是通过发射极化电磁波，接收由地下目标反射或散射回来的电磁波，从而获取地下目标的形态、位置和性质等信息。

该技术具有高分辨率、高精度、无损探测等优点，适用于各种复杂环境下的地下管线探测。

三、地下管线探测方法研究1. 探测原理基于极化混沌探地雷达的地下管线探测方法，主要是通过发射不同极化方式的电磁波，对地下管线进行扫描。

在扫描过程中，根据电磁波的反射、透射和散射等特性，获取管线的形态、位置和性质等信息。

同时，通过分析电磁波的极化状态，可以进一步判断管线的材质、埋深等参数。

2. 探测步骤（1）现场勘察：了解探测区域的地理环境、管线分布等情况，确定探测方案。

（2）设备准备：选择合适的极化混沌探地雷达设备，进行设备调试和校准。

（3）数据采集：按照探测方案，进行数据采集。

在采集过程中，需根据实际情况调整设备的参数设置，以保证数据的准确性和可靠性。

（4）数据处理与分析：将采集到的数据进行处理和分析，提取管线的形态、位置和性质等信息。

同时，结合极化状态分析，判断管线的材质、埋深等参数。

（5）结果输出：将分析结果以图像、数据等形式输出，为后续的管线维护和管理提供依据。

四、实验与分析为了验证基于极化混沌探地雷达的地下管线探测方法的可行性和有效性，我们进行了实地实验。

实验结果表明，该方法能够准确获取地下管线的形态、位置和性质等信息，且具有较高的分辨率和精度。

同时，通过极化状态分析，可以进一步判断管线的材质、埋深等参数，为后续的管线维护和管理提供了有力支持。

《宽带混沌产生与混沌光时域反射测量》篇一一、引言在当今通信科技迅猛发展的时代，宽带的传输速度及质量的监测和优化变得越来越重要。

随着科研工作对高速网络及通信的需求持续上升，其中关键的技术之一即为宽带混沌产生和混沌光时域反射测量技术。

该技术为高速通信系统提供了重要的监测手段，同时也为混沌信号的生成和传输提供了可能。

本文将就宽带混沌信号的产生原理及其在混沌光时域反射测量中的应用进行详细阐述。

二、宽带混沌信号的产生1. 混沌信号概述混沌信号是一种非周期性、不可预测的信号，具有高度的复杂性和随机性。

其产生过程往往涉及到非线性系统的动态行为。

在通信系统中，宽带混沌信号的生成是利用特定的算法和设备，将噪声或特定的信号源转化为具有特定特性的混沌信号。

2. 宽带混沌信号的产生原理宽带混沌信号的产生主要依赖于非线性系统的复杂动态行为。

在通信系统中，通过使用特殊的调制器和激光器等设备，可以生成具有特定频率特性的宽带混沌信号。

这些信号具有高带宽、高随机性等特点，非常适合用于高速通信系统中的信息传输和加密。

三、混沌光时域反射测量技术1. 概述混沌光时域反射测量技术是一种基于混沌光信号的测量技术，主要用于监测和诊断光纤通信系统中的故障和性能问题。

该技术利用宽带混沌光信号的特殊性质，通过在光纤中传输并观察其反射信号，来评估光纤的性能和诊断潜在问题。

2. 测量原理在混沌光时域反射测量中，首先生成宽带混沌光信号并将其注入光纤中。

当该信号遇到光纤中的任何不连续点或故障时，会有一部分信号被反射回来。

这些反射回来的信号与原始信号相比具有时间延迟，因此可以通过测量时间延迟来评估光纤的性能和诊断问题。

此外，通过分析反射信号的形状和强度等信息，还可以获取更详细的关于光纤特性的信息。

四、应用场景及案例分析1. 高速通信系统中的故障诊断在高速通信系统中，由于数据传输速率极高，一旦出现故障，往往难以快速定位和修复。

通过使用混沌光时域反射测量技术，可以实时监测光纤的性能和诊断潜在故障，从而提高系统的可靠性和稳定性。

基于PSO-VMD算法的生命探测方法研究
陆鑫;陈志敏
【期刊名称】《空间电子技术》
【年(卷),期】2022(19)2
【摘要】生命探测雷达在航空航天领域有着重要的应用,通过探测飞行员的呼吸、心跳、肢体动作等微弱信号,实现对飞行员的生命监测。

针对实际场景中生命体微弱信号检测困难的问题,提出一种将包络熵作为粒子群算法适应度函数的变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)参数优化算法。

首先,利用粒子群算法对适应度函数进行选择,确定VMD算法中固有模态分量的分解层数以及惩罚因子个数的组合;其次,通过频谱分析选择特定层数的固有模态分量并重构雷达回波信号;最终达到去除噪声,提取生命体弱信号的目的。

对比实验表明,所提出的方法相比经验模态分解算法能够更加准确地提取生命体信息,仿真结果验证了算法的有效性。

【总页数】7页(P48-54)
【关键词】变分模态分解;粒子群算法;参数优化;生命探测雷达
【作者】陆鑫;陈志敏
【作者单位】上海电机学院电子信息学院;东南大学毫米波国家重点实验室
【正文语种】中文
【中图分类】V7
【相关文献】
1.基于量子遗传算法的无人机生命迹象探测研究
2.基于FPGA的生命探测仪算法研究与系统设计
3.基于量子遗传算法的无人机生命迹象探测研究
4.基于EEMD和HOC的超宽带雷达生命探测算法研究
5.基于MUSIC算法的生命探测雷达信号处理方法
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基于WA-EMD算法的脉冲式超宽带雷达多目标生命体征检测唐良勇;赵恒;张亚菊【期刊名称】《南京理工大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2017(041)002【摘要】In view of the problem that identification and separation of vital signs from multiple subjects for the non-contact vital sign detection system of the impulse-radio ultra-wideband radar are difficult,a high-resolution algorithm based on the window average-empirical mode decomposition(WA-EMD)is proposed in this paper.The windowed method is used in the WA-EMD algorithm to calculate the local mean for eliminating the mode mixing and noise,and the respiratory signals from different subjects are separated accurately and the different subjects in a single range bin are identified effectively.The Hilbert transform is used to acquire the time-varying respiratory rate.Simulation and measurement results show that the vital signs of multiple subjects in the same range bin can be separated and identified accurately,and the real-time respiratory rate can be acquired.%针对脉冲式超宽带雷达的非接触式生命体征检测系统中多目标生命体征难以准确识别和分离的问题,该文提出一种基于窗平均经验模式分解(WA-EMD)的高分辨多目标生命体征分离和提取算法.WA-EMD算法利用加窗的方法来计算局部平均值,具有良好的抗模态混叠和抗噪声性能,能够准确地分离出不同人体目标的呼吸信号,实现同一距离门中多目标的有效检测.利用Hilbert变换获得呼吸信号的时变频率.仿真实验和雷达实测结果表明,该文提出的算法能够准确有效地实现同一距离门中多目标的生命体征的准确识别和分离,可计算实时的呼吸速率.【总页数】9页(P198-206)【作者】唐良勇;赵恒;张亚菊【作者单位】南京理工大学电子工程与光电技术学院,江苏南京 210094;南京理工大学电子工程与光电技术学院,江苏南京 210094;南京理工大学电子工程与光电技术学院,江苏南京 210094【正文语种】中文【中图分类】TN958.2【相关文献】1.基于PCA与EMD的超宽带雷达生命信号检测算法 [J], 戴舜;朱方;徐艳云;方广有2.基于EMD的无载波超宽带雷达目标检测算法 [J], 曹文琛;张顺生3.基于无载频脉冲式超宽带雷达的生命信号检测分析与实现 [J], 谢义方;方广有4.基于超宽带雷达的叶簇隐蔽目标检测算法 [J], 张金元;张晶;付庆霞;5.基于调频连续波雷达的多目标生命体征实时检测 [J], 吴志军;韦金宜;黄李波;白傑因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。