基于眼形差分天线的多人体生命体征超宽带雷达监控仪制造技术

本发明专利技术公开了一种基于眼形差分天线的多人体生命体征超宽带雷达监控仪，包括XETHRU X4超宽带雷达芯片、超宽带差分发射天线、超宽带差分接收天线以及带QSPI接口的微处理器，所述XETHRU X4超宽带雷达芯片位于多层PCB电路板正面，超宽带差分发射天线和超宽带差分接收天线印制在同一个多层PCB电路板平面上，分别位于XETHRU X4超宽带雷达芯片的左侧和右侧。本发明专利技术的有益效果是，探测灵敏度高，抗干扰性能强，可分辨多目标人体生命特征。

【技术实现步骤摘要】
基于眼形差分天线的多人体生命体征超宽带雷达监控仪
本专利技术涉及人体生命特征监控
，特别是一种基于眼形差分天线的多人体生命体征超宽带雷达监控仪。
技术介绍
人体生命体征探测仪器通常分为接触式探测仪器和非接触式探测仪器两类。接触式探测仪器通常采用电极、压力传感器等设备与人体皮肤进行物理接触实现生命体征探测。非接触式探测仪器通常采用红外热探测器、生物雷达等设备，在距离人体一定范围内进行人体生命体征探测。非接触式探测仪器因为不需要与人体有物理接触，使用方便，在健康监测监控、人员搜救等领域有着广泛的应用前景。非接触式探测仪器是基于雷达技术的人体生命体征探测仪器，通常采用两种体制，一种是调频连续波雷达体制；一种是超宽带脉冲雷达体制。调频连续波体制设备简单、成本低，尽管可以探测人体呼吸、心率等生命体征，但对人的距离和体动特征难以探测，特别是在多人存在的复杂场景中，难以对不同人体的生命体征进行区分。另外由于调频连续波雷达发射信号和接收信号隔离难度大，接收通道存在泄露的发射信号时，造成人体的微弱生命体征信号淹没在泄露过来的发射信号的相位噪声中，探本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于眼形差分天线的多人体生命体征超宽带雷达监控仪，其特征在于，包括XETHRU X4超宽带雷达芯片、超宽带差分发射天线、超宽带差分接收天线以及带QSPI接口的微处理器，所述XETHRU X4超宽带雷达芯片位于多层PCB电路板正面，超宽带差分发射天线和超宽带差分接收天线印制在同一个多层PCB电路板平面上，分别位于XETHRU X4超宽带雷达芯片的左侧和右侧；/n所述超宽带差分发射天线通过对地平面阻抗50欧姆、差分阻抗为100欧姆的差分微带线连接到XETHRU X4超宽带雷达芯片的发射信号馈电引脚；/n所述超宽带差分接收天线通过对地平面阻抗50欧姆、差分阻抗为100欧姆的差分微带线连接到X...

【技术特征摘要】
1.一种基于眼形差分天线的多人体生命体征超宽带雷达监控仪，其特征在于，包括XETHRUX4超宽带雷达芯片、超宽带差分发射天线、超宽带差分接收天线以及带QSPI接口的微处理器，所述XETHRUX4超宽带雷达芯片位于多层PCB电路板正面，超宽带差分发射天线和超宽带差分接收天线印制在同一个多层PCB电路板平面上，分别位于XETHRUX4超宽带雷达芯片的左侧和右侧；
所述超宽带差分发射天线通过对地平面阻抗50欧姆、差分阻抗为100欧姆的差分微带线连接到XETHRUX4超宽带雷达芯片的发射信号馈电引脚；
所述超宽带差分接收天线通过对地平面阻抗50欧姆、差分阻抗为100欧姆的差分微带线连接到XETHRUX4超宽带雷达芯片的接收信号馈电引脚；
所述带QSPI接口的微处理器芯片通过QSPI接口与XETHRUX4超宽带雷达芯片相连接，用于微处理器和超宽带雷达芯片之间的通信；
超宽带差分接收天线和超宽带差分接收天线采用相同结构的带反射体的眼形差分超宽带天线。


2.根据权利要求1所述的基于眼形差分天线的多人体生命体征超宽带雷达监控仪，其特征在于，所述带反射体的眼形差分超宽带天线采用FR4作为基板，包括地平面、介质层、辐射贴片层、介质层和反射板共层实现。
所述地平面外形为矩形，内部相对于中线开有椭圆型谐振腔；所述辐射贴片A为椭圆形辐射贴片，所述电磁波能量主要从辐射贴片与地平面椭圆形谐振腔之间的缝隙辐射；
所述辐射贴片A开有椭圆型阻抗匹配调谐腔A和阻抗匹配枝节A，用于在工作频率范围内实现宽带信号的阻抗匹配；所述辐射贴片B与辐射贴片A形状相同，相对于地平面中线对称。


3.根据权利要求1所述的基于眼形差分天线的多人体生命体征超宽带雷达监控仪，其特征在于，所述地平面材料为金属铜箔，厚度为35um；所述介质层一材料为FR4玻璃纤维介质，厚度为0.1163mm；所述辐射贴片层材料为金属铜箔，厚度为35um；所述介质层二材料为FR4玻璃纤维介质，厚度为0.9605mm；所述反射板为材料为金属铜，厚度为1mm；所述反射板与介质层二之间为空气介质，反射板与介质层二距离9mm。


4.根据权利要求1所述的基于眼形差分天线的多人体生命体征超宽带雷达监控仪，其特征在于，所述差分微带线线宽为0.1792mm，线间距为0.4mm。


5.根据权利要求1所述的基于眼形差分天线的多人体生命体征超宽带雷达监控仪，其特征在于，带QSPI接口的微处理器芯片通过QSPI接口控制XETHRUX4超宽带雷达芯片发射超宽带脉冲信号，并读取XETHRUX4超宽带雷达芯片接收的回波数据。


6.根据权利要求5所述的基于眼形差分天线的多人体生命体征超宽带雷达监控仪，其特征在于，所述带QSPI接口的微处理器芯片读取回波数据后的算法处理过程为：
(1)读取原始雷达回波数据
在第1个雷达重复周期读取第1帧雷达回波数据，距离分辨单元数为N，第n个距离分辨单元的回波数据表示为s0(0,n)，n＝0,1,2,...,N-1；从第1个雷达重复周期开始，连续读取M帧雷达回波数据，第m帧第n个距离分辨单元的回波数据表示为s0(m,n)，m＝0,1,2,...,M-1，n＝0,1,2,...,N-1，形成原始回波数据矩阵[s0(m,n)]M×N



在形成的原始回波数据矩阵中，行方向为快时间数据，采样间隔为Δt，对应的距离分辨单元大小为ΔR＝cΔt/2，c为光速；列方向为慢时间数据，采样间隔为T，即雷达的重复周期；
(2)对原始回波数据矩阵[s0(m,n)]M×N进行去直流分量处理，对原始回波数据矩阵所有元素求均值，表示为



原始回波数据矩阵每个元素减去s0av，得到去直流分量后...

【专利技术属性】
技术研发人员：翟龙军，
申请(专利权)人：山东普泰信息工程有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37