【技术实现步骤摘要】
基于微波波束调控的动物生命体征监测方法及系统
[0001]本专利技术涉及生命体征监测技术，具体地，涉及一种基于微波波束调控的动物生命体征监测方法及系统。
技术介绍
[0002]在日常的生产、生活、科研和工作的过程中，时常需要对动物进行生命体征监测。例如，在牛羊等牲畜的饲养过程中，及时监测牲畜身体的异常情况，减少死亡率；在野生动物的观测、研究和保护工作中，对野生动物的生命体征进行监测、统计与分析；在实验室的动物实验中，进行生命体征监测，完成科学研究。
[0003]现有的生命体征监测方法大多是通过接触式的方式进行测量，例如在动物身体上安装接触式的传感器，然后通过无线电进行数据传输。这种传感器的安装过程具有一定的危险性，尤其是野生动物的监测，同时这类接触式的传感器会影响动物自身的舒适性，从而对测量结果产生影响。
[0004]因此，如何实现远距离、非接触式、便携、准确的生命体征监测，具有重要的研究意义。近些年来，人们已经开始利用微波感知的方法进行人体的生命体征监测，但是现有基于微波感知的生命体征监测需要人体保持准静止...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于微波波束调控的动物生命体征监测方法，其特征在于，包括：定位步骤：基于带通滤波器组进行视场范围内目标呼吸和心跳敏感部位的检测与定位；相移控制步骤：构建相位编码矩阵，对发射天线的发射信号进行相移控制，使得多个发射天线的合成波束朝向定位得到的所述敏感部位；信号收发步骤：获取多个回波信号并进行信号处理，得到多通道基带信号；解调步骤：对所述多通道基带信号进行微动相位解调，提取目标的生命体征信息。2.根据权利要求1所述的基于微波波束调控的动物生命体征监测方法，其特征在于，所述定位步骤包括：步骤1.1、发射并接收微波信号，得到多通道的微波基带信号BS
i
＝[S1,S2,
…
,S
N
]，其中，i表示第i个扫频周期，N为毫米波前端输出的等效接收通道个数，第n个接收通道的基带信号S
n
＝[s(1,n),s(2,n),
…
s(M,n)]，M为单个通道在一个扫频周期内总采样点数；步骤1.2，获取每个扫频周期的微波基带信号的热图信息，得到视场范围内各个目标的位置信息；步骤1.3，利用带通滤波器组对多个扫频周期内的热图信息进行带通滤波，其中，带通滤波器组的第一个通频带为第二个通频带为从滤波处理后的热图中获取动物呼吸和心跳的敏感部位的角度信息θ
q
(q＝1,2)。3.根据权利要求2所述的基于微波波束调控的动物生命体征监测方法，其特征在于，所述相移控制步骤包括：步骤2.1、根据所述角度信息θ
q
，构建相位编码矩阵：其中d
k
(k＝2,
…
K)为第k个发射天线距离第一个发射天线的距离，K为发射天线的数目，/
c
为线性调频连续波中心频率对应的波长；依据相位编码矩阵设置每个发射天线的初始相位分别为：0，2πd2sinθ
q
/λ
c
，
…
，2πd
K
sinθ
q
/λ
c
；步骤2.2，控制各个天线同时发射微波信号，使合成波束的主瓣方向角度为θ
q
，朝向待测动物呼吸和心跳的敏感部位。4.根据权利要求3所述的基于微波波束调控的动物生命体征监测方法，其特征在于，所述信号收发步骤包括：控制多个发射天线同时发射线性调频连续波信号，使得合成波束主瓣朝向目标的所述敏感部位，利用多个接收天线接收目标的回波信号，通过硬件混频、低通滤波后得到多通道微波基带信号。5.根据权利要求4所述的基于微波波束调控的动物生命体征监测方法，其特征在于，所述解调步骤包括：步骤4.1、通过微动相位解调，提取每个扫描周期敏感部位由于呼吸和心跳引起的微动位移时间序列：
式中，x(θ
q
,R,iT
sweep
)表示为波束扫描的角度为θ
q
、发射扫频周期为i、距离为R的被测动物呼吸心跳敏感部位的位移序列元素值；T
sweep
为发射天线发射线性调频连续波的扫频周期；arg[
·
]为取复数相位值的运算；N为每个扫频周期单通道基带信号元素的个数；n为每个扫频周期单通道基带信号元素的序号；T
s
为基带信号采样频率时间；s
B
(θ
q
,iT,nT
s
)为波束扫描角度为θ
q
、第i个发射扫频周期共M个通道基带信号组成的矩阵，矩阵的列向量为第m＝1,2,
…
,M通道的基带信号；j为虚数单位；为被测目标或测点距离对应的差拍频率估计值；d
rxm
分别为第m个接收天线到第一个接收天线的距离，m＝1,
…
,M，其中d
rx1
＝0；λ
c
为线性调频连续波中心频率对应的波长；步骤4.2，对微动位移时间序列进行包括快速傅里叶变换...
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