一种不依赖空气传导的语音探测仪制造技术

本发明专利技术公开了一种不依赖于空气传导的语音探测仪。通过点频毫米波相控振荡器产生雷达波，经定向耦合器转为两路，一路经环形器发往天线，另一路经衰减后与经环形器来的雷达回波信号进行平衡混频，再经信号放大与滤波后得到语音或其它广谱声学信号。由于利用毫米波雷达探测语音信号具有多种空气传导语音探测方法所不具备的优点，又由于本系统具有非接触、安全、实时、便于携带、低成本等优点，因此本技术突破了传统的以声学传感器和以空气为介质的语音检测模式，大大拓展了其应用领域，具有广阔的应用前景和市场推广价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于语音信号的探测与采集
，特别涉及一种不依赖于 空气传导的语音探测仪。
技术介绍
语音是人类进行交流及获取信息的重要途径之一 。然而目前广泛使用 的语音信号采集系统几乎仅限于一种声音的传导模式，即语音的空气传导 模式。它是指以空气为媒质传导声波并为人耳(或麦克风等)所感知的方 式。但是这种语音的采集方法具有相当的局限性，如语音的抗噪性能差、 方向性能差，可采集距离小等弱点。语音的非空气传导探测系统则能够打破这些限制。它是指不以空气为 信息传播的介质，而借助于其它介质(如雷达波)来传导语音。这种方式 将打破传统的语音信号探测与记录模式，克服传统语音信号探测方法的不 足，而具有一些新的特点。如语音的方向性好，抗噪声性能强，作用距离 远等。同时可以广泛应用于医学康复、语音的定向检测、强噪声环境下声 学信号检测、微弱振动信号非接触检测等领域，具有广阔的应用前景。目前，国内外相关的研究中仅有Zong-WenLi于1996年发表的一篇文 章，这篇文章推测可能存在这样一种技术，能够利用雷达波检测语音信号， 并给出了相关的理论推导。但是它并没有给出利用雷达波检测语音信号的 具体硬件实现方法，也没有看到相关的后期研究
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供了一种不依赖空气 传导的语音探测仪，该语音探测仪能够弥补传统语音探测系统的不足，同 时具有一些如方向性好，抗噪声性能强，作用距离远等新特点。为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案是包括点频毫米波相控振 荡器以及与点频毫米波相控振荡器的输出端相连接的定向耦合器，该定向 耦合器的输出分两路， 一路与环形器相连，另一路与平衡混频器相连，环 形器还分别与天线及平衡混频器相连，平衡混频器的输出端与信号放大/ 滤波器相连。本专利技术的信号放大/滤波器的输出还经模数转换器与计算机相连；点 频毫米波相控振荡器产生一个频率在10 100GHz之间的高稳定度的高频连续波；环形器将定向耦合器输出的信号经环形器发往天线，同时将天线 的回波信号经环形器输出到平衡混频器，并阻止天线的回波信号耦合回定 向耦合器；天线将由环形器输出的高频雷达波发^f出去，并同步接收雷达 的回波信号，天线4的类型包括各型大型、小型、微型抛物面天线、平板 天线或透镜天线；平衡混频器将定向耦合器的输出和环形器的输出信号进 行平衡混频，其输出信号即为所要获得的语音及其它广谱声学信号；信号 放大/滤波器使用60Hz 8000Hz频带范围内的带通滤波频率将平衡混频器 5输出的信号进行放大并同步滤波。本专利技术通过点频毫米波相控振荡器产生雷达波，经定向耦合器转为两 路， 一路经环形器发往天线，另一路经衰减后与经环形器来的雷达回波信 号进行平衡混频，再经信号放大与滤波后得到语音或其它广谱声学信号。 由于利用毫米波雷达探测语音信号具有多种空气传导语音探测方法所不 具备的优点，又由于本系统具有非接触、安全、实时、便于携带、低成本等优点，因此本技术突破了传统的以声学传感器和以空气为介质的语音检 测模式，大大拓展了其应用领域，具有广阔的应用前景和市场推广价值。 附图说明图1是本专利技术的整体结构示意图。 具体实施例方式下面结合附图对本专利技术作进一步详细说明。参见图1，本专利技术包括点频毫米波相控振荡器1以及与点频毫米波相控振荡器1的输出端相连接的定向耦合器2，该定向耦合器2的输出分两 路， 一路与环形器3相连，另一路与平衡混频器5相连，环形器3还分别 与天线4及平衡混频器5相连，平衡混频器5的输出端与信号放大/滤波 器6相连，信号放大/滤波器6经模数转换器7与计算机8相连。由于在语音及其它声学信号的探测过程中，实际采集回来的语音信号 受到各种干扰的影响，因此雷达语音信号通常还需要经过模数转换器转换 并经计算机处理才能达到更好的质量。点频毫米波相控振荡器l产生一个高稳定度的高频连续波，其频率在 10 100GHz之间；定向耦合器2将点频毫米波相控振荡器1输出的信号分为两路 一路经由环形器3输往天线4，另一路经过衰减后输出到平衡混频器5;环形器3将定向耦合器2输出的信号经环形器3发往天线4 ，同时将天线 4的回波信号经环形器3输出到平衡混频器5，并阻止天线4的回波信号耦合 回定向耦合器2里；天线4包括各型大型、小型、微型抛物面天线、平板天线、透镜天线 等，天线的主要作用在于将由环形器3输出的高频雷达波发射出去，并同步接收雷达的回波信号；平衡混频器5将定向耦合器的输出和环形器的输出信号进行平衡混频，其输出信号即为所要获得的语音及其它声学信号；信号放大/滤波器6将平衡混频器5输出的信号进行放大并同步滤波， 使用60Hz 4000Hz频带范围内的带通滤波频率。尽管本专利技术所论述的是一种不依赖于空气传导的语音探测仪，但本发 明的使用范围并不仅限于语音信号的探测，由于高频毫米波雷达波具有灵 敏度极高的特点，因此本专利技术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；本专利技术所述采用的天线包括抛物面、平板、透镜等天线，但本专利技术所 述天线并不局限于这些天线种类，严格意义上讲，任何能够发射并接收雷 达波信号的天线都能够为本系统所使用，但其性能当然越高越好；本专利技术利用毫米波雷达探测语音信号具有多种空气传导语音探测方 法所不具备的优点，如能够摆脱传统的在声源附近必须安置声学传感器的 限制，对检测对象无任何约束，并能穿透一定的介质及障碍物进行检测， 从而有望在诸如演讲、报告、舞台表演、打电话等场合、复杂声学环境中 语音的定向检测、微弱宽带声学信号检测、灾害救援(地震、塌方中的伤 员探寻)、医院临床的语音检测、评价、恢复与监护系统、反恐斗争、国 家安全等领域内得到广泛应用，又由于毫米波语音探测雷达系统具有非接 触、安全(发射功率比手^^功率低十倍)、实时、便于携带、低成本等优 点，因此本系统突破了传统的以声学传感器和以空气为介质的语音检测模 式，大大拓展了其应用领域，具有广阔的应用前景和市场推广价值。权利要求1、一种不依赖空气传导的语音探测仪，其特征在于包括点频毫米波相控振荡器(1)以及与点频毫米波相控振荡器(1)的输出端相连接的定向耦合器(2)，该定向耦合器(2)的输出分两路，一路与环形器(3)相连，另一路与平衡混频器(5)相连，环形器(3)还分别与天线(4)及平衡混频器(5)相连，平衡混频器(5)的输出端与信号放大/滤波器(6)相连。2、 根据权利要求1所述的不依赖空气传导的语音探测仪，其特征在 于所说的信号放大/滤波器(6)的输出还经模数转换器(7)与计算机(8)相连。3、 根据权利要求l所述的不依赖空气传导的语音探测仪，其特征在于 所说的点频毫米波相控振荡器(1)产生一个频率在10 100GHz之间的高 稳定度的高频连续波。4、 根据权利要求l所述的不依赖空气传导的语音探测仪，其特征在于 所说的环形器(3)将定向耦合器(2)输出的信号经环形器(3)发往天 线(4)，同时将天线(4)的回波信号经环形器(3)输出到平衡混频器(5)，并阻止天线(4)的回波信号耦合回定向耦合器(2)。5、 根据权利要求l所述的不依赖空气传导的语音探测仪，其特征在于 所说的天线(4)将由环形器(3)输出的高频本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种不依赖空气传导的语音探测仪，其特征在于：包括点频毫米波相控振荡器（１）以及与点频毫米波相控振荡器（１）的输出端相连接的定向耦合器（２），该定向耦合器（２）的输出分两路，一路与环形器（３）相连，另一路与平衡混频器（５）相连，环形器（３）还分别与天线（４）及平衡混频器（５）相连，平衡混频器（５）的输出端与信号放大／滤波器（６）相连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王健琪，荆西京，李盛，
申请(专利权)人：中国人民解放军第四军医大学，
类型：发明
国别省市：87[中国|西安]