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面向钻孔救援的UWB雷达探测技术研究进展

煤炭技术 2024年第6期43卷 174-177页

作者：肖明国张彪康玉国丁文黄渊郑学召北京大地高科地质勘查有限公司北京100040 国家矿山应急救援大地特勘队北京100043 西安科技大学安全科学与工程学院西安710054 国家矿山救援西安研究中心西安710054

钻孔救援技术在我国已有多起成功救援的案例,但目前用于钻孔救援的探测设备不能满足穿透探测需求,无法利用终孔打偏或造成坍塌的钻孔。UWB雷达具有穿透能力强、抗干扰能力强等诸多特性,可很好地适应灾后矿井环境,实现对障碍物后方的穿... 详细信息

钻孔救援技术在我国已有多起成功救援的案例,但目前用于钻孔救援的探测设备不能满足穿透探测需求,无法利用终孔打偏或造成坍塌的钻孔。UWB雷达具有穿透能力强、抗干扰能力强等诸多特性,可很好地适应灾后矿井环境,实现对障碍物后方的穿透探测。为此,通过文献调研,从UWB雷达定位技术和UWB雷达成像技术两方面总结梳理了基于钻孔救援的UWB雷达探测技术的研究进展。总结出当前UWB雷达定位技术和成像技术在探测方式与装备、探测技术与理论以及回波信息处理技术与算法三方面存在的主要缺陷。针对性地提出了未来研究工作的重点:①研发基于钻孔救援的UWB雷达标识卡定位技术与装备;②结合距离选通技术、改进信息处理程序及CT领域算法研发、优化数据处理技术与算法;③通过雷达阵列分布、ICA算法、改进随机共振算法及融合主流技术构建生命信息识别系统。

关键词：钻孔救援技术 UWB雷达探测技术定位技术成像技术

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基于UWB雷达的多功能应用算法研究

基于UWB雷达的多功能应用算法研究

作者：张怡北京邮电大学

学位级别：硕士

近年来,家庭环境中的健康和安全管理问题越来越成为人们关注的焦点。而超宽带（Ultra Wide Band,uwb）雷达随着其技术的发展在军事和民用领域应用广泛,特别是在医疗保健和安全防护等方面受到研究者的青睐。相对于其他类型的雷达来说,UW... 详细信息

近年来,家庭环境中的健康和安全管理问题越来越成为人们关注的焦点。而超宽带（Ultra Wide Band,uwb）雷达随着其技术的发展在军事和民用领域应用广泛,特别是在医疗保健和安全防护等方面受到研究者的青睐。相对于其他类型的雷达来说,UWB雷达具有低功耗、抗干扰、强穿透能力和高距离分辨力等特点,在微小信号的捕捉和目标识别等应用中有较大优势。因此本文使用UWB雷达针对家庭环境下的非接触式生命体征检测算法和多目标识别算法进行研究,并针对以上两种算法应用设计了家庭健康安全数据管理系统,主要的研究内容和创新点如下:1.提出一种应用于非接触式生命体征检测的谐波倍数循环检测（Harmonic Multiple Loop Detection,HMLD）算法。该算法主要采用二次谐波与基波的倍数关系以及循环频谱更新操作来提取雷达回波信号中的呼吸和心跳频率。此外本文将HMLD算法与三种现有算法进行算法对比实验。实验结果表明HMLD算法在误差率低于5.83%的情况下不仅缩短了算法检测时间还降低了对环境和雷达设备的要求。最后本文将HMLD算法应用于实时生命体征检测系统中,实现了实时获取人体呼吸心跳频率和位置信息的功能。2.针对多目标识别应用的滤波处理和分类需求,本文引入多种雷达信号处理算法,并与深度学习相结合实现了 0-5人的运动目标识别功能。在对UWB雷达模块收集到的原始数据集进行多种预滤波处理的基础上,将去除了大部分背景杂波和噪声的回波数据生成图像集分别送入4种神经网络结构中进行训练和测试。4种神经网络的识别准确率均达到90%以上,其中VGG19网络的准确率为97.9%。实验结果证明本文使用的多目标识别算法能够较好地实现多目标识别的功能。3.使用Web技术完成基于以上算法应用的家庭健康安全数据管理系统设计。该系统主要包括账户管理、用户个人信息管理、家庭群组信息管理、健康数据的记录和展示以及健康知识推送等功能。此外本文对该系统进行了功能测试和性能测试,结果表明该系统能够满足目前家庭环境下的健康安全数据管理的使用需求。

关键词： UWB雷达非接触式生命体征检测多目标识别数据管理系统

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UWB雷达杂波物理建模与仿真分析

电波科学学报 2010年第6期25卷 1116-1122页

作者：杨利民许志勇苏卫民顾红南京理工大学电子工程与光电技术学院江苏南京210049

利用子带合成和物理平板模型,将超宽带(uwb)雷达分别在不同地貌(植被或裸地)和中心频率条件下进行地杂波建模、仿真、杂波统计分布拟合及其分析。通过获得的杂波仿真数据拟合出地杂波的统计模型,分析发现:UWB雷达地杂波随着地貌或中心... 详细信息

利用子带合成和物理平板模型,将超宽带(uwb)雷达分别在不同地貌(植被或裸地)和中心频率条件下进行地杂波建模、仿真、杂波统计分布拟合及其分析。通过获得的杂波仿真数据拟合出地杂波的统计模型,分析发现:UWB雷达地杂波随着地貌或中心频率的变化,杂波并不服从同种统计分布;但统计分布具有"低重心和重拖尾"的共性,且随着相对带宽的增加,拖尾加重。仿真结果与UWB雷达杂波定性分析的规律基本符合。

关键词：平板模型 UWB雷达子带合成杂波散射系数(0σ) 建模与仿真

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UWB雷达生命探测仪系统设计与试验

消防科学与技术 2016年第7期35卷 967-969页

作者：张锋梁步阁容睿智张岩松张亚东中南大学航空航天学院湖南长沙410083 兰州理工大学计算机与通信学院甘肃兰州430050

利用超宽带雷达所具有的潜在特性,对超宽带冲击雷达在救援行动中对生命特征信号的非触式监测进行理论分析和实验研究。设计超宽带雷达系统;介绍超宽带雷达非接触式生命特征信号监测的基本原理和信号处理方法。室内直射测试和穿墙遮挡测... 详细信息

利用超宽带雷达所具有的潜在特性,对超宽带冲击雷达在救援行动中对生命特征信号的非触式监测进行理论分析和实验研究。设计超宽带雷达系统;介绍超宽带雷达非接触式生命特征信号监测的基本原理和信号处理方法。室内直射测试和穿墙遮挡测试结果表明,设计的试验样机在各个测试环境下基本上能够检测到人体模型,性能指标基本达到要求。

关键词： UWB雷达生命探测仪应急救援

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UWB雷达专用微功率直流高压电源的设计

微型机与应用 2017年第6期36卷 40-42页

作者：张锋梁步阁杨德贵赵党军容睿智张岩松赵旸陈佳澍张亚东中南大学航空航天学院湖南长沙410083 兰州理工大学计算机与通信学院甘肃兰州430050

主要设计一种UWB雷达专用微功率直流高压发生器。利用功率三极管和PWM控制器组成的升压电路,通过调节占空比,调节输出电压稳定在设定值。升压电路利用三极管组成串联稳压电路,稳定输出高压,实现直流低电压输入稳定高电压输出。

关键词： UWB雷达升压电路稳压电路高压发生器

UWB雷达反隐形机理及其电磁脉冲发生技术研究

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现代导航 2012年第4期3卷 272-274页

作者：李进华秦为海军装备部驻西安地区军事代表局

本文对UWB雷达进行了简要介绍,从频域和时域阐述了其反隐形的机理,并对UWB雷达的极窄时域尖峰电磁脉冲发射技术进行了论述,列举了可行的技术方法。

关键词： UWB雷达隐形脉冲雪崩管

基于取样平均的UWB雷达时域去噪原理及仿真

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现代雷达 2003年第1期25卷 15-18页

作者：丁前军杨峰王春阳空军工程大学导弹学院陕西三原713800

分析了取样平均器在无载波超宽带运动目标检测雷达中的应用原理 ,对一种取样平均器的工作过程作了推导 ,建立了取样平均器的数学模型 ,并进行了仿真。结果表明

关键词： UWB雷达时域去噪取样平均器超宽带雷达噪声干扰

基于参数化双谱分析的超宽带生物雷达人体目标非接触检测

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中国医疗设备 2013年第11期28卷 15-18,163页

作者：刘淼吕昊李盛荆西京王健琪第四军医大学生物医学工程学院陕西西安710032

超宽带(Ultra Wideband,uwb)生物雷达广泛应用于生命体探测等领域,而人体生命体征信息的非接触检测是其需要解决的最主要问题。本文利用参数化双谱估计算法分析uwb生物雷达回波信号,以非高斯白噪声激励的AR(Auto Regression)参数模型对... 详细信息

超宽带(Ultra Wideband,uwb)生物雷达广泛应用于生命体探测等领域,而人体生命体征信息的非接触检测是其需要解决的最主要问题。本文利用参数化双谱估计算法分析uwb生物雷达回波信号,以非高斯白噪声激励的AR(Auto Regression)参数模型对信号进行建模,并用带约束的三阶平均法对模型的参数进行估计。在此基础上,提出了一种新的基于uwb的人体目标非接触检测算法,并将该算法与现行的基于功率谱密度的检测算法进行对比。实验结果表明,有人位置点信号和无人位置点信号在双谱域表现出明显的差别特性,新算法能更好地实现人体目标的非接触检测。

关键词：目标探测 UWB雷达非接触 AR模型双谱分析法

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日本开发出近距离车载UWB雷达

军民两用技术与产品 2010年第4期 15-15页

日本古河电气工业株式会礼开发出26GHz频带的车载uwb（超宽带）雷达．可用于检测车辆近距离障碍物的驾驶辅助系统和安全系统中。

关键词： UWB雷达近距离车载开发日本驾驶辅助系统安全系统电气工业