毫米波雷達是可在毫米波頻段探測的雷達。一般毫米波是指30~300GHz的頻域(1~10mm)頻域。毫米波波長介于厘米波與光波之間,所以它同時具有微波導引和光電導引的優(yōu)點。毫米波雷達使用大氣窗口(毫米波與亞毫米波在大氣中傳播時,其傳播的衰減較小,這是由于由氣體分子共振吸收而引起的極小衰減,并且受自然光和熱輻射源的影響較小。
所以在通訊、雷達、導引、遙感技術(shù)、無線電天文學以及波譜學中,毫米波雷達都具有重要意義。采用毫米波天線的窄波束和低旁瓣特性,可以實現(xiàn)精確跟蹤雷達和成像雷達。
①當天線口徑相同時,毫米波雷達波束較窄(一般為毫弧度度量級),可以提高雷達的角度分辨率和角度精度,并對對抗電子干擾有利.雜波干擾、多徑反射干擾等。
②由于工作頻率高,可以獲得較大的信號帶寬(如吉赫量級)和多普勒頻移,有助于提高距離和速度的測量精度和分辨率,并可以分析目標特征。
通過雷達測出人體呼吸心跳的原理是:呼吸、心跳等人體活動會引起胸腔的起伏,從而引起雷達與被測人體間徑向距離的變化。呼吸心跳信號可以通過測量其徑向距離的變化來提取。人體呼吸心跳探測在醫(yī)學監(jiān)護中.如火災、地震等災后救援.家庭健康監(jiān)測具有重要意義。與單目標呼吸心跳檢測相比,多目標呼吸心跳檢測的難點在于識別多目標。目前,基于多目標識別域的不同,本文將其歸納為三類:距離維判別法、方位判別法、信號域判別法。
根據(jù)目標徑向距離的差異來區(qū)分距離,是一種直接常用的方法,這種方法的優(yōu)點是分離效果較好,流程也比較簡單。其缺點是雷達系統(tǒng)帶寬要求較高,以獲得較高的距離分辨率;多目標在相同距離單元時不能加以識別。利用雷達的相對方位角的不同,可以識別出多目標的方位信息。這種方法的優(yōu)點是可以分辨出同一距離單元的多目標,但是需要使用陣列天線,并需要研究相應的波達方向(DOA,DirectionofArrival)估計方法以及數(shù)字波束形成(DBF)法?;诙嗄繕撕粑奶盘柕牟町?,對信號域多目標識別方法進行了識別。其優(yōu)點是可以分辨出同一方位角上的同一距離單位的多目標,但對多目標呼吸心跳信號有較大的差別,而且需要多個目標在同一距離單位。
毫米波雷達工作頻率在30GHz至300GHz之間;寬頻帶和可達GHz的可達,因此具有更高的距離分辨率。例如,使用3GHz帶寬的雷達,其距離分辨率是5cm。高距分辨能力的引入,為多目標識別提供了一種可行的方法。
在家庭環(huán)境中,多人監(jiān)測呼吸的兩大難點是:
1)當兩個以上的人體目標和雷達在同一條直線上時,雷達只能測量出距離較近的人體目標的胸部起伏信息;
2)背景雜波干擾。室內(nèi)環(huán)境中存在大量體積較大的物體,隱藏著人體胸腔回波信號。
這就可應用到飛睿智能5.8G存在感應雷達模組了,該系列是工作在5.8GHz±75MHz頻段,集成高性能32位MCU,單芯片直接輸出感應控制信號,真正的SoC。性能強大,可做豐富算法,拓展性強,適合高性能要求的場景。支持標準UART接口,可與其他主控或傳感器互聯(lián)互通,也可作為主控使用,可基于人體呼吸的探測,實現(xiàn)存在感應。
產(chǎn)品特點
FR58L4M32-2020S
? 工作頻率:5.8Ghz±75MHz
? 供電電壓:4.5~5.5V
? 正向距離可達30米
? 搭載32位MCU
? 抗干擾能力強,支持密集分布
? 基于探???人體呼吸,實現(xiàn)存在感應
? 符合FCC/CE/SRRC等無線認證標準
? 工業(yè)級,支持高低溫(-40°-85°)可靠性測試
? 集成中頻處理與濾波
? 靈活多樣的管角接口
? 針對性核心算法協(xié)議
? 支持距離調(diào)節(jié)
? 支持光敏(可選)。
該雷達可方便地滿足以下應用要求:
1、高精度多維搜索測量:對高精度距離.方位.頻率和空間位置進行測量定位;
2、雷達安裝平臺有體積.對振動和其他環(huán)境有嚴格要求:毫米波雷達天線尺寸小、重量輕、易于滿足便攜.彈載.車載.機載和星載等不同平臺的特殊環(huán)境要求;
3、目標特征提取和分類識別:毫米波雷達高分辨率.寬工作頻帶.高數(shù)值的多普勒頻率響應.短波長容易獲得目標細節(jié)特征和清晰輪廓成像,適合目標分類與識別的重要戰(zhàn)術(shù)要求;
4、小目標和近距離探測:毫米波短波長所對應的光域較小,因此比較微波雷達更適合于小目標的探測。除了專門進行空間目標觀測等遠距離毫米波雷達外,一般毫米波雷達適合在30公里以下進行近距離探測。