一种便携式伪随机编码超宽带人体感知雷达设计

夏正欢 张群英 叶盛波 吴世有 谭恺 方广有 阴和俊

夏正欢, 张群英, 叶盛波, 吴世有, 谭恺, 方广有, 阴和俊. 一种便携式伪随机编码超宽带人体感知雷达设计[J]. 雷达学报, 2015, 4(5): 527-537. doi: 10.12000/JR15027
引用本文: 夏正欢, 张群英, 叶盛波, 吴世有, 谭恺, 方广有, 阴和俊. 一种便携式伪随机编码超宽带人体感知雷达设计[J]. 雷达学报, 2015, 4(5): 527-537. doi: 10.12000/JR15027
Xia Zheng-huan, Zhang Qun-ying, Ye Sheng-bo, Wu Shi-you, Tan Kai, Fang Guang-you, Yin He-jun. Design of a Handheld Pseudo Random Coded UWB Radar for Human Sensing[J]. Journal of Radars, 2015, 4(5): 527-537. doi: 10.12000/JR15027
Citation: Xia Zheng-huan, Zhang Qun-ying, Ye Sheng-bo, Wu Shi-you, Tan Kai, Fang Guang-you, Yin He-jun. Design of a Handheld Pseudo Random Coded UWB Radar for Human Sensing[J]. Journal of Radars, 2015, 4(5): 527-537. doi: 10.12000/JR15027

一种便携式伪随机编码超宽带人体感知雷达设计

doi: 10.12000/JR15027
基金项目: 

国家863项目(2012AA121901)资助课题

详细信息
    作者简介:

    夏正欢(1986-),男,江西丰城人,现为中国科学院电子学研究所博士生,研究方向为超宽带雷达系统、MIMO雷达系统、FPGA并行信号处理、雷达成像方法。E-mail:maxwell_xia@126.com张群英(1970-),女,陕西西安人,现为中国科学院电子学研究所研究员,博士生导师,研究方向为微波探测新方法研究、超宽带雷达系统、雷达信号处理。E-mail:qyzhang@mail.ie.ac.cn叶盛波(1983-),男,湖北武汉人,现为中国科学院电子学研究所副研究员,研究方向为超宽带雷达系统、探地雷达研制、雷达信号处理方法研究。E-mail:sbye@mail.ie.ac.cn吴世有(1985-),男,安徽合肥人,现为中国科学院电子学研究所助理研究员,研究方向为超宽带信号处理、微弱信号检测。E-mail:ahwushiyou@126.com谭恺(1986-),男,江西上饶人,现为中国科学院电子学研究所博士生,研究方向为超宽带雷达信号处理与成像方法。E-mail:tankai10@mail.ucas.ac.cn方广有(1963-),男,现为中国科学院电子学研究所研究员,博士生导师,中国科学院电子学研究所副所长,研究方向为超宽带雷达系统、测月雷达、太赫兹成像、地球物理探测方法、电磁场理论。E-mail:gyfang@mail.ie.ac.cn阴和俊(1963-),男,现为中国科学院电子学研究所研究员,博士生导师,中国科学院副院长,研究方向为电磁场理论、微波技术与微波通信、雷达技术、特种微波器件等。

    通讯作者:

    张群英qyzhang@mail.ie.ac.cn

Design of a Handheld Pseudo Random Coded UWB Radar for Human Sensing

  • 摘要: 该文提出了一种便携式伪随机编码超宽带人体感知雷达的设计方法。人体感知雷达主要包括对运动人体目标进行跟踪以及对静止人体目标的呼吸频率进行提取。为了获得较强的穿透能力与较好的距离分辨率,采用了载波为800 MHz的m序列作为雷达发射信号。为了减小雷达系统尺寸,采用高速DAC与FPGA直接合成m序列调制信号,发射信号的平均功率为5 dBm。接收机具有两个混合采样接收通道,第1通道用于实时获得参考码,第2通道用于接收雷达回波。为了提高雷达系统扫描率,采用FPGA内部的多个DSP内核级联来实现脉冲压缩的并行计算。另外,动目标跟踪算法与生命探测算法在Intel处理器内运行,将探测结果传给头盔上的微型显示器进行显示。最后,通过穿墙实验表明,该雷达能实时跟踪墙后16 m内的动目标,同时能提取墙后14 m内静止人体的呼吸频率。
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出版历程
  • 收稿日期:  2015-03-04
  • 修回日期:  2015-05-08
  • 刊出日期:  2015-10-28

一种便携式伪随机编码超宽带人体感知雷达设计

doi: 10.12000/JR15027
    基金项目:

    国家863项目(2012AA121901)资助课题

    作者简介:

    夏正欢(1986-),男,江西丰城人,现为中国科学院电子学研究所博士生,研究方向为超宽带雷达系统、MIMO雷达系统、FPGA并行信号处理、雷达成像方法。E-mail:maxwell_xia@126.com张群英(1970-),女,陕西西安人,现为中国科学院电子学研究所研究员,博士生导师,研究方向为微波探测新方法研究、超宽带雷达系统、雷达信号处理。E-mail:qyzhang@mail.ie.ac.cn叶盛波(1983-),男,湖北武汉人,现为中国科学院电子学研究所副研究员,研究方向为超宽带雷达系统、探地雷达研制、雷达信号处理方法研究。E-mail:sbye@mail.ie.ac.cn吴世有(1985-),男,安徽合肥人,现为中国科学院电子学研究所助理研究员,研究方向为超宽带信号处理、微弱信号检测。E-mail:ahwushiyou@126.com谭恺(1986-),男,江西上饶人,现为中国科学院电子学研究所博士生,研究方向为超宽带雷达信号处理与成像方法。E-mail:tankai10@mail.ucas.ac.cn方广有(1963-),男,现为中国科学院电子学研究所研究员,博士生导师,中国科学院电子学研究所副所长,研究方向为超宽带雷达系统、测月雷达、太赫兹成像、地球物理探测方法、电磁场理论。E-mail:gyfang@mail.ie.ac.cn阴和俊(1963-),男,现为中国科学院电子学研究所研究员,博士生导师,中国科学院副院长,研究方向为电磁场理论、微波技术与微波通信、雷达技术、特种微波器件等。

    通讯作者: 张群英qyzhang@mail.ie.ac.cn

摘要: 该文提出了一种便携式伪随机编码超宽带人体感知雷达的设计方法。人体感知雷达主要包括对运动人体目标进行跟踪以及对静止人体目标的呼吸频率进行提取。为了获得较强的穿透能力与较好的距离分辨率,采用了载波为800 MHz的m序列作为雷达发射信号。为了减小雷达系统尺寸,采用高速DAC与FPGA直接合成m序列调制信号,发射信号的平均功率为5 dBm。接收机具有两个混合采样接收通道,第1通道用于实时获得参考码,第2通道用于接收雷达回波。为了提高雷达系统扫描率,采用FPGA内部的多个DSP内核级联来实现脉冲压缩的并行计算。另外,动目标跟踪算法与生命探测算法在Intel处理器内运行,将探测结果传给头盔上的微型显示器进行显示。最后,通过穿墙实验表明,该雷达能实时跟踪墙后16 m内的动目标,同时能提取墙后14 m内静止人体的呼吸频率。

English Abstract

夏正欢, 张群英, 叶盛波, 吴世有, 谭恺, 方广有, 阴和俊. 一种便携式伪随机编码超宽带人体感知雷达设计[J]. 雷达学报, 2015, 4(5): 527-537. doi: 10.12000/JR15027
引用本文: 夏正欢, 张群英, 叶盛波, 吴世有, 谭恺, 方广有, 阴和俊. 一种便携式伪随机编码超宽带人体感知雷达设计[J]. 雷达学报, 2015, 4(5): 527-537. doi: 10.12000/JR15027
Xia Zheng-huan, Zhang Qun-ying, Ye Sheng-bo, Wu Shi-you, Tan Kai, Fang Guang-you, Yin He-jun. Design of a Handheld Pseudo Random Coded UWB Radar for Human Sensing[J]. Journal of Radars, 2015, 4(5): 527-537. doi: 10.12000/JR15027
Citation: Xia Zheng-huan, Zhang Qun-ying, Ye Sheng-bo, Wu Shi-you, Tan Kai, Fang Guang-you, Yin He-jun. Design of a Handheld Pseudo Random Coded UWB Radar for Human Sensing[J]. Journal of Radars, 2015, 4(5): 527-537. doi: 10.12000/JR15027
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