CN213850669U - 一种基于uwb雷达的人体呼吸心跳信号检测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种基于UWB雷达的人体呼吸心跳信号检测系统，包括超宽带呼吸监测雷达系统和上位机；其中超宽带呼吸监测雷达系统包括天线板、射频板和基带数字板；射频板上设有锁相环、π型衰减器、运算放大器、功分器、混频器、低噪放大器、功率放大器、滤波器和模数转换器；基带数字板上设有FPGA和通信模块。本实用新型通过超宽带信号作为承载目标呼吸和心跳信号的载体来实现对人体呼吸和心跳信号的非接触检测，其具有远程监控、穿透性强、抗干扰能力强、精度高、非接触等优点。

Description

一种基于UWB雷达的人体呼吸心跳信号检测系统

技术领域

本实用新型涉及超宽带雷达技术领域，具体涉及一种基于UWB(Ultra Wide Band：超宽带)雷达的人体呼吸心跳信号检测系统。

背景技术

人体的心跳和呼吸这两个生命体征可以准确的了解人体的生理状况，目前我国临床医疗对于人体心跳和呼吸的监测很大程度上是通过接触式的检查仪器来实现，如：心电图、呼吸绑带、诊听器等。而对于那些需要长时间进行监测的患者或者大面积烧伤烫伤、皮肤过敏的患者就不能采用接触式的监测方式。

实用新型内容

本实用新型提供一种基于UWB雷达的人体呼吸心跳信号检测系统，其能够实现非接触式的人体的心跳和呼吸监测。

为解决上述问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：

一种基于UWB雷达的人体呼吸心跳信号检测系统，包括超宽带呼吸监测雷达系统和上位机；超宽带呼吸监测雷达系统包括天线板、射频板和基带数字板；射频板上设有锁相环、π型衰减器、运算放大器、功分器、混频器、低噪放大器、功率放大器、滤波器和模数转换器；基带数字板上设有FPGA和通信模块；FPGA与锁相环的输入端连接，锁相环的输出端经由π型衰减器与运算放大器的输入端连接，运算放大器的输出端与功分器的输入端连接，功分器的输出端分为两路：一路连接到天线板的发射端，另一路连接混频器的一个输入端；低噪放大器的输入端连接到天线板的接收端，低噪放大器的输出端连接混频器的另一个输入端；混频器的输出端连接功率放大器的输入端，功率放大器的输出端经由滤波器与模数转换器的输入端连接，模数转换器的输出端连接FPGA；FPGA经由通信模块与上位机连接。

上述方案中，超宽带呼吸监测雷达系统还包括金属屏蔽罩，该金属屏蔽罩将射频板包裹在其中。

上述方案中，通信模块包括蓝牙模块和/或WIFI模块。

与现有技术相比，本实用新型通过超宽带信号作为承载目标呼吸和心跳信号的载体来实现对人体呼吸和心跳信号的非接触检测。基于UWB雷达系统的人体呼吸心跳信号检测系统能够在一定区域内、隔着某些介质(如墙壁、衣物等)、且在不接触被测目标的情况下对人体的呼吸心跳信号进行检测并提取。本实用新型具有远程监控、穿透性强、抗干扰能力强、精度高、非接触等优点。

附图说明

图1是一种基于UWB雷达的人体呼吸心跳信号检测系统的原理框图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实例，对本实用新型进一步详细说明。

参见图1，一种基于UWB雷达的人体呼吸心跳信号检测系统，其主要由超宽带呼吸监测雷达系统和上位机组成。

超宽带呼吸监测雷达系统包括天线板、射频板、基带数字板和金属屏蔽罩。天线板和射频板通过高频连接线(剥离子和馈点)连接，基带数字板和射频板通过总线连接。金属屏蔽罩将射频板包裹在其中，防止射频信号泄露。

天线板用于射频信号的发射和接收，并且发射和接收共用一块天线板，天线板的发射端通过高频连接线与功分器的A输出连接，天线板的接收端通过高频连接线与低噪放大器的输入端连接。

射频板上有锁相环、π型衰减器、运算放大器、功分器、混频器、低噪放大器、功率放大器、滤波器、ADC(模数转换器)和电源模块。FPGA通过总线控制锁相环来产生带宽为2GHZ中心频率为7GHZ的高扫步进频超宽带信号，并通过π型衰减器和运算放大器后送至功分器。功分器将信号一分为二：其中A路通过高频连接线到天线板发射端进行发射；B路连接混频器的其中一个输入端。低噪放大器的输入通过高频连接线连接天线板的接收端，低噪放大器的输出连接混频器的另一个输入端。混频器输出通过功率放大器和滤波器送到ADC输入，ADC输出通过总线连接FPGA。电源模块提供射频板的电源，以此保证其正常运行。

基带数字板上有FPGA、蓝牙模块、WIFI模块和电源模块。FPGA连接蓝牙模块和WIFI模块的数据输入口和控制口，保证蓝牙模块和WIFI模块可以正常工作。FPGA通过蓝牙模块和/或WIFI模块与上位机连接。电源模块提供基带数字板的电源，以此保证其正常运行。

需要说明的是，尽管以上本实用新型所述的实施例是说明性的，但这并非是对本实用新型的限制，因此本实用新型并不局限于上述具体实施方式中。在不脱离本实用新型原理的情况下，凡是本领域技术人员在本实用新型的启示下获得的其它实施方式，均视为在本实用新型的保护之内。

Claims (3)

1.一种基于UWB雷达的人体呼吸心跳信号检测系统，其特征是，包括超宽带呼吸监测雷达系统和上位机；其中超宽带呼吸监测雷达系统包括天线板、射频板和基带数字板；射频板上设有锁相环、π型衰减器、运算放大器、功分器、混频器、低噪放大器、功率放大器、滤波器和模数转换器；基带数字板上设有FPGA和通信模块；

FPGA与锁相环的输入端连接，锁相环的输出端经由π型衰减器与运算放大器的输入端连接，运算放大器的输出端与功分器的输入端连接，功分器的输出端分为两路：一路连接到天线板的发射端，另一路连接混频器的一个输入端；低噪放大器的输入端连接到天线板的接收端，低噪放大器的输出端连接混频器的另一个输入端；混频器的输出端连接功率放大器的输入端，功率放大器的输出端经由滤波器与模数转换器的输入端连接，模数转换器的输出端连接FPGA；FPGA经由通信模块与上位机连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于UWB雷达的人体呼吸心跳信号检测系统，其特征是，超宽带呼吸监测雷达系统还包括金属屏蔽罩，该金属屏蔽罩将射频板包裹在其中。

3.根据权利要求1所述的一种基于UWB雷达的人体呼吸心跳信号检测系统，其特征是，通信模块包括蓝牙模块和/或WIFI模块。

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