毫米波雷達(dá)是可在毫米波頻段探測(cè)的雷達(dá)。一般毫米波是指30~300GHz的頻域(1~10mm)頻域。毫米波波長(zhǎng)介于厘米波與光波之間,所以它同時(shí)具有微波導(dǎo)引和光電導(dǎo)引的優(yōu)點(diǎn)。毫米波雷達(dá)使用大氣窗口(毫米波與亞毫米波在大氣中傳播時(shí),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(dá)、導(dǎo)引、遙感技術(shù)、無(wú)線電天文學(xué)以及波譜學(xué)中,毫米波雷達(dá)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(shí)現(xiàn)精確跟蹤雷達(dá)和成像雷達(dá)。
①當(dāng)天線口徑相同時(shí),毫米波雷達(dá)波束較窄(一般為毫弧度度量級(jí)),可以提高雷達(dá)的角度分辨率和角度精度,并對(duì)對(duì)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(hào)帶寬(如吉赫量級(jí))和多普勒頻移,有助于提高距離和速度的測(cè)量精度和分辨率,并可以分析目標(biāo)特征。
通過(guò)雷達(dá)測(cè)出人體呼吸心跳的原理是:呼吸、心跳等人體活動(dòng)會(huì)引起胸腔的起伏,從而引起雷達(dá)與被測(cè)人體間徑向距離的變化。呼吸心跳信號(hào)可以通過(guò)測(cè)量其徑向距離的變化來(lái)提取。人體呼吸心跳探測(cè)在醫(yī)學(xué)監(jiān)護(hù)中.如火災(zāi)、地震等災(zāi)后救援.家庭健康監(jiān)測(cè)具有重要意義。與單目標(biāo)呼吸心跳檢測(cè)相比,多目標(biāo)呼吸心跳檢測(cè)的難點(diǎn)在于識(shí)別多目標(biāo)。目前,基于多目標(biāo)識(shí)別域的不同,本文將其歸納為三類(lèi):距離維判別法、方位判別法、信號(hào)域判別法。
根據(jù)目標(biāo)徑向距離的差異來(lái)區(qū)分距離,是一種直接常用的方法,這種方法的優(yōu)點(diǎn)是分離效果較好,流程也比較簡(jiǎn)單。其缺點(diǎn)是雷達(dá)系統(tǒng)帶寬要求較高,以獲得較高的距離分辨率;多目標(biāo)在相同距離單元時(shí)不能加以識(shí)別。利用雷達(dá)的相對(duì)方位角的不同,可以識(shí)別出多目標(biāo)的方位信息。這種方法的優(yōu)點(diǎn)是可以分辨出同一距離單元的多目標(biāo),但是需要使用陣列天線,并需要研究相應(yīng)的波達(dá)方向(DOA,DirectionofArrival)估計(jì)方法以及數(shù)字波束形成(DBF)法?;诙嗄繕?biāo)呼吸心跳信號(hào)的差異,對(duì)信號(hào)域多目標(biāo)識(shí)別方法進(jìn)行了識(shí)別。其優(yōu)點(diǎn)是可以分辨出同一方位角上的同一距離單位的多目標(biāo),但對(duì)多目標(biāo)呼吸心跳信號(hào)有較大的差別,而且需要多個(gè)目標(biāo)在同一距離單位。
毫米波雷達(dá)工作頻率在30GHz至300GHz之間;寬頻帶和可達(dá)GHz的可達(dá),因此具有更高的距離分辨率。例如,使用3GHz帶寬的雷達(dá),其距離分辨率是5cm。高距分辨能力的引入,為多目標(biāo)識(shí)別提供了一種可行的方法。
在家庭環(huán)境中,多人監(jiān)測(cè)呼吸的兩大難點(diǎn)是:
1)當(dāng)兩個(gè)以上的人體目標(biāo)和雷達(dá)在同一條直線上時(shí),雷達(dá)只能測(cè)量出距離較近的人體目標(biāo)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(hào)。
這就可應(yīng)用到飛睿智能5.8G存在感應(yīng)雷達(dá)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(yīng)控制信號(hào),真正的SoC。性能強(qiáng)大,可做豐富算法,拓展性強(qiáng),適合高性能要求的場(chǎng)景。支持標(biāo)準(zhǔn)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(cè),實(shí)現(xiàn)存在感應(yīng)。
產(chǎn)品特點(diǎn)
FR58L4M32-2020S
? 工作頻率:5.8Ghz±75MHz
? 供電電壓:4.5~5.5V
? 正向距離可達(dá)30米
? 搭載32位MCU
? 抗干擾能力強(qiáng),支持密集分布
? 基于探???人體呼吸,實(shí)現(xiàn)存在感應(yīng)
? 符合FCC/CE/SRRC等無(wú)線認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)
? 工業(yè)級(jí),支持高低溫(-40°-85°)可靠性測(cè)試
? 集成中頻處理與濾波
? 靈活多樣的管角接口
? 針對(duì)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(dá)可方便地滿足以下應(yīng)用要求:
1、高精度多維搜索測(cè)量:對(duì)高精度距離.方位.頻率和空間位置進(jìn)行測(cè)量定位;
2、雷達(dá)安裝平臺(tái)有體積.對(duì)振動(dòng)和其他環(huán)境有嚴(yán)格要求:毫米波雷達(dá)天線尺寸小、重量輕、易于滿足便攜.彈載.車(chē)載.機(jī)載和星載等不同平臺(tái)的特殊環(huán)境要求;
3、目標(biāo)特征提取和分類(lèi)識(shí)別:毫米波雷達(dá)高分辨率.寬工作頻帶.高數(shù)值的多普勒頻率響應(yīng).短波長(zhǎng)容易獲得目標(biāo)細(xì)節(jié)特征和清晰輪廓成像,適合目標(biāo)分類(lèi)與識(shí)別的重要戰(zhàn)術(shù)要求;
4、小目標(biāo)和近距離探測(cè):毫米波短波長(zhǎng)所對(duì)應(yīng)的光域較小,因此比較微波雷達(dá)更適合于小目標(biāo)的探測(cè)。除了專(zhuān)門(mén)進(jìn)行空間目標(biāo)觀測(cè)等遠(yuǎn)距離毫米波雷達(dá)外,一般毫米波雷達(dá)適合在30公里以下進(jìn)行近距離探測(cè)。