專利名稱：一種用于生命信息監測的雷達生命體信息提取和處理系統的制作方法
一種用于生命信息監測的雷達生命體信息提取和處理系統技術領域
本發明屬于雷達領域，尤其涉及一種用于生命信息監測的雷達生命體信息提取和處理系統。
背景技術：
目前，臨床上對住院病人生命體征檢測和監測的方法有
(1)護士查房檢測呼吸、心跳次數等；
(2)采用儀器及相應的電極等(傳感器)進行接觸式監測。
本發明不需護士臨床，采用非接觸雷達生命檢測技術，對住院病人的呼吸和心跳進行監測。這不僅減小了護士的工作量，而且不干擾處于睡眠中的病人，更重要的是可以實時、連續、隨時掌握病人的狀況，以便及時采取相應的醫療措施。
用于臨床監測的微型、微功率雷達，要求體積小巧，便于安裝而又不影響病房環境，同時要求雷達發射的電磁波功率微小，對生命體不能產生任何傷害或副作用。
雷達生命探測儀在探測過程中，雷達波是以電磁波形式發射和接收的。
雷達回波信號中含有很強的干擾信號，相比之下生命信息非常微弱，淹沒在干擾信號中。因此，消除干擾信號、從強干擾信號中提取出生命信號(即信號處理)是雷達生命探測儀探測生命信號的關鍵，也是本發明的關鍵之所在。
干擾信號的來源
生命體所處環境導致的干擾雷達生命探測儀是在建筑物、廢墟等各種復雜介質上探測生命的，由于各種介質的介電常數不同，雷達波在任何兩種介質表面均會產生強反射回波，這種強回波稱為強回波干擾；
外界電磁波干擾雷達波是一種電磁波，外界的電磁波作為干擾進入雷達天線形成干擾；比如電器設備、醫療儀器等均會產生電磁波干擾。
系統干擾雷達系統內部的元器件無法克服的因素引起的干擾，稱為系統干擾。
在雷達生命體信息監測系統中，生命體信息的提取和處理至關重要。用雷達非接觸檢測的生命信息，十分微弱，臨床環境中大型儀器設備集中，電磁波干擾對雷達非接觸監測影響很大，嚴重時可導致監測錯誤的結果。這就要求生命信息提取和處理電路功能模塊， 能有效地從干擾信號中提取出生命信息、抑制外界強電磁波干擾，還原出可靠的生命信息。發明內容
本發明提供了一種用于生命信息監測的雷達生命體信息提取和處理系統，旨在解決現有技術用雷達非接觸檢測到的生命信息十分微弱，在臨床環境中大型儀器設備集中時，電磁波干擾對雷達非接觸監測影響很大，嚴重時可導致監測結果錯誤，不能有效地從干擾信號中提取出生命信息，抑制外界強電磁波干擾，還原出可靠的生命信息的問題。
本發明的目的在于提供一種用于生命信息監測的雷達生命體信息提取和處理系統，所述系統包括
用于接收雷達信號，濾除所述雷達信號中的部分高頻干擾信號，并對已濾除部分高頻干擾信號的雷達信號進行輸出的積分電路；
與所述積分電路相連接，用于接收所述積分電路輸出的雷達信號，并對雷達信號進行放大的放大器；
與所述放大器相連接，用于篩選出與所述積分電路所接收雷達信號中的高頻干擾信號等幅度、同相位的高頻干擾信號，并對篩選出的高頻干擾信號進行輸出的高通濾波器；
與所述放大器及高通濾波器相連接，用于接收所述放大器輸出的雷達信號及所述高通濾波器篩選出的高頻干擾信號，進一步消除雷達信號中的高頻干擾信號，提高雷達信號的信噪比，并對已消除高頻干擾信號的雷達信號進行輸出的減法器；
與所述減法器相連接，用于接收所述減法器輸出的雷達信號，消除雷達信號中的低頻干擾信號，并對已消除低頻干擾信號的雷達信號進行輸出的高通濾波電路；
與所述高通濾波電路相連接，用于接收所述高通濾波電路輸出的雷達信號，對所述雷達信號進行放大，提高雷達信號的信噪比，并對放大后的雷達信號進行輸出的主放大器；
與所述主放大器相連接，用于接收所述主放大器輸出的雷達信號，分離出雷達信號中的呼吸信號及心跳信號，并對所述呼吸信號及心跳信號分別進行輸出的濾波器組；
與所述濾波器組相連接，用于接收所述濾波器組輸出的呼吸信號，對所述呼吸信號的幅值進行調整，并對所述呼吸信號進行輸出的呼吸信號處理模塊；
與所述濾波器組相連接，用于接收所述濾波器組輸出的心跳信號，對所述心跳信號的幅值進行調整，并對所述心跳信號進行輸出的心跳信號處理模塊。
本發明提供的生命體信息提取和處理系統，雷達信號經積分器和放大器后，濾除了高頻干擾信號，提高了雷達信號的信噪比，再經高通濾波器、減法器和高通濾波電路，進一步消除了低頻和高頻干擾信號，經過主放大器和濾波器組，進一步提高了雷達信號的信噪比，分離出呼吸信號和心跳信號，呼吸信號增益控制電路和心跳信號增益控制電路可調整兩路信號的幅值，呼吸信號輸出電路和心跳信號輸出電路用以提高兩路信號的輸出驅動能力，有效地從包含干擾信號的雷達信號中提取出生命信息，抑制外界強電磁波的干擾，還原出可靠的生命信息。
圖1是本發明實施例提供的用于生命信息監測的雷達生命體信息提取和處理系統的結構框圖。
具體實施方式
為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步的詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明， 并不用于限定發明。
圖1示出了本發明實施例提供的用于生命信息監測的雷達生命體信息提取和處理系統的結構。為了便于說明，僅示出了與本發明相關的部分。
該系統11包括
用于接收雷達信號，濾除雷達信號中的部分高頻干擾信號，并對已濾除部分高頻干擾信號的雷達信號進行輸出的積分電路111 ；
與積分電路111相連接，用于接收積分電路111輸出的雷達信號，并對雷達信號進行放大的放大器112;
與放大器112相連接，用于篩選出與積分電路111所接收雷達信號中的高頻干擾信號等幅度、同相位的高頻干擾信號，并對篩選出的高頻干擾信號進行輸出的高通濾波器 113 ；
與放大器112及高通濾波器113相連接，用于接收放大器112輸出的雷達信號及高通濾波器113篩選出的高頻干擾信號，進一步消除雷達信號中的高頻干擾信號，提高雷達信號的信噪比，并對已消除高頻干擾信號的雷達信號進行輸出的減法器114 ；
與減法器114相連接，用于接收減法器114輸出的雷達信號，消除雷達信號中的低頻干擾信號，并對已消除低頻干擾信號的雷達信號進行輸出的高通濾波電路115 ；
與高通濾波電路115相連接，用于接收高通濾波電路115輸出的雷達信號，對雷達信號進行放大，提高雷達信號的信噪比，并對放大后的雷達信號進行輸出的主放大器116 ；
與主放大器116相連接，用于接收主放大器116輸出的雷達信號，分離出雷達信號中的呼吸信號及心跳信號，并對呼吸信號及心跳信號分別進行輸出的濾波器組117 ；
與濾波器組117相連接，用于接收濾波器組117輸出的呼吸信號，對呼吸信號的幅值進行調整，并對呼吸信號進行輸出的呼吸信號處理模塊118 ；
與濾波器組117相連接，用于接收濾波器組117輸出的心跳信號，對心跳信號的幅值進行調整，并對心跳信號進行輸出的心跳信號處理模塊119。
在本發明實施例中，呼吸信號處理模塊118包括
用于對呼吸信號的幅值進行調整的呼吸信號增益控制電路1181 ；
與呼吸信號增益控制電路1181相連接，用于提高呼吸信號的輸出驅動能力，并對呼吸信號進行輸出的呼吸信號輸出電路1182。
在本發明實施例中，心跳信號處理模塊119包括
用于對心跳信號的幅值進行調整的心跳信號增益控制電路1191 ；
與心跳信號增益控制電路1191相連接，用于提高心跳信號的輸出驅動能力，并對心跳信號進行輸出的心跳信號輸出電路1192。
在本發明實施例中，積分電路111還與雷達信號輸出電路12相連接。
在本發明實施例中，該系統11還包括
用于為系統11提供電能供應的電源電路。
下面結合附圖及具體實施例對本發明的應用原理作進一步描述。
如圖1所示，雷達信號輸出電路12輸出的雷達信號從引腳①送入，經積分電路111 和放大器112后，濾除了高頻干擾，提高了雷達信號的信噪比，再經高通濾波器113、減法器 114和高通濾波電路115，進一步消除了低頻干擾信號和高頻干擾信號，經過主放大器116 和濾波器組117，提高了雷達信號的信噪比，同時分離出呼吸信號和心跳信號，呼吸信號增益控制電路1181和心跳信號增益控制電路1191可調整兩路信號的幅值，呼吸信號輸出電路1182和心跳信號輸出電路1192用以提高兩路信號的輸出驅動能力。
引腳②為雷達輸出信號地“GND” ；
引腳③、⑩為空腳；
引腳④為電源VCC輸入腳；
引腳⑤為電源地“GND” ；
引腳⑦和⑧為輸出信號地“GND”。
在系統11中，各電路功能及工作原理說明如下
雷達信號輸出電路12輸出的雷達信號，經積分電路111電路形成濾除了部分高頻干擾的連續雷達信號，再經放大器112放大，以提高信號的幅度，該雷達信號中含有呼吸信號、心跳信號和干擾信號。
由于該雷達信號中仍含有高頻干擾信號，為進一步消除高頻干擾信號、提高雷達信號的信噪比，經高通濾波器113篩選出與原雷達信號中的高頻干擾信號等幅度、同相位的高頻干擾信號，再經減法器114電路與原雷達信號相減，消除了高頻干擾信號。
經高通濾波電路115消除低頻干擾信號后，得到較純正的呼吸、心跳混合信號；經主放大器116，增大信號的幅度，提升信號的信噪比。
濾波器組117用于從雷達信號中分離出呼吸信號和心跳信號，分離出的呼吸信號、心跳信號，經各自的增益控制電路和輸出電路后輸出，增益控制電路使輸出信號的幅值控制在適當的范圍內，輸出電路以提高電路驅動能力而設置。
本發明實施例提供的生命體信息提取和處理系統，雷達信號經積分電路111和放大器112后，濾除了高頻干擾信號，提高了雷達信噪比，再經高通濾波器113、減法器114和高通濾波電路115，進一步消除了低頻和高頻干擾信號，經過主放大器116和濾波器組117， 進一步提高了雷達信號的信噪比，分離出呼吸信號和心跳信號，呼吸信號增益控制電路 1181和心跳信號增益控制電路1191可調整兩路信號的幅值，呼吸信號輸出電路1182和心跳信號輸出電路1192用以提高兩路信號的輸出驅動能力，有效地從包含干擾信號的雷達信號中提取出生命信息，抑制外界強電磁波的干擾，還原出可靠的生命信息。
以上所述僅為本發明的較佳實施例而已，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種用于生命信息監測的雷達生命體信息提取和處理系統，其特征在于，所述雷達生命體信息提取和處理系統包括用于接收雷達信號，濾除所述雷達信號中的部分高頻干擾信號，并對已濾除部分高頻干擾信號的雷達信號進行輸出的積分電路；與所述積分電路相連接，用于接收所述積分電路輸出的雷達信號，并對雷達信號進行放大的放大器；與所述放大器相連接，用于篩選出與所述積分電路所接收雷達信號中的高頻干擾信號等幅度、同相位的高頻干擾信號，并對篩選出的高頻干擾信號進行輸出的高通濾波器；與所述放大器及高通濾波器相連接，用于接收所述放大器輸出的雷達信號及所述高通濾波器篩選出的高頻干擾信號，進一步消除雷達信號中的高頻干擾信號，提高雷達信號的信噪比，并對已消除高頻干擾信號的雷達信號進行輸出的減法器；與所述減法器相連接，用于接收所述減法器輸出的雷達信號，消除雷達信號中的低頻干擾信號，并對已消除低頻干擾信號的雷達信號進行輸出的高通濾波電路；與所述高通濾波電路相連接，用于接收所述高通濾波電路輸出的雷達信號，對所述雷達信號進行放大，提高雷達信號的信噪比，并對放大后的雷達信號進行輸出的主放大器；與所述主放大器相連接，用于接收所述主放大器輸出的雷達信號，分離出雷達信號中的呼吸信號及心跳信號，并對所述呼吸信號及心跳信號分別進行輸出的濾波器組；與所述濾波器組相連接，用于接收所述濾波器組輸出的呼吸信號，對所述呼吸信號的幅值進行調整，并對所述呼吸信號進行輸出的呼吸信號處理模塊；與所述濾波器組相連接，用于接收所述濾波器組輸出的心跳信號，對所述心跳信號的幅值進行調整，并對所述心跳信號進行輸出的心跳信號處理模塊。
2.如權利要求1所述的雷達生命體信息提取和處理系統，其特征在于，所述呼吸信號處理模塊包括用于對呼吸信號的幅值進行調整的呼吸信號增益控制電路；與所述呼吸信號增益控制電路相連接，用于提高呼吸信號的輸出驅動能力，并對所述呼吸信號進行輸出的呼吸信號輸出電路。
3.如權利要求1所述的雷達生命體信息提取和處理系統，其特征在于，所述心跳信號處理模塊包括用于對心跳信號的幅值進行調整的心跳信號增益控制電路；與所述心跳信號增益控制電路相連接，用于提高心跳信號的輸出驅動能力，并對所述心跳信號進行輸出的心跳信號輸出電路。
4.如權利要求1所述的雷達生命體信息提取和處理系統，其特征在于，所述積分電路還與雷達信號輸出電路相連接。
5.如權利要求1所述的雷達生命體信息提取和處理系統，其特征在于，所述系統還包括用于為系統提供電能供應的電源電路。
全文摘要
本發明屬于雷達領域，提供了一種用于生命信息監測的雷達生命體信息提取和處理系統，雷達信號經積分器和放大器后，濾除了高頻干擾信號，提高了雷達信號的信噪比，再經高通濾波器、減法器和高通濾波電路，進一步消除了低頻和高頻干擾信號，經過主放大器和濾波器組，進一步提高了雷達信號的信噪比，分離出呼吸信號和心跳信號，呼吸信號增益控制電路和心跳信號增益控制電路可調整兩路信號的幅值，呼吸信號輸出電路和心跳信號輸出電路用以提高兩路信號的輸出驅動能力，有效地從包含干擾信號的雷達信號中提取出生命信息，抑制外界強電磁波的干擾，并對生命信息的信號進行了適當的放大，還原出可靠的生命信息。
文檔編號A61B5/08GK102488520SQ20111033073
公開日2012年6月13日 申請日期2011年10月27日 優先權日2011年10月27日
發明者呂昊, 張華 , 焦騰, 王健琪, 王 華, 荊西京, 薛慧君 申請人:中國人民解放軍第四軍醫大學