[发明专利]基于双源IR-UWB生物雷达的生命体征提取方法

权利要求书

1.一种基于双源IR-UWB生物雷达的生命体征提取方法，其特征在于，所述提取方法通过双源UWB生物雷达的双通道互相关信号增强技术，结合自适应谱线增强算法对雷达回波中的宽带信号和窄带信号进行分离，实现非自然状态人体呼吸信号的提取，具体的算法如下：

r_1l(n)＝A₁s(n)+c_1l(n)    (1)

r_2l(n)＝A₂s(n)+c_2l(n)    (2)

式中r_1l(n)和r_2l(n)分别表示400MHz天线和270MHz天线的回波数据中在距离l处的点信号；s(n)表示人体目标的生命信号；A1和A2分别表示两种不同频率天线对s(n)的探测增益；c_1l(n)和c_2l(n)分别表示不同天线回波数据在距离l处的非静态杂波与噪声信号；

所述生命体征提取方法中互相关增强后的雷达回波信号再进行自适应谱线增强算法处理，从而实现人体呼吸信号和杂波、噪声的分离；

输入信号y(k)为增强后的雷达回波信号，由人体目标的呼吸信号y_NB(k)、杂波与噪声信号y_WB(k)组成；利用雷达回波信号的延时作为参考信号x(k)＝y(k-Δ)，其中延时Δ必须满足：T_WBΔT_NB；这样一来，经过延时的杂波与噪声信号y_WB(k-Δ)与原信号y_WB(k)不相关，而延时后的人体呼吸信号y_NB(k-Δ)仍然与原信号y_NB(k)相关；因此，窄带信号y_NB(k)将被消除，抵消器输出的误差信号e(k)≈y_WB(k)，通过最小均方(LMS)算法来调整FIR滤波器的参数，使滤波器的输出信号逼近y_NB(k)，从而提取出人体目标的呼吸信号。

2.根据权利要求1所述的一种基于双源IR-UWB生物雷达的生命体征提取方法，其特征在于，所述400MHz天线和270MHz天线的回波数据中同一距离处的点信号均做互相关处理；

式中Φ_l(t)表示不同天线回波数据在同一距离l处点信号的相关函数；由于s(n)、c_1l(n)和c_2l(n)基本互不相关，因此，公式中后三项相对较小，人体目标微弱的生命信号得到增强。

3.根据权利要求1所述的一种基于双源IR-UWB生物雷达的生命体征提取方法，其特征在于，所述FIR滤波器的参数阶数K＝32，步长因子μ＝10^-5时，自适应谱线增强算法从雷达回波数据中分离人体目标的呼吸信号和杂波、噪声信号的效果达到最优。