雷达生命特征信号的IIR数字滤波器设计开题报告.doc

毕业设计（论文） 开题报告 题 目 雷达生命特征信号的IIR数字滤波器设计 器设计 专 业 光信息科学与技术 班 级 光信102 学 号 座机电话号码31 学 生 指导教师 杨秀芳 副教授 二○一四 年 一 毕业设计课题来源、类型 本设计在MATLAB软件开发环境下，用IIR滤波器提取淹没在干扰信号中的生命雷达信号，并对呼吸信号和心跳信号实现分离。 课题来源：自选课题。 课题类型：信息提取及处理。 二 生命探测技术研究的背景和意义 2008年5月12日14时27分59.5秒，北纬31.01°，东经 103.42°震源深度14km，震级8.0级，矩震级7.9级震中烈度最大11度四川省阿坝藏族羌族自治州汶川县发生里氏8.0级地震，地震造成69227人遇难，374643人受伤，17923人失踪。是中华人民共和国成立以来破坏力最大的地震，也是唐山大地震后伤亡最惨重的一次。2014年3月8日凌晨2点40分，马来西亚航空公司称与一架载有239人的波音777-200飞机与管制中心失去联系的，该飞机航班号为MH370，原定由吉隆坡飞往北京。该飞机本应于北京时间2014年3月8日6:30抵达北京，马来西亚当地时间2014年3月8日凌晨2点40分与管制中心失去联系。马航已经启动救援和联络机制寻找该飞机。 失去联络的客机上载有227名乘客目前，雷达式生命探测技术研究主要集中在美、中、俄、德等国家。起步约在80年代中后期；当时，美国以战场伤员生命探测为应用背景进行了大量的研究，随后逐步扩展到伤员搜寻、反恐、医学诊断和监护等应用领域。前期研究主要以线性连续波（LCW）雷达作为平台，但由于其缺少目标距离信息，使其应用面受限。随着技术的发展，特别是功率脉冲器件的突破，国际上近期的研究主要以超宽谱（UWB）雷达作为平台，其强的穿透能力和高的距离分辨率，使这种技术更适合于应急搜救。 于2004年研制出我国首台LCW “雷达式生命探测仪”，通过了军队科技成果鉴定；该仪器在自由空间的探测距离达50米，可穿透2.3米厚度的砖墙探测到人的呼吸。2005年研制出我国首台警用“隔墙探人雷达”，通过了公安部科技成果鉴定；2006年研制成功用于搜救的UWB“雷达式生命探测仪”，，该仪器在2008汶川大地震伤员搜寻中，信号进行处理的方法生命探测仪是根据电磁波、声波、光波等物理学原理，通过专用的传感器将物理信号转换电信号，再经过过滤放大后，输出可视或可听信号，组成的能有哪些信誉好的足球投注网站、探测、寻找生命的仪器设备 式中为发射角频率，A为振幅，该信号经定向偶合器，一路通过环行器由天线发射出去，另一路去混频器。当发射信号碰到人体等目标，将产生散射，天线接受到散射信号，并通过环行器送入混频器。从人体散射的回波信号频率已被人体表面的微动所频移，设目标散射的回波信号为： 式中K为系数，为多普勒频移。 根据多普勒效应，，为目标的相对径向运动速度，C为光速，为相对于发射信号的初相。 ，二路信号经混频解调后产生低频信号： 式中第一项为固定目标的杂波成分（直流分量），第二项为与呼吸、心跳直接相关的多普勒频移成分，是检测所需的有用信息，该信号经放大、预处理，通过滤波器在频域上将呼吸、心跳信号分开，然后经A/D转换，送到PC机进行处理、显示。 IIR滤波器的原理 IIR滤波器即为非递归滤波器，也就是FIR滤波器没有引入反馈。这种滤波器的脉冲响应是有限的。相反，递归滤波器，也就是IIR滤波器，具有反馈，一般认为具有无限的脉冲响应。 3.基于matlab软件开发环境下使用两种方法设计IIR滤波器提取淹没在干扰信号中的生命雷达信号，并对呼吸信号和心跳信号实现分离。 要设计一个数字滤波器去仿真一个模拟滤波器有脉冲响应不变法和双线性变换法。其设计过程都是由给定的模拟滤波器的系统函数Ha s 去变换出相应的数字滤波器的系统函数H z 。 用脉冲响应不用脉冲响应不变法来设计数字滤波器，只需将给出的模拟滤波器的系统函数Ha s 化为部分分式之和的形式，找出极点和系数 ，带入数字滤波器传函当中即可。 由上述Ha s 和H z 的表达式可看出：是模拟滤波器的一个极点，则相应的就是数字滤波器里的一个极点。推而广之，则可得到脉冲响应不变法下的s平面和z平面的映射关系： 令，可得z平面的模、幅角和s平面的实部、虚部之间对应的关系： 用双线性变换法来设计数字滤波器，只需将给出的模拟滤波器的系统函数Ha s 当中的s替换为一个关于z成双线性关系的网络即可。 4.对两种方案进行调试仿真，得到仿真波形。 5.利用matlab编程软件进行该系统的仿真，该程序的核心为 （1）.利用y filter（a，b，x），计算输入信号x的滤波输出，求出滤波器的分子系数向量b和分母系数向量a。 .利用FFT将