Research on Key Technologies of Non-Contact Vital
Sign Detection Radar Fore-End
A Master Thesis Submitted to
University of Electronic Science and Technology of China
Discipline
Student ID
Author
Electromagnetic Field and Microwave
201921020920
Ruheng Cai
Supervisor
Prof. Deqiang Yang
School School of Electronic Science and Engineering

独创性声明
本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作
及取得的研究成果。 据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，
论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得
电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。 与我
一
同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明
并表示谢意。
急空 性
作者签名：
日期：为沁年0 $ ｀ 月I 8日
论文使用授权
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导师签名：二』歹[们i
作者签名：
日期： 汹迈年心月
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摘要
摘要
利用电磁波对人体的生命体征进行非接触式检测在近些年来引起了学术
界的广泛重视。目前常用的生命体征检测手段都是接触式的，这使生命体征检
测非常不便捷。生命体征探测雷达凭借其在不接触被测试者的条件下，就能获
取被测试者的生命体征的特点获得了越来越多人的青睐。非接触式生命体征探
测雷达在监测老年人健康状况、地震火灾救援和城市反恐等领域有着良好的应
用前景。
本文围绕生命体征探测雷达开展研究工作，利用多普勒效应设计出不同需
求的生命探测雷达，主要工作内容如下：
1.针对人体生命体征的心跳和呼吸检测的需求，设计了一套工作在 K波段
的雷达前端，雷达前端主要包含天线、射频电路和基带放大电路三部分。这款
雷达前端的天线采用串馈阵列微带天线的形式，射频电路部分采用连续波方式，
接收部分采用零中频接收机，基带放大电路则采取三极管加集成运放的两级放
大形式。
2.针对穿墙探测人体运动的需求，设计了一套工作在 L波段的雷达前端，
它与 K波段的雷达前端电路结构相同，但是天线和采用的微波器件有差别，基
带放大电路基本相同。由于 L波段的电磁波的波长较长，天线的尺寸较大，无
法通过增加收发天线距离的方式来增加收发隔离度，为此专门设计了两套 L波
段的全双工天线。一种采用电磁带隙结构来提高隔离度，另一种则采用金属缝
隙提高隔离度。
3.本文还设计了雷达测试的实验方案，对这两套雷达前端探测人体特征的
能力做了实际测试实验。针对 K波段的雷达前端，本文做了系统级联测试，实
验结果表明本文设计的工作在 K波段的雷达前端能测得距离雷达前端 0.7m处
人体的呼吸心跳。针对 L波段的雷达前端，本文做了穿墙检测实验，实验结果
表明本文设计的工作 L波段的雷达前端可以穿过 20厘米厚的混凝土墙体检测
人体运动。
关键词：多普勒效应，零中频接收机，微带天线，全双工天线
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