【摘 要】
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太赫兹（Terahertz,THz）雷达优越的多普勒特性使得其非常适合微动信号的测量研究,而人体生命信号主要包括呼吸信号和心跳信号,是一种常见的典型微动信号。本文以太赫兹频段为背景,探索了人体生命信号的高精度测量算法,为太赫兹频段人体生命信号的测量提供了新思路。首先设计了太赫兹雷达生命信号回波模型和测量系统,并基于该系统开展了实验,为后续算法分析提供实验数据支撑。之后研究了基于相位测距的生命信号提
【基金项目】
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973国家安全重大基础研究项目“太赫兹频段XX特性基础研究”；
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太赫兹（Terahertz,THz）雷达优越的多普勒特性使得其非常适合微动信号的测量研究,而人体生命信号主要包括呼吸信号和心跳信号,是一种常见的典型微动信号。本文以太赫兹频段为背景,探索了人体生命信号的高精度测量算法,为太赫兹频段人体生命信号的测量提供了新思路。首先设计了太赫兹雷达生命信号回波模型和测量系统,并基于该系统开展了实验,为后续算法分析提供实验数据支撑。之后研究了基于相位测距的生命信号提取算法,研究了算法的抗噪性、运行时间等性能,并通过可行性分析指出算法在精度上的不足及时间上的优势。另外,针对经验模态分解（Empirical Mode Decomposition,EMD）算法容易出现模态混叠的问题以及独立成分分析（Independent Component Analysis,ICA）算法需要多通道输入的限制,提出了一种EMD-ICA联合提取算法。与传统的相位测距方法相比,其可以在较低的信噪比下实现人体生命信号提取。最后,针对EMD-ICA算法在信噪过低时,生命信号精度提取精度不足的问题,提出了一种基于奇异谱分析（Singular Spectrum Analysis,SSA）的生命信号降噪方法。通过调整信噪比,绘制了三种算法的蒙特卡洛误差曲线,指出了各自的优缺点及其适用范围。结果显示,基于SSA的降噪方法能够实现太赫兹频段的人体生命信号高精度提取,为太赫兹频段生命信号的提取提供了新思路。
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