专利名称：一种用于烟雾对雷达生命探测信号影响研究的实验装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于火场雷达生命探测技术领域，尤其涉及一种用于烟雾对微波生命探测回波信号影响研究的实验装置
背景技术：
目前，雷达生命探测仪主要采用多普勒频移检测人体的呼吸和心脏跳动频率，进而判断是否有存活的生命体，再通过回波的相移计算出人体的位置，这项技术只能在理想环境下使用才能准确的探测到生命体，无法在复杂的干扰环境下进行生命体探测；要想在火灾现场使用雷达生命探测仪进行人员搜救，必须先进行火场中烟雾对雷达生命探测信号影响研究，只有掌握了烟雾对雷达生命探测信号的影响规律，才能从根本上解决雷达生命探测技术在火灾中的适用性问题。随着雷达生命探测技术、机电一体化技术及火灾理论的不断发展，使得解决以上问题成为可能。
实用新型内容本实用新型的目的是为研究烟雾对雷达生命探测信号影响提供实验装备。为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案:一种用于烟雾对雷达生命探测信号影响研究的实验装置，该实验装置包括:激光反射柱、激光发射接收柱、第一激光反射镜、第二激光反射镜、激光发射器、激光接收器、烟雾出口、烟雾浓度控制箱、烟雾、人体心跳或呼吸仿真器、超宽带天线、天线连接线和装置支架；其中，所述的激光反射柱、激光发射接收柱、第一激光反射镜、第二激光反射镜、激光发射器、激光接收器、烟雾出口、烟雾浓度控制箱和烟雾构成烟雾发生机构；激光发射器发射红外波段的光穿过烟雾依次经`过第一激光反射镜和第二激光反射镜将信号反射到激光接收器，根据光学密度计算公式(I)计算出烟雾的光学密度，如果该光学密度低于或者高于设定值，则通过烟雾浓度控制箱内的自动控制系统调节烟雾出口的烟雾密度，使输出密度值与设定值保持一致，即保持雷达生命探测信号干扰源稳定；D = IO-1og ^j-(1)式中，D为光学密度(dB) ；U0为无烟雾时激光接收器接收到的光强(W/m2) ；U为有烟雾时激光接收器接收到的光强(W/m2)；其中，所述的人体心跳或呼吸仿真器、超宽带天线、天线连接线和装置支架构成雷达生命探测信号采集机构；天线连接线接收数据采集板发送的连续雷达脉冲信号，经超宽带天线发射X和L波段的可调电磁波，电磁波穿过烟雾到达人体心跳或呼吸仿真器，电磁波与心跳或者呼吸信号叠加的回波返回时穿过烟雾到达超宽带天线，再经天线连接线将回波信号发送到数据采集板。其中，人体心跳或呼吸仿真器包括:模拟胸腔、控制器、开关、天线和电动液压泵，模拟胸腔使用硅胶软体材料；电动液压泵连接模拟胸腔；打开电源开关即可开始工作，通过控制器可以用无线射频天线实时的调整仿真器参数；控制器控制电动液压泵使模拟胸腔扩展和收缩，实现人体心跳或呼吸仿真的效果。由于采用了以上的技术特征，本实用新型可以用于研究不同光学密度的烟雾对雷达生命探测信号的影响。
图1为用于烟雾对雷达生命探测信号影响研究的实验装置结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图，对本实用新型做进一步详细描述:图1为用于烟雾对雷达生命探测信号影响研究的实验装置结构示意图。该实验装置包括:激光反射柱1、激光发射接收柱2、激光反射镜3和4、激光发射器5、激光接收器6、烟雾出口 7、烟雾浓度控制箱8、烟雾9、人体心跳或呼吸仿真器10、超宽带天线11、天线连接线12、装置支架13等。其中，激光反射柱1、激光发射接收柱2、激光反射镜3和4、激光发射器5、激光接收器6、烟雾出口 7、烟雾浓度控制箱8、烟雾9等构成烟雾发生机构。激光发射器5发射红外波段的光穿过烟雾经过激光反射镜3和4将信号反射到激光接收器6，根据光学密度计算公式:
权利要求1.一种用于烟雾对雷达生命探测信号影响研究的实验装置，其特征在于，该实验装置包括:激光反射柱(I)、激光发射接收柱(2)、第一激光反射镜(3)、第二激光反射镜(4)、激光发射器(5)、激光接收器(6)、烟雾出口(7)、烟雾浓度控制箱(8)、烟雾(9)、人体心跳或呼吸仿真器(10)、超宽带天线(11 )、天线连接线(12)和装置支架(13); 其中，所述的激光反射柱(I)、激光发射接收柱(2)、第一激光反射镜(3)、第二激光反射镜(4)、激光发射器(5)、激光接收器(6)、烟雾出口(7)、烟雾浓度控制箱(8)和烟雾(9)构成烟雾发生机构；激光发射器(5)发射红外波段的光穿过烟雾依次经过第一激光反射镜(3)和第二激光反射镜(4)将信号反射到激光接收器(6)，根据光学密度计算公式D =计算出烟雾的光学密度，如果该光学密度低于或者高于设定值，则通过烟雾浓度控制箱(8)内的自动控制系统调节烟雾出口(7)的烟雾密度，使输出密度值与设定值保持一致，即保持雷达生命探测信号干扰源稳定； 所述的计算公式中，D为光学密度，单位为dB ；U0为无烟雾时激光接收器(6)接收到的光强，单位为W/m2 ；U为有烟雾时激光接收器(6)接收到的光强，单位为W/m2 ； 其中，所述的人体心跳或呼吸仿真器(10)、超宽带天线(11)、天线连接线(12)和装置支架(13)构成雷达生命探测信号采集机构；天线连接线(12)接收数据采集板发送的连续雷达脉冲信号，经超宽带天线(11)发射X和L波段的可调电磁波，电磁波穿过烟雾(9)到达人体心跳或呼吸仿真器(10)，电磁波与心跳或者呼吸信号叠加的回波返回时穿过烟雾(9)到达超宽带天线(11 )，再经天线连接线(12)将回波信号发送到数据采集板。
2.根据权利要求1所述的一种用于烟雾对雷达生命探测信号影响研究的实验装置，其特征在于，该人体心跳或呼吸仿真器(10)包括:模拟胸腔、控制器、开关、天线和电动液压泵，模拟胸腔使用硅胶软体材料；电动液压泵连接模拟胸腔；打开电源开关即可开始工作，通过控制器可以用无线射频天线实时的调整仿真器参数；控制器控制电动液压泵使模拟胸腔扩展和收缩，实现人体心跳或呼吸仿真的效果。
专利摘要本实用新型提供一种用于烟雾对雷达生命探测信号影响研究的实验装置，该实验装置包括激光反射柱(1)、激光发射接收柱(2)、第一激光反射镜(3)、第二激光反射镜(4)、激光发射器(5)、激光接收器(6)、烟雾出口(7)、烟雾浓度控制箱(8)、烟雾(9)、人体心跳或呼吸仿真器(10)、超宽带天线(11)、天线连接线(12)和装置支架(13)。本实用新型可以用于研究不同光学密度的烟雾对雷达生命探测信号的影响。
文档编号G01S7/40GK203069778SQ20122074649
公开日2013年7月17日 申请日期2012年12月31日 优先权日2012年12月31日
发明者胡海兵, 张永明, 何豪, 方俊, 王进军 申请人:中国科学技术大学