隨著醫(yī)療大數據時代的到來,應用于智慧醫(yī)療領域的智能硬件如雨后春筍般浮現。相比傳統(tǒng)專業(yè)醫(yī)療器械而言,新型智能硬件具有實時性、居家性、連續(xù)性等特點,在獲取大數據方面上有明顯優(yōu)勢。而現代醫(yī)學已經可以通過日常生理信號的大數據中提前預判并防止疾病的發(fā)生,比如根據勺型曲線診斷心血管疾病、夜間血壓下降特征與腦卒中發(fā)生頻率的關系,以及診斷阻塞性呼吸睡眠暫停綜合癥。醫(yī)學上,體動信號是分析睡眠的重要因素之一。由于體動往往伴隨著覺醒等睡眠中的異常現象,過多的體動會導致睡眠質量的下降、影響我們的睡眠。更重要的是,正常睡眠中的體動可以用來檢測睡眠呼吸暫停。對新生兒來說,出現的肌肉痙攣與體動有直接關系。本文設計并實現了一款單天線系統(tǒng)的射頻傳感器,通過非接觸的方式檢測人體的體動信號,并且設計了解調非正交IQ信號的方案以提升傳感器的檢測精度,除此之外還完成了以下工作:（1）在傳統(tǒng)微波檢測體動信號模型的基礎上加入相敏檢波設計,提高傳感器的檢測精度。（2）通過HFSS設計了工作在2.4GHz的PCB貼片八木天線,天線有三個引向器,正向增益可達到8.9dB左右。根據傳感器需要改造了八木天線,正向增益可達到8.2dB左右。兩... 

【文章來源】：東北大學遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：89 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1課題研究背景
    1.2 課題的研究意義
        1.2.1 體動檢測與睡眠分析
        1.2.2 非接觸檢測的意義
    1.3 國內外研究現狀
        1.3.1 接觸式人體信號監(jiān)測系統(tǒng)
        1.3.2 非接觸式人體信號監(jiān)測系統(tǒng)
    1.4 本文工作及章節(jié)安排
第2章 基于無線技術的體動信號檢測原理
    2.1 多普勒生物雷達原理及應用
    2.2 微波檢測體動信號模型
    2.3 相敏檢波原理
    2.4 本章小結
第3章 傳感器天線的設計與仿真
    3.1 射頻傳感器天線的選擇
    3.2 ISM頻段貼片八木天線的設計
        3.2.1 八木天線分析
        3.2.2 基于HFSS的天線仿真
    3.3 仿真結果與分析
        3.3.1 原始天線結果分析
        3.3.2 八木天線的改進
        3.3.3 八木天線設計總結
    3.4 本章小結
第4章 傳感器設計與實現
    4.1 傳感器整體方案
    4.2 單天線收發(fā)系統(tǒng)的實現
    4.3 非正交IQ信號解調設計
        4.3.1 通信中的IQ信號
        4.3.2 傳感器的非正交IQ設計
    4.4 包絡檢波
    4.5 其他電路模塊設計
        4.5.1 三級放大電路與直流偏置
        4.5.2 高頻電路PCB設計
    4.6 電路與天線一體化設計
        4.6.1 平衡-不平衡轉換器
        4.6.2 傳感器射頻性能仿真
    4.7 本章小結
第5章 實驗與結果分析
    5.1 功耗實驗
    5.2 傳感器射頻性能實驗
        5.2.1 S11測試實驗
        5.2.2 方向圖測試實驗
    5.3 傳感器噪聲實驗
    5.4 傳感器信號處理
        5.4.1 體動檢測
        5.4.2 呼吸檢測
        5.4.3 心率檢測
    5.5 檢測距離實驗
    5.6 本章小結
第6章 總結和展望
    6.1 工作總結
    6.2 工作展望
參考文獻
致謝
個人簡歷和攻讀碩士期間學術成果


【參考文獻】：
期刊論文
[1]醫(yī)療大數據及其面臨的機遇與挑戰(zhàn)[J]. 張振,周毅,杜守洪,羅雪瓊,梅甜.  醫(yī)學信息學雜志. 2014(06)
[2]太赫茲頻段下基于EMD的人體生命特征檢測[J]. 劉通,徐政五,吳元杰,皮亦鳴.  信號處理. 2013(12)
[3]大數據研究:未來科技及經濟社會發(fā)展的重大戰(zhàn)略領域——大數據的研究現狀與科學思考[J]. 李國杰,程學旗.  中國科學院院刊. 2012(06)
[4]基于體動信號的睡眠、覺醒識別方法研究[J]. 張莉莉,葛宏,呂曉東,胡曉林,蔣科,范軍.  醫(yī)療衛(wèi)生裝備. 2011(04)
[5]生物雷達技術的研究現狀與新進展[J]. 張楊,焦騰,荊西京,王華,于霄,王健琪.  信息化研究. 2010(10)
[6]體動記錄儀在睡眠障礙的診斷和療效評估中的應用[J]. 李雁鵬,趙忠新.  中國新藥與臨床雜志. 2007(09)
[7]分形八木天線的實驗研究[J]. 顧碩,林澍,邱景輝.  哈爾濱理工大學學報. 2006(04)
[8]多參數信息融合實現非腦電的睡眠結構分期[J]. 楊軍,俞夢孫,王宏山,張宏金,趙顯亮.  中國生物醫(yī)學工程學報. 2006(03)
[9]睡眠醫(yī)學是當前亟待發(fā)展的學科[J]. 張熙.  中華老年心腦血管病雜志. 2005(05)
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博士論文
[1]射頻功放數字預失真線性化技術研究[D]. 詹鵬.電子科技大學 2012

碩士論文
[1]基于生物雷達的非接觸睡眠狀態(tài)監(jiān)測技術的初步研究[D]. 張鵬飛.第四軍醫(yī)大學 2013
[2]基于非接觸式雷達的生命信號檢測與處理[D]. 陳延年.電子科技大學 2012
[3]基于微波多普勒方法的非接觸生命信號探測[D]. 顧昌展.浙江大學 2008
[4]腦電信號的特征提取及睡眠分期方法研究[D]. 馬穎穎.西北工業(yè)大學 2007
[5]八木天線的設計仿真與測試[D]. 常媛媛.北京交通大學 2006



本文編號：3071489