Индивидуальные и групповые автопоилки: для животных. Схемы и конструкции...
Своеобразие русской архитектуры: Основной материал – дерево – быстрота постройки, но недолговечность и необходимость деления...
Топ:
Проблема типологии научных революций: Глобальные научные революции и типы научной рациональности...
Установка замедленного коксования: Чем выше температура и ниже давление, тем место разрыва углеродной цепи всё больше смещается к её концу и значительно возрастает...
Интересное:
Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов: Изучение оползневых явлений, оценка устойчивости склонов и проектирование противооползневых сооружений — актуальнейшие задачи, стоящие перед отечественными...
Мероприятия для защиты от морозного пучения грунтов: Инженерная защита от морозного (криогенного) пучения грунтов необходима для легких малоэтажных зданий и других сооружений...
Распространение рака на другие отдаленные от желудка органы: Характерных симптомов рака желудка не существует. Выраженные симптомы появляются, когда опухоль...
Дисциплины:
2017-09-28 | 502 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Математическую модель простейшего монохроматического биорадиолокатора можно представить следующим образом.
Тело человека будем аппроксимировать некоторой плоскостью, перпендикулярной падающей электромагнитной волне (см. рис.1.10).
Пусть радиолокатор излучает сигнал на постоянной частоте ω, амплитуда и фаза которого также не зависят от времени. Волна, отраженная от тела человека имеет постоянную амплитуду Ar, а фаза отраженной волны φr зависит от дальности до него
φr= φr0+∆φ(t),
где φr0 – сдвиг фазы, который определяется средним расстояние до объекта наблюдения, а ∆φ(t) – фазовая модуляция, определяемая передвижением человеческого тела, например, при его дыхании и сердцебиении и зависящая от времени t.
А) Пример расположения биообъекта и БРЛ
Б) Изображение синусоидального сигнала
Рис. 1.10. Непрерывная биорадиолокация
Таким образом, отраженный сигнал можно записать в следующем виде
U(t) =Ar cos (ωt+ φr0+∆φ(t))(1.11)
Отраженный сигнал (1.11) смешивается с опорным сигналом радиолокатора с постоянной фазой, который представляется как
U0(t)= A0 cos (ωt+ φ0),
где A0 и φ0 – амплитуда и фаза опорного сигнала соответственно. Сигнал на выходе смесителя имеет вид
U (t) = ArA0 cos(φ0 – φr0 - ∆φ(t)). (1.12)
Из этого соотношения следует, что когда сдвиг фазы между опорным и отраженным сигналами близок к
φ0 – φr0 = (k+0,5)π, k=0,1,2,…
прибор обладает максимальной чувствительностью к перемещения тела человека (см. рис. 1.10,Б), а при
φ0 – φr0 = kπ, k=0,1,2,…
чувствительность будет минимальной. Это становится понятным из следующего соотношения
∂cos(φ0 – φr0 - ∆φ(t))/ ∂(∆φ(t)) = sin(φ0 – φr0 - ∆φ(t))
|
Еще одним важным следствием (1.12) является то обстоятельство, что даже в предположении гармонической зависимости от времени фазовой модуляции, вызванной перемещением тела человека,
∆ φ(t)=sin(ωh t) (1.13)
где ωh - частота сердечных колебаний, спектр регистрируемого сигнала будет содержать кратные гармоники. Достаточно подставить (1.13) в (1.12), чтобы убедиться в этом. Если биорадиолокатор использует частотный диапазон 2-4 ГГц, фазовая модуляция ∆ φ(t) за счет дыхания и сердцебиения человека значительно меньше π. Этот эффект делает затруднительным использование монохроматического радиолокатора, т.к. расстояние до объекта зондирования в общем случае плохо предсказуемая величина.
Для предотвращения затухания сигнала в зависимости от расстояния можно использовать квадратурный приемник или перейти к применению многочастотного сигнала. В первом случае, при квадратурном приеме опорный сигнал имеет две различных составляющие: A0 cos(ωt+φ0) и A0 sin(ωt+ φ0) в двух каналах приемника. Таким образом, полезный сигнал не затухает одновременно в обоих каналах.
A0 sin (ωt+φ0) |
A0 cos(ωt+φ0) |
Рис. 1.11. Квадратурная обработка
Более универсальным является радиолокатор со ступенчатым изменением частоты, который дает возможность измерять дальность до объекта [7].
|
|
Биохимия спиртового брожения: Основу технологии получения пива составляет спиртовое брожение, - при котором сахар превращается...
Типы оградительных сооружений в морском порту: По расположению оградительных сооружений в плане различают волноломы, обе оконечности...
Кормораздатчик мобильный электрифицированный: схема и процесс работы устройства...
Наброски и зарисовки растений, плодов, цветов: Освоить конструктивное построение структуры дерева через зарисовки отдельных деревьев, группы деревьев...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!