雷达式生命探测是一种前沿的非接触探测技术,它融合雷达技术和生物医学工程技术于一体,无需任何电极或者传感器接触生命体,以电磁波为探测媒介,间隔一定距离,并可穿透非金属介质(如衣服、砖墙、废墟等),探测到由呼吸、心动等所引起的体表微动,进而提取出人体的生命体征参数,并判断有无生命体的存在。这种技术可以广泛运用在军事医疗、抢险救灾和反恐斗争等领域,具有非常重要的实际应用价值[1-2]。在雷达式非接触生命探测的实验过程中,要求被测目标能够提供定量稳定的生命信号,而以实际人体作为目标时,因个体差异,每个人的身体状态和姿势均不相同,甚至同一个人在不同时刻,也会由于身体不自主的微动和呼吸不规律造成生命信号的差异。这些因素不但会影响对系统性能的客观评价和定量检测,而且会制约生命探测技术的科学、深入、全面研究。同时,有些非接触探测实验要求多个对电磁波反射程度不同的人体分别作为被测目标,如果数据采集时间过长,就会带来人力资源和时间的浪费。而且,当需要在废墟压埋等危险环境下进行灾害现场模拟探测实验时,考虑到安全因素,不宜用真人作为被测目标。因此,迫切需要研制一种仿真人体呼吸运动的系统。本课题研制了一种输出定量、稳定、生命参数连续可调的人体呼吸运动模拟系统,不仅克服了用人体作为被测目标所带来的问题,还能模拟不同人体的呼吸运动,为雷达式非接触生命探测提供了定标信号。本研究主要完成以下工作:1、根据雷达式非接触生命探测实验对被测目标的要求和人体呼吸运动的特点,选取一种用于心肺复苏的人体模型、一种双水平正压睡眠呼吸机、特殊的气囊和电磁波反射材料,设计搭建了系统平台,使系统能够模拟人体的呼吸运动。2、对系统和人体分别进行接触式和非接触式对比实验,证明了系统具有更好的稳定性和可调性,并根据实验总结出人体在非接触生命探测中对电磁波的反射能量值范围,通过调整参数,使系统能够模拟不同人体的反射能量值,进行非接触探测。3、为系统设计了位移传感器电路,能够动态直观的监测系统模拟人体呼吸运动所引起的胸壁运动幅度。同时设计了采用交直流双电源供电的电源电路,保证系统能够在各种环境中正常工作。本论文的主要创新点包括:1、本系统首次采用气动的方式,能够定量、稳定的模拟人体呼吸运动,并且呼吸频率、幅度、吸呼时间比连续可调。2、本系统外观逼真,灵活轻便,能够进行直立、平躺、侧卧等多体位的探测实验,而且可以替代人体,在废墟压埋等狭小空间和危险环境下进行实验。