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血液流速微波检测仪的研制

作　者: 江红
导　师: 朱守正
学　校: 华东师范大学
专　业: 电磁场与微波技术
关键词: 血液流速检测仪射频收发模块螺旋天线时频分析技术微波多普勒信号
分类号: TP216
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 52次
引　用: 1次
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内容摘要

血液流速能为心血管疾病的诊断提供辅助信息。基于微波／射频技术,本论文设计并制作了一台血液流速微波检测仪,旨在无损检测视力可及或浅表的血管内血液的流速。本检测仪主要由天线探头,射频收发模块,多普勒信号采集与处理模块以及控制与电源等部分组成。本文的研究内容主要有：射频收发模块的设计,小型螺旋天线的设计和微波多普勒血流信号的处理。第一部分设计了实现多普勒信号相干检测的射频收发模块,阐述了该收发模块中各元器件的选择依据和性能参数,提出了两种信号源方案,制作了射频收发模块实物,验证了其电路功能。第二部分研究了一种小型螺旋天线,根据所需要的天线辐射、阻抗特性等优选螺旋直径、螺距和圈数,以满足系统对收发微波或射频信号的性能要求。仿真并制作了符合系统设计要求的小型螺旋天线,给出了天线仿真结果和测试结果。第三部分对多普勒信号时频分布的提取和瞬时频率的估计做了理论研究,处理了模拟的非平稳信号。对检测仪性能进行了验证,利用本检测仪检测了水流速度和人体血流速度。本文的特色与创新之处在于：●利用微波射频技术,设计并制作了一款非介入式血液流速检测仪,其研究成功将为医学诊断提供一种新的技术；●设计并制作了实现多普勒信号相干检测的射频收发模块；●设计并制作了实现相关收发功能的小型螺旋天线,对天线和射频收发模块进行了联合调试,调试结果表明,该系统能检测到微弱的微波多普勒信号；●使用了Cohen类时频分析技术,能有效提取微波多普勒信号的时频分布。

全文目录

摘要  7-8
Abstract  8-9
目录  9-10
第一章绪论  10-16
  1.1 研究本课题的意义  10-11
  1.2 多普勒原理  11-12
  1.3 国内外的研究现状  12-14
  1.4 本课题研究的主要内容  14-16
第二章检测仪系统设计  16-42
  2.1 设计思路与指标  16-18
  2.2 射频收发模块  18-38
    2.2.1 信号源  18-25
    2.2.2 混频器  25-30
    2.2.3 定向耦合器  30-32
    2.2.4 射频放大器  32-35
    2.2.5 RC有源滤波器  35-38
  2.3 电路实物制作与测试  38-41
  2.4 本章小结  41-42
第三章螺旋天线  42-50
  3.1 螺旋天线设计原理  42-45
  3.2 天线仿真  45-46
  3.3 天线测试  46-48
  3.4 本章小结  48-50
第四章多普勒信号处理  50-58
  4.1 时频分析技术  50-55
    4.1.1 短时傅立叶变换  50-51
    4.1.2 Wigner-Ville分布  51-52
    4.1.3 处理模拟的非平稳信号  52-53
    4.1.4 处理结果与讨论  53-55
  4.2 数据采集  55-57
    4.2.1 DAQ系统的构成  55-56
    4.2.2 配置DAQ卡  56-57
  4.3 本章小结  57-58
第五章检测仪性能验证  58-64
  5.1 检测水流速度  58-61
  5.2 检测人体血流速度  61-63
  5.3 本章小结  63-64
第六章总结与展望  64-66
  6.1 本文总结  64
  6.2 展望  64-66
参考文献  66-70
作者攻读硕士期间发表的论文  70-71
致谢  71-72

血液流速微波检测仪的研制

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