MATLAB人体步态雷达信号时频特征提取(2)
通过雷达检测人体步态特征主要是通过分析微多普勒特征，而微多普勒效应对于信号频段是敏感的，综合考虑后，一般应用微波雷达进行人体运动检测，其中又以宽带雷达和连续波雷达为主。现有的技术已经支持一些以连续波雷达为基础的微波运动传感器在许多领域得到运用，例如干扰检测、光触发等。工作原理一般依靠由特定目标速率的回波信号产生的多普勒效应。实际应用中，连续波雷达多应用于大规模的监视区域内，用于边界安全防护和入侵检测。
探测人体运动详细信息日益重要，人体步态的详细参数如步长、步速在越来越多的研究中被要求。针对人体步态雷达信号的时频分析目前仍存在以下问题：人体步态是一种复杂的非平稳过程，它具有丰富的频谱信息，传统的信息处理方式无法获取时频特征，无法得到有效的人体步态特征。在这个基础上，本文旨在雷达回波信号中人体步态时频特征的提取与分析。
1.2 课题国内外发展动态
1.3 本文主要研究内容及章节安排
论文主要对如何不失真地提取雷达信号中的时频特征进行了研究，关于人体步态雷达信号时频特征分析，主要分为雷达信号的接收与分析、人体行走模型的建立、以及微多普勒信息的提取与时频分析三个部分。按照上述内容，本文分为四章，每章的具体内容如下所示：
第一章：绪论
讨论了当前关于人体步态探测研究的背景和意义以及国内外对此课题取得的成果，简述了研究的重难点。
第二章：运动目标探测原理及微多普勒效应
本章详述了雷达信号探测目标运动的原理及多普勒效应的产生，同时对一些简单的刚性运动的雷达信号特征进行了分析。
第三章：人体行走分析与建模
本章主要分析了人体行走的周期和人体部件雷达截面积估测并据此建立模型。
第四章：步态信号分析与特征提取
本章通过对仿真的雷达信号进行短时傅立叶处理，得到人体步态的时频特征，并据此分析人体行走的特征参数与参数应用。
2 运动目标探测原理及微多普勒效应
雷达作为一种利用电磁波探测目标的设备，具有作用距离远，不受光线限制，能够穿透墙体与地表等多种特点，而新兴人体步态检测设备的微波雷达凭借电磁波的优良特性在人体步态检测应用中发展迅猛。本章主要对运动目标的雷达探测原理与简单的刚性运动目标的多普勒信号特征进行讨论。
2.1 雷达探测原理
雷达发射的电磁波遇到目标后为其反射，雷达信号接收机接收并处理雷达回波信号，当目标相对雷达存在径向速度时，表现在雷达回波中为电磁波载频的频率偏移，这种现象称为多普勒频移。
以脉冲雷达的测距为例详述雷达的基本工作原理，假设雷达的发射功率为P1，发射天线为各向同性且增益为G1，距离雷达距离R处的功率密度S1为：
（2.1）
当目标物体的有效雷达截面积（RCS）为δ时，雷达回波信号功率密度S2为：
（2.2）
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