精确定位和生命标志检测人类受试者的增强技术,使用梁方向雷达架构

科学领域:

• 信号处理 信号处理
• 雷达系统工程 雷达系统工程
• 生物医学工程 生物医学工程

背景情况:

• 生命体征监测和人类定位对于医疗保健和智能环境至关重要.
• 现有的雷达系统在区分多个主体和环境反射方面经常面临挑战.
• 束方向雷达架构为先进的传感能力提供了潜力.

研究的目的:

• 提出和验证一种新的信号处理技术,用于同时使用雷达进行二维定位和生命体征监测.
• 为了能够准确地识别监控空间内的多个个体及其生理参数.
• 为了证明这种方法的可行性,使用单输入单输出 (SISO) 频调制连续波 (FMCW) 雷达系统.

主要方法:

• 开发用于光束方向雷达系统的信号处理技术.
• 将两个频率扫描天线 (FSA) 集成到一个SISO FMCW雷达中.
• 使用光谱分析和数据矩阵生成用于信号隔离和参数提取.
• 从环境杂乱中隔离特定对象的多普勒信号.

主要成果:

• 成功同时进行2D定位 (距离和近距离) 和生命体征监测 (呼吸和心率) 的人类受试者.
• 准确确定监控环境中存在的个体数量.
• 随着时间的推移跟踪生命体征和位置,在雷达分辨率限制内存在错误.

结论:

• 建议的信号处理技术可用于先进的雷达应用.
• 这项技术在医疗保健,医院4.0,医疗物联网 (IoMT) 和环境辅助生活等领域具有重大潜力.
• 应用范围扩展到智能建筑和透墙传感,增强安全和监控能力.