毫米波雷达测心率吸息原理 (毫米波雷达测心率原理)

毫米波频率高、波长短,一方面可缩小从天线辐射的电磁波射束角幅度,从而减少由于不需要的反射所引起的误动作和干扰,另一方面由于多普勒频移大,相对速度的测量精度高。

毫米波雷达传感器因为能够全天候工作,不受光线、雾霾、沙尘暴等恶劣天气的影响,已成为业界公认的主流选择,拥有巨大的市场需求。

毫米波雷达同超声波雷达相比,毫米波雷达具有体积小、质量轻和空间分辨率高的特点。与红外、激光、摄像头等光学传感器相比,毫米波雷达穿透雾、烟、灰尘的能力强,具有全天候全天时的特点。

毫米波雷达系统主要由天线、射频前端组件、数字信号处理器和雷达控制电路组成,天线可以发射和接收毫米波信号;射频前端组成,天线可以发射和接受毫米波雷达信号。

毫米波雷达测心率原理,呼吸心跳监测雷达原理

毫米波(mmWave)雷达会发射电磁波,其路径中的任何物体都会将信号反射回去。通过捕获和处理反射信号,雷达系统可以确定物体的距离、速度和角度。毫米波雷达在物体距离检测中可以提供毫米级别的精度,因而成为人类生物信号的理想传感技术。此外,毫米波技术还可以对患者进行非接触式的连续监控,因此无论医生还是患者都比较方便。

由于胸部的运动,反射信号是相位调制的。调制涵盖运动的所有分量,包括心跳和呼吸引起的运动。雷达根据预定时间间隔发送多个线性调频脉冲。每个脉冲都进行距离快速傅立叶变换(FFT),并选择与人的胸部位置相对应的距离档。每个线性调频脉冲都会记录该选定距离档中的信号相位。由此计算出相位变化,并从而得出速度。所获得的速度仍然包括所有运动分量。通过执行多普勒FFT对获得的速度进行频谱分析,可以解析出各种分量。

短波长的优点是精度高。频率为60或77GHz的毫米波雷达(对应波长在4毫米范围内)能够检测出短至小于1mm的移动。

成年人的心率在0.8到2Hz之间,呼吸频率在0.1到0.5Hz之间。在多普勒FFT中,选择心跳和呼吸频率的速度分量,并绘制其随时间的变化曲线。每种频率在一分钟内产生的峰值数就是心率和呼吸频率。

毫米波雷达测心率原理,呼吸心跳监测雷达原理

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