연속파 신호를 이용한 근거리 레이다 센서 시스템 (Short-Range Radar Sensor System Using Continuous Wave Signals)

서지정보

· 발행기관 : 한국전자파학회
· 수록지 정보 : 한국전자파학회 논문지 / 31권 / 2호 / 143 ~ 153페이지
· 저자명 : 박재현, 김주연, 장세영, 지현준, 심재용, 양종렬

초록

수 GHz 대역 연속파 신호를 이용한 원격 생체신호 검출용 근거리 레이다 센서 시스템을 제안한다. 제안하는 레이다센서 시스템은 1 m 이하 근거리에 위치한 사람의 호흡과 심박수 변화를 모니터링하기 위해, GHz 협대역 주파수 신호를연속적으로 송수신한다. 인체 레이어 모델 기반 경로 손실 계산에 근거하여, 915 MHz와 2.45 GHz 동작 주파수에서 고감도 레이다 센서를 설계하였으며, 소형화 안테나와 수동소자 및 저잡음 증폭기 등을 이용하여 레이다 모듈을 제작하였다. 1 Hz 주변 낮은 주파수 대역에 존재하는 호흡 및 심박수 측정에 필요한 데이터 샘플링수를 줄이기 위한 Wavelet 변환기반 신호처리 기법과 시간 영역 심박 신호에서 피크수를 정확하게 감지할 수 있는 가변 문턱전압 기반 신호처리 기법을제안하였다. 피검자 6명의 분당 심박수 측정 결과는 제안하는 레이다 센서가 상용 ECG 센서 대비 95% 이상 정확도를가짐을 보여준다.

영어초록

A short-range radar sensor was proposed and developed for remote vital signal detection using GHz-band continuous wave (CW) signals. The proposed radar sensor system transmits and receives narow-band CW signals for monitoring variations in respiration and heartbeat rates at a distance of les than 1 m. Based on the path los calculation using a human layer model, each radar module, operating at 915 MHz and 2.45 GHz, is implemented with miniaturized antenas, pasive components, and a low-noise amplifer integrated circuit. Signal procesing algorithms based on a waveletransform and variable threshold voltages are proposed to acurately detect vital signs in the frequency band at aproximately 1 Hz from time-domain raw data. The measurement results from six subjects demonstrate that the proposed radar sensor can detect vital signs with an acuracy exceding 95% as compared to commercial electrocardiogram sensors.

참고자료

· 없음