Published May 21, 2020
| Version v1
Publication
Open
Optimal Central Frequency for Non-Contact Vital Sign Detection Using Monocycle UWB Radar
- 1. King Mongkut's Institute of Technology Ladkrabang
Description
Ultra-wideband (UWB) radar has become a critical remote-sensing tool for non-contact vital sign detection such as emergency rescues, securities, and biomedicines. Theoretically, the magnitude of the received reflected signal is dependent on the central frequency of mono-pulse waveform used as the transmitted signal. The research is based on the hypothesis that the stronger the received reflected signals, the greater the detectability of life signals. In this paper, we derive a new formula to compute the optimal central frequency to obtain as maximum received reflect signal as possible over the frequency up to the lower range of Ka-band. The proposed formula can be applicable in the optimization of hardware for UWB life detection and non-contact monitoring of vital signs. Furthermore, the vital sign detection results obtained by the UWB radar over a range of central frequency have been compared to those of the former continuous (CW) radar to provide additional information regarding the advantages and disadvantages of each radar.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
أصبح رادار النطاق الترددي الفائق (UWB) أداة حاسمة للاستشعار عن بعد للكشف عن العلامات الحيوية غير الملامسة مثل عمليات الإنقاذ في حالات الطوارئ والأوراق المالية والطب الحيوي. من الناحية النظرية، يعتمد حجم الإشارة المنعكسة المستقبلة على التردد المركزي للشكل الموجي أحادي النبضة المستخدم كإشارة مرسلة. يعتمد البحث على فرضية أنه كلما زادت قوة الإشارات المنعكسة المستقبلة، زادت إمكانية اكتشاف إشارات الحياة. في هذه الورقة، نستخلص صيغة جديدة لحساب التردد المركزي الأمثل للحصول على أقصى إشارة انعكاس مستلمة قدر الإمكان عبر التردد حتى النطاق السفلي لنطاق Ka. يمكن تطبيق الصيغة المقترحة في تحسين الأجهزة للكشف عن حياة UWB ومراقبة العلامات الحيوية دون ملامسة. علاوة على ذلك، تمت مقارنة نتائج الكشف عن العلامات الحيوية التي حصل عليها رادار UWB عبر مجموعة من الترددات المركزية بنتائج رادار CW المستمر السابق لتوفير معلومات إضافية تتعلق بمزايا وعيوب كل رادار.Translated Description (French)
Le radar à bande ultra-large (UWB) est devenu un outil de télédétection essentiel pour la détection sans contact des signes vitaux tels que les sauvetages d'urgence, les valeurs mobilières et les biomédicaments. Théoriquement, l'amplitude du signal réfléchi reçu dépend de la fréquence centrale de la forme d'onde mono-impulsion utilisée comme signal transmis. La recherche est basée sur l'hypothèse que plus les signaux réfléchis reçus sont forts, plus la détectabilité des signaux de vie est grande. Dans cet article, nous dérivons une nouvelle formule pour calculer la fréquence centrale optimale afin d'obtenir un signal de réflexion reçu aussi maximal que possible sur la fréquence jusqu'à la plage inférieure de la bande Ka. La formule proposée peut être applicable dans l'optimisation du matériel pour la détection de la durée de vie UWB et la surveillance sans contact des signes vitaux. En outre, les résultats de détection de signes vitaux obtenus par le radar UWB sur une plage de fréquence centrale ont été comparés à ceux de l'ancien radar continu (CW) pour fournir des informations supplémentaires concernant les avantages et les inconvénients de chaque radar.Translated Description (Spanish)
El radar de banda ultraancha (UWB) se ha convertido en una herramienta crítica de teledetección para la detección de signos vitales sin contacto, como rescates de emergencia, valores y biomedicinas. Teóricamente, la magnitud de la señal reflejada recibida depende de la frecuencia central de la forma de onda monopulso utilizada como señal transmitida. La investigación se basa en la hipótesis de que cuanto más fuertes sean las señales reflejadas recibidas, mayor será la detectabilidad de las señales de vida. En este documento, derivamos una nueva fórmula para calcular la frecuencia central óptima para obtener la máxima señal de reflexión recibida posible en la frecuencia hasta el rango inferior de la banda Ka. La fórmula propuesta puede ser aplicable en la optimización del hardware para la detección de vida UWB y el monitoreo sin contacto de los signos vitales. Además, los resultados de detección de signos vitales obtenidos por el radar UWB en un rango de frecuencia central se han comparado con los del antiguo radar continuo (CW) para proporcionar información adicional sobre las ventajas y desventajas de cada radar.Files
pdf.pdf
Files
(6.3 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:5d12a7da0f8d4b4c6a1ad19c8e9aa779
|
6.3 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- التردد المركزي الأمثل للكشف عن العلامات الحيوية دون اتصال باستخدام رادار UWB أحادي الدورة
- Translated title (French)
- Fréquence centrale optimale pour la détection des signes vitaux sans contact à l'aide d'un radar monocyclique UWB
- Translated title (Spanish)
- Frecuencia central óptima para la detección de signos vitales sin contacto utilizando el radar UWB monociclo
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3027294732
- DOI
- 10.3390/s20102916
References
- https://openalex.org/W1645981270
- https://openalex.org/W1982836919
- https://openalex.org/W2019317994
- https://openalex.org/W2019839067
- https://openalex.org/W2034154064
- https://openalex.org/W2045200098
- https://openalex.org/W2062664540
- https://openalex.org/W2075959322
- https://openalex.org/W2092749572
- https://openalex.org/W2095443612
- https://openalex.org/W2100743952
- https://openalex.org/W2103029792
- https://openalex.org/W2134639649
- https://openalex.org/W2158970056
- https://openalex.org/W2162632502
- https://openalex.org/W2320718528
- https://openalex.org/W2337205877
- https://openalex.org/W2494218935
- https://openalex.org/W2511177866
- https://openalex.org/W2518508855
- https://openalex.org/W2549607224
- https://openalex.org/W2589080694
- https://openalex.org/W2743923360
- https://openalex.org/W2763632053
- https://openalex.org/W2790943595
- https://openalex.org/W2794413698
- https://openalex.org/W2889114526
- https://openalex.org/W2947239346
- https://openalex.org/W3017104132
- https://openalex.org/W3020698208