ヘルスモニタリングアプリケーションのためのドップラーレーダーを介した呼吸数測定

この論文では、健康監視アプリケーションのための非接触および低電力システムを使用して呼吸数を測定するための実験結果を示します。システムはドップラー効果に基づいています。呼吸中の人間の胸の動きを模倣するために、制御可能な動きの頻度と変位を備えた機械的セットアップが構築されました。ドップラーレーダーシステムを使用して、提案されたシステムの頻度を測定しました。3つの異なるアンテナを使用して、測定の精度に対するアンテナ放射パターン、ゲイン、および相互偏極の効果を研究しました。さまざまな周波数と変位に対してエラー分析が実施されました。結果は、中程度の指向性とゲイン値のアンテナ、および最も少ない交差分極成分のアンテナが、他の提案されているアンテナと比較してより高い精度があることを示しました。アンテナの適切な選択により、提案されたレーダーシステムを使用して小さなエラーで呼吸数を測定することが可能であると結論付けることができます。

This paper presents experimental results for measuring respiratory rate using non-contact and low power system for health-monitoring applications. The system is based on a Doppler effect. A mechanical setup with controllable movement frequency and displacement was built to mimic the human chest movements while breathing. A Doppler radar system was used to measure the frequency of the proposed system. Three different antennas were used to study the effect of antenna radiation pattern, gain, and cross-polarization on the accuracy of the measurements. An error analysis was conducted for different frequencies and displacements. Results demonstrated that the antenna of a moderate directivity and gain values, and of the least cross-polarization components has higher accuracy compared to other proposed antennas. It can be concluded that with a good selection of antenna it is possible to measure respiratory rate with a small error using the proposed radar system.