Diseño de un sistema radar IQ para la detección de la frecuencia cardiaca y respiratoria

Abstract

Entre las múltiples aplicaciones de la tecnología radar se encuentra especialmente interesante la relacionada con el campo biomédico. El hecho de poder medir la frecuencia cardiaca y respiratoria sin contacto representa una gran ventaja en el estudio y diagnóstico de problemas como el síndrome de muerte súbita del lactante o la apnea-hipoapnea del sueño. Se va a realizar un estudio completo de un radar IQ, tanto el diseño hardware como la programación del software necesario para obtener medidas. Se presentan dos algoritmos de procesado de la señal, por un lado la demodulación de arcotangente y por otro la proyección sobre eje de máxima sensibilidad, novedoso respecto a lo encontrado en la bibliografía sobre el tema. Además se toman medidas con sujetos reales y se comparan con un estudio realizado con radar escalar. Estas medidas muestran cómo el uso de un radar IQ aplicado a las señales vitales resuelve el principal problema que presenta el radar escalar, la existencia de ceros de sensibilidad en función de la distancia. Adicionalmente se obtienen un mayor número de medidas satisfactorias bajo las mismas condiciones.

Between the multiple elds of application of the Radar technology, it is on biomedical area where is especially interesting. The fact that we can monitor heart and respiration rates contactless suppose a great advantage on study and diagnose of various disease like sudden infant death or sleep apnea-hypoapnea syndrome. A complete study of an IQ radar will be carried out, both the hardware design and the software needed to obtain relevant measurements. Two signal processing algorithms are exposed. On the one hand the arctangent demodulation and on the other hand the projection over the maximum sensitivity axis, this one is not present in the consulted related bibliography. Moreover, real subjects are monitored, and the results are compared with a similar work that use a scalar Radar. These measures shown that the application of an IQ Radar to acquire the cardio-respiratory rates solves the main problem that presents the scalar Radar, existence of null points depending on the distance. The IQ Radar improve the results obtaining a greater number of satisfactory measures on the same conditions.