Noncontact Multiperson Respiration Detection Using Time-Modulated Array

Dou Fan

doi:10.1109/JSEN.2025.3589182

Noncontact Multiperson Respiration Detection Using Time-Modulated Array

2025-07-22

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DOI：10.1109/JSEN.2025.3589182

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射频（RF）传感因其非接触、覆盖范围广和隐私保护等优势，已被广泛应用于健康监测。多人环境下的呼吸监测已成为一个突出的研究领域，并对射频传感领域提出了重大挑战。当前多人呼吸监测方法主要依赖于传感设备的固有分辨率，如距离和角度分辨率。为解决这一局限性，本文提出了一种基于时调制阵列（TMA）的单通道多人呼吸检测新方法。TMA被用于生成多个谐波波束，实现对多个方向人体呼吸的同时检测。通过对接收到的单通道信号进行一系列数字下变频（DDC）操作，提取各谐波分量。然后通过分析对应谐波分量的相位信息，获取每个人的呼吸信号。设计并实现了一个基于2.4 GHz TMA连续波（CW）雷达原型的多人呼吸监测系统，该系统架构简单、计算复杂度低。在单人、两人和三人场景的实验中，呼吸频率（RR）估计的最大误差分别为0.59、0.98和1.30 bpm。所提出的系统能够同时准确检测三人的呼吸频率，并有效识别其中的异常呼吸模式，展示了其在日常多人场景下监测健康状况的能力。

Keyword:

Multiperson

radio frequency (RF) sensing

respiratory monitoring

time-modulated array

Noncontact Multiperson Respiration Detection Using Time-Modulated Array

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