人类生命体征通常通过监测系统进行测量，这些系统历来依靠与患者身体的有线连接，通过心电图和氧饱和度传感器的组合来报告心率和呼吸频率。这些传感器很难与新生儿、严重烧伤患者、癫痫患者或精神病患者保持持续接触。对于那些行动自如的患者，当他们在家中四处走动时，监测生命体征可能不那么容易。

毫米波 (mmWave) 雷达传感器可以检测非常细微的运动，即使是患者胸部的起伏。由于胸部运动受呼吸（基频）和心率运动（额外谐波）的影响，因此对胸部运动的精细测量可以实现对生命体征的非接触式测量。

该功能的主要促成因素是传感器能够通过调频连续波 (FMCW) 检测和多输入多输出 (MIMO) 天线雷达系统的组合来检测患者胸部的位置和速度。

该传感器还可以检测床上的运动并向护理人员告知潜在的褥疮，甚至可以同时监测多个患者，例如一对老年夫妇。此外，毫米波传感器可以检测到人员跌倒并实时通知护理人员。

线性调频脉冲斜坡线性度是确保 FMCW 系统中准确且可重复测量的参数之一。将整个模拟链集成在单片微波集成电路上，不仅可以减少设计与设计之间的差异，还有助于提高整体测量线性度，因为可以在老化和温度范围内执行有效的监测和校准。

查看图 1 中米6体育平台手机版_好二三四 (TI) IWR6843 的方框图可以发现，发送器-接收器部分的唯一外部元件是标准 40MHz 晶体。除了这个外部 40MHz 晶体之外，IWR6843 还提供完全的发送器/接收器集成，具有：

• 斜坡发生器。
• 小数锁相环。
• 20GHz 压控振荡器 (VCO)，当从外部路由（或从外部源选择）时，可同步多个前端并在显著更大的虚拟天线上实现相干采样。

IWR6843 还包含用于发送器和接收器的完整射频 (RF) 链，其中包括：

• 软件可编程功率放大器，可实现多级发送功率，从而在根据环境和射频法规调整链路预算时实现更大的灵活性。
• 用于波束控制的动态可编程移相器。
• 低噪声放大器，当与功率放大器一起编程时，可对链路预算进行微调。
• 可通过发送和接收线性调频脉冲生成中间频率 (IF) 的混频器。
• IF 模拟滤波器。
• 采样频率高达 25MHz 的模数转换器 (ADC)。

图 1 IWR6843 方框图。

在 MMIC 片上系统集成完整的射频链可实现功能安全所需的诊断能力水平。

IWR6843 上的全数字信号链处理集成可提供：

• 雷达硬件加速器，支持经典雷达信号处理中的 16 位测距、多普勒或到达角快速傅里叶变换 (FFT) 和恒定虚警率 (CFAR)。
• 600MHz 完全可编程的数字信号处理器，可实现完全可定制的信号处理。
• 完全可编程的 200MHz Arm® Cortex®-R4F 微控制器，用于群集、跟踪和应用级代码。

除了裸片级集成之外，IWR6843 的型号 IWR6843AOP 还在封装上配有天线，可进一步实现集成并减小印刷电路板 (PCB) 面积，适用于空间受限型应用或射频信号的 PCB 布线具有挑战性的情况。

FMCW 提供了十分简单的调制方案，可在测量距离时实现宽范围和高精度。FMCW 还提供径向尺寸（雷达与目标之间的线）的速度测量均值，可以是高速（如汽车速度），也可以是低速（如呼吸时胸部起伏速度）。此类细微动作的跟踪通常称为多普勒检测或微多普勒检测。

线性调频脉冲描述了 FMCW 中使用的调制；瞬时频率 f(t) 随时间呈线性变化，因此这是一个线性调频脉冲。发送的线性调频脉冲和接收的线性调频脉冲之间的频率差与飞行时间（到达目标并返回的时间）成正比，因此与到目标的距离成正比。

方程式 1 将发送的波幅表示为：

其中 K 是发送频率以时间为单位增加的斜率（对于 IWR6843，该值可以是介于 0MHz/µs 和 250MHz/µs 之间的任何值），A_T 是信号发送的振幅（发送功率），f₀ 是在线性调频脉冲开始处发送的最低频率（57GHz 或 60GHz，具体取决于所选的 VCO）。

方程式 2 将接收的波幅表示为：

其中，对于 $\delta =\frac{2\times d}{v}$ （是飞行时间的两倍），d 是到目标的距离，v 是光在介质中的传播速度。