wideband

带你认识⼀下什么叫超宽带（UWB）⽣物雷达技术

⾸先你要知道超宽带（UWB）雷达技术是什么？

超宽带（UWB，Ultra-WideBand）雷达技术是⼀种使⽤1.5GHz以上带宽⽆载波通信技术，利⽤纳秒⾄微微秒级的⾮正

弦波窄脉冲传输数据，是当信号带宽⼤与中⼼频率之⽐⼤于25%时称为超宽带。与普通雷达相⽐，超宽带⽣物雷达具有

多种优势，如功率低、⾼距离分辨率（毫⽶级）、强穿透能⼒、较好的抗动⽬标⼲扰能⼒和适宜于近距离探测等，尤其

适合应⽤在⽣命探测领域。

⽣物雷达——特指探测⽣命体的雷达，其融合雷达技术、⽣物医学⼯程技术于⼀体，可以不需要任何电极或传感器接触

⽣命体，实现隔着⾐服、被褥、纱布等物体⾮接触、远距离、⽆约束的检测到⼈体的呼吸及⼼脏跳动等信息。

与激光、红外探测和声波探测技术相⽐，利⽤⽣物雷达检测⼈体的⽣命体征信号不受环境温度、热物体的影响，能有效

穿透介质，较好地解决了激光、红外探测受温度影响严重、遇物体阻挡失效及误报率⾼的问题，也克服了超声探测受环

境杂物反射⼲扰及⽔、冰、泥⼟阻挡失效等问题，因此该技术在战时及和平时得到⼴泛应⽤，如军事医学（伤员探

寻）、灾害医学（地震、坍⽅伤员的探寻）、城市反恐（解救⼈质）等领域，是国际科技界公认的⼀个⾮常重要的前沿

技术领域。

UWB的优势

1、测距分辨率可⾼达厘⽶量级，可以获得⾜够⾼的分辨率

2、具有能够识别和区分各⽬标的能⼒

3、超宽带⽣物雷达发射的脉冲包含许多频率，因此它能够突破窄频段吸波材料的吸波效应

4、具有对单个或多个⽬标的⾼分辨成像能⼒

5、具有较强的穿透植被、⼟壤和墙壁的能⼒

6、能够通过距离选通（rangegating）技术抑制杂乱回波和减少多径⼲扰

它的定位原理是这样的

超宽带⽣物雷达检测⼈体的⽣命参数与连续波的原理不同，当脉冲形式的微波束照射⼈体，由于⼈体⽣命运动（呼吸、

肠蠕动等）的存在，使得被⼈体反射后的回波脉冲序列的重复周期发⽣变化，⽽回波脉冲信号的重复周期与⼈体⽣命的

运动速度和频率有关。如果对该脉冲序列（携带有与被测⼈体⽣命运动相关的信息）进⾏调解、积分、放⼤、滤波，送

⼊计算机进⾏数据处理和分析，就得到与被测⼈体⽣命体征相关的参数（如呼吸、⼼率等）。

超宽带⽣物雷达的应⽤

从1999年开始，由于超宽带⽣物雷达的⼩体积、低功耗、低成本和⾼空间分辨率等特点，超宽带⽣物雷达在⽣物医学的

研究中取得突破性的进展，主要在⼼脏病学（⼼脏监护）、产科学（婴⼉监护）、⼉科（婴⼉猝死综合症监护）、呼吸

内科（障碍性睡眠呼吸暂停监护）和脑外科（颅内⾎肿监护）等领域开始应⽤。

2002年2⽉，美国的FCC允许该技术应⽤于商⽤，之后许多公司都在投⼊⼀定的⼈⼒、物⼒和财⼒来开发和研究相关领

域的超宽带⽣物雷达。

兆观睡眠呼吸初筛仪

兆观睡眠呼吸初筛仪通过超宽带（UWB）⽣物雷达监测技术，对呼吸引起的胸腹部运动进⾏探测，在雷达回波中获得

呼吸、全⾝体动等信息，从⽽实现对睡眠呼吸障碍的⽆⼲扰式监测。

再通过多种检测算法，分析出发⽣呼吸暂停和低通⽓的次数和睡眠时间，输出睡眠呼吸暂停低通⽓指数（AHI次/⼩

时）。

UWB雷达呼吸信号

UWB雷达能够很好的检测呼吸引起的胸腹运动，⽽胸腹运动和⽓流⼜有很好的相关性，⽓流的变化和胸腹运动的变化

也是⼀致的。

参考⽂献：⽣物雷达技术的研究现状--国外医学⽣物医学⼯程分册2004年12⽉第27卷第6期，本⽂经兆观⼩编重新整理

编辑。