• 한국전자파학회논문지
• /
• 제20권12호
• /
• pp.1325-1332
• /
• 2009

본 논문에서는 인체의 호흡 및 심박수 측정을 위해 2.4 GHz에서 동작하는 바이오 레이더 시스템의 소형화 및 성능 개선 방안으로서 하나의 원형 편파 안테나와 PLL 회로를 갖는 시스템을 설계하고 그 측정 결과를 제시 하였다. 제작된 바이오 레이더는 $90^{\circ}$ 하이브리드를 이용하여 원형 편파 특성과 송수신 격리 특성을 갖는 마이크 로스트립 안테나, 저잡음 증폭기, 전력 증폭기, 위상 고정 루프를 갖는 전압 제어 발진기, 직교 복조기 및 아날로그 회로로 구성된다. 특히, 단일 원형 편파 안테나를 소형화하기 위하여 annular-ring 형태의 마이크로스트립 안 테나를 송수신 회로와 적층함으로써, $40\times40mm^2$의 크기로 소형화할 수 있었다. 또한, 누설 송신 신호에 인한 수신부의 위상 잡음의 영향을 최소화하기 위하여 PLL 회로를 채용함으로써, 개선된 신호대 잡음비 성능을 갖도록 하였다. 설계된 바이오 레이더 시스템은 특별한 신호 처리 없이 50 cm 떨어진 사람의 호흡 및 심박수를 측정할 수 있음을 확인하였다.

• 전기학회논문지P
• /
• 제64권3호
• /
• pp.121-124
• /
• 2015

In this paper, we developed the compact Doppler radar using the compact dual-circularly polarized antenna for medical application. The operating frequency is 2.47 GHz for considering ISM band. In order to decrease the size of the entire system, we designed the compact antenna and located the circuit board at the back of the antenna. The simulation of the proposed antenna was performed by the finite difference time domain (FDTD) method. The total volume of the proposed system is $65{\times}45{\times}6mm^3$ including the antenna. From the experiment, the developed bio-radar could be used to support the device for medical applications.

• 한국정보통신학회논문지
• /
• 제18권9호
• /
• pp.2237-2242
• /
• 2014

전 세계적으로 통신발달, 수명연장 등의 이유로 1인 가구가 급증하고 있으며 그에 따라 고독사 등의 문제점이 발생하고 있다. 이러한 문제점을 해결하고 사생활 침해가 없이 혼자서도 건강한 삶을 유지할 수 있도록 본 논문은 IR-레이더 및 레이저 변위센서를 이용하여 원거리 비접촉 생체신호 측정이 가능한 시스템을 제안하였다. 제안된 시스템은 원거리에서 비접촉으로 생체신호를 측정하는 방법으로, 실내 위치추적을 위한 IR 레이더 시스템과 비접촉 생체신호 측정을 위한 변위센서, 그리고 센서를 목표지점으로 이동하는 구동부로 구성되며 기존의 1m에 불과하던 생체신호 측정거리를 8m이상으로 늘릴 수 있는 시스템이다. 제안된 시스템을 실험을 통하여 타당성을 검증한 결과 정상적으로 측정이 가능하였다.

• Journal of electromagnetic engineering and science
• /
• 제5권3호
• /
• pp.132-139
• /
• 2005

Wireless bio-signal sensing system, which is based on the principle of Doppler radar, can measure a respiration and heart rates with a periodic movement of skin and muscle near the heart. Though the sensing monostatic system using a circulator has been studied, this bistatic system can be improved by using a circular polarized antenna which has a high isolation between transmitter and receiver. In this paper, we measured the bio-signal without the direct contact with the person. The design of each system and experimental results are discussed.

• 대한전기학회:학술대회논문집
• /
• 대한전기학회 2008년도 제39회 하계학술대회
• /
• pp.1393-1394
• /
• 2008

본 논문은 사람의 호흡과 심박 수를 0.5 m 의 거리에서 원격 측정하는 레이더 시스템 설계에 관한 내용을 기술한다. 기존에 많이 사용되었던 능동 주파수 혼합기 회로를 파형 간섭 효과를 이용한 6 -포트 회로로 대치하여 설계하였으며 특히 전력 검출기 성능에 따라 낮은 국부 발진기 전력을 사용할 수 있다는 장점을 가짐을 보였다. 본 논문에서는 수신신호 감지를 위한 최적의 국부 발진기의 전력을 제시하였다.

• 대한전자공학회논문지SP
• /
• 제47권4호
• /
• pp.97-104
• /
• 2010

본 논문에서는 비접촉식 도플러 바이오 레이더의 신호처리 시스템을 임베디드 하드웨어를 구현하였다. 실시간 처리를 빠르고 정확하게 수행할 수 있도록 DSP에 적합한 고속 알고리즘을 사용하여 구현하고 그 성능을 PC에서와 비교하였다. 영점에서 발생하는 데이터 손실 문제를 피하기 위하여 quardrature combining을 적용하였으며, 여러 가지 quardrature combining 방법 중에 DSP 실시간 연산에 적합한 알고리즘으로 arctangent combining을 선정하였다. IQ 신호의 원하는 DC 성분을 획득하면서 ADC에 다이나믹 레인지를 넘지 않도록 DC offset compensation 기법을 제안하였다. Texas Instrument 사의 C6711 DSP와 외장 12bit ADC를 사용하였고 최적화된 elliptic 필터를 설계하였으며 다양한 형태의 수신파형에서 심박수의 검출을 위하여 rate finding 블록에는 자기상관을 적용하는 알고리즘을 적용하였다. ECG와 측정값을 비교함으로 전체 시스템의 성능을 검증 하였고, 이를 통해 상용 가능한 휴대기기로 제작할 수 있도록 측정 거리의 변화에 상관없이 신뢰할 수 있는 시스템을 구축하였다.

• Smart Structures and Systems
• /
• 제8권1호
• /
• pp.93-105
• /
• 2011

This paper presents a flexible low-profile antenna sensor for fatigue crack detection and monitoring. The sensor was inspired by the sense of pain in bio-systems as a protection mechanism. Because the antenna sensor does not need wiring for power supply or data transmission, it is an ideal candidate as sensing elements for the implementation of engineering sensor skins with a dense sensor distribution. Based on the principle of microstrip patch antenna, the antenna sensor is essentially an electromagnetic cavity that radiates at certain resonant frequencies. By implementing a metallic structure as the ground plane of the antenna sensor, crack development in the metallic structure due to fatigue loading can be detected from the resonant frequency shift of the antenna sensor. A monostatic microwave radar system was developed to interrogate the antenna sensor remotely. Fabrication and characterization of the antenna sensor for crack monitoring as well as the implementation of the remote interrogation system are presented.

• 한국전자파학회논문지
• /
• 제28권10호
• /
• pp.802-809
• /
• 2017

본 논문에서는 IR-UWB 레이다 신호를 이용하여 무호흡 검출과 호흡수를 측정할 수 있는 방법을 제안한다. 제안한 방법에서는 무호흡 검출과 호흡수 측정을 동시에 지원하기 위해서 레이다 신호의 크기, 도래시간 및 선택된 주파수 대역에서의 전력 정보를 이용한다. 하드웨어 실험을 통해서 제안한 방법을 사용하여 정확한 호흡수 측정이 가능함을 보인다. 또한, 제안한 방법을 사용하여 무호흡과 호흡의 선택비가 최소 50 dB 이상이 됨을 보인다.

• 사물인터넷융복합논문지
• /
• 제7권4호
• /
• pp.1-7
• /
• 2021

현재 스마트 가전의 새로운 시장수요를 만족하기 위해 IoT 기술을 이용한 제품의 기술 차별화(센서, AI 등)가 많은 호응을 얻고 있다. 그러나 에어컨 제품은 융합기술의 초기 단계에 있다. 따라서 에어컨 제품은 IoT를 넘어 정보 생산, 수집, 처리, 저장 및 서비스 개발의 ICT 기술이 필요한 분야이다. 우리가 제안하는 기술은 IR-UWB를 이용한 비접촉방식의 생체신호를 수집 및 저장한다. 생체신호에 따라 에어컨의 방향을 제어하고 사용자의 수면을 모니터링하여 최적의 숙면 환경을 제공한다. 그리고 불쾌지수 환경에 따라 에어컨의 최적조건과 감성조명의 변화로 쾌적함과 안락함을 제공할 수 있는 서비스 알고리즘을 제안한다. 본 연구를 통하여 생체신호, 불쾌지수 및 감성조명의 ICT 기술을 에어컨 서비스를 사용자들이 이용할 수 있도록 알고리즘을 연구하였다.

• Journal of Positioning, Navigation, and Timing
• /
• 제10권2호
• /
• pp.131-137
• /
• 2021

The Angle-of-Arrival (AOA) estimation in real time is one of core technologies for the real-time tracking system, such as a radar or a satellite. Although AOA estimation algorithms for various antenna types have been studied, most of them are for the single-shaped array antenna suitable to the specific frequency. In this paper, we propose the cascade AOA estimation algorithm for the combined array antenna with Uniform Rectangular Frame Array (URFA) and Uniform Circular Array (UCA), with the excellent performance for various frequencies. The proposed technique is consisted of Capon for roughly finding AOA groups with multiple signal AOAs and Beamspace Multiple Signal Classification (MUSIC) for estimating the detailed signal AOA in the AOA group, for the combined array antenna. In addition, we provide computer simulation results for verifying the estimation performance of the proposed algorithm.