【干货】为何选择毫米波？详解其在人体检测中的独特优势与核心原理

 

一

毫米波作为一种高精度、高可靠性的感知手段，现如今被广泛应用于人体检测、生命体征监测、行为分析等领域。毫米波检测的核心原理是利用1GHz至300GHz频段的无线电波，在与人体相互作用下，通过提取其回波中的微小变化，从而进行非接触的提取人体的位置、运动速度、细微变化以及生命体征信息等各项信息。

二、毫米波的突出优势

1. 高分辨率特性

• 频率高、波长短：在相同尺寸条件下能够捕获更窄的光束，角度分辨率高
• 极大带宽（若干GHz）：距离分辨率极高，可达厘米级精度

2. 强穿透能力

• 轻松穿透常见遮挡物：桌椅、木板、塑料及薄墙体
• 对人体皮肤反射性好：可发现障碍物后的人体，穿着衣服也能轻松检测

3. 细微动作敏感度

• 可检测毫米级甚至微米级的位移变化
• 广泛应用于医学监测：呼吸监测、心跳检测等

4. 环境适应性强

• 不受光照条件限制
• 在强光、雨雾等恶劣环境下正常工作

三、核心检测原理

1. 调频连续波（FMCW）测距与测速

工作原理：

• 发射频率随时间线性增加的连续波信号（chirp信号）
• 信号被人体反射后由接收天线接收
• 通过差频检测（beat frequency）分析频率差异

检测能力：

• 距离探测：差频频率与目标距离成正比，通过FFT分析精确计算距离
• 速度探测：利用多普勒频移分析相位变化，精确测量人体速度

2. 微多普勒效应与相位探测

关键技术：

• 人体生命活动产生的细微动作产生周期性回波
• 呼吸：胸腔厘米级周期性位移
• 心跳：胸腔毫米级微小振动

特征提取：

• 在主多普勒频移上产生独特的边带频谱（微多普勒特征）
• 通过长时间高分辨率分析，分离出呼吸率、心率等生命体征

四、典型应用场景

智能家居

• 老人跌倒检测
• 睡眠质量监测
• 呼吸心跳检测
• 手势监控

安防监控

• 入侵报警
• 人数统计

医疗健康

• 非接触连续生命体征监测
• 睡眠呼吸综合筛查

车载感知

• 车内活体检测
• 驾驶员状态监控

人机交互

• 手势识别

五、当前技术局限性

成本因素

• 高性能毫米波芯片价格高于超声与红外技术

功耗问题

• 毫米波雷达功耗相对较高

抗干扰能力

• 多目标环境、金属物强反射可能造成误触发

算法依赖

• 高精度检测依赖先进算法支持

法规限制

• 发射功率和频段需遵守各国无线电管理法规

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本文简要介绍了毫米波雷达在人体检测方面的基本原理、技术优势及应用场景，为相关领域的技术选型提供参考依据。