TW201811262A - 非接觸式生命徵象監測系統 - Google Patents

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Abstract

一種非接觸式生命徵象監測系統透過兩個具有不同增益值之天線朝向一生物體的同一側發射訊號，然後這兩個不同增益天線收到此生物體在隨機移動下兩個不同反射訊號，其中一反射訊號經過振幅與相位的調整使此兩反射訊號具有振幅相等且相位相反的身體移動都普勒成分，以及振幅不相等的生命徵象都普勒成分，因此能藉由該兩反射訊號之間的關係抵銷該生物體的隨機移動效應而能穩健偵測出生命徵象。

Description

非接觸式生命徵象監測系統
本發明是關於一種非接觸式生命徵象監測系統，特別是關於一種可抵消生物體身體隨機移動影響之非接觸式生命徵象監測系統。
生命徵象監測系統被廣泛地應用在如人及動物等生物體之醫療、運動及其嬰幼兒安全等領域中，透過生命徵象的擷取及分析得知受測生物體的健康狀態，以預先防範可能發生的危險。
一般生命徵象偵測系統可區分為接觸式及非接觸式，其中接觸式生命徵象監測系統透過與生物體皮膚的接觸以精確地測得生物體的生命徵象，但由於監測系統長時間的與皮膚接觸常導致受測生物體的不適，並因導接線路的限制而影響受測生物體的行動範圍。相對地，非接觸式生命徵象監測系統透過無線訊號發送至受測生物體後產生都普勒效應(Doppler effect)，使得反射訊號發生相移而可測得受測生物體的生命徵象，但由於受測生物體的身體隨機移動也會造成反射訊號產生都普勒相移而導致生命徵象的偵測受到影響，因此如何消除受測生物體的身體隨機移動影響為目前非接觸式生命徵象監測系統的發展重點。
請參查美國專利第US 8,721,554號專利，為習知一種可消除身體隨機移動之非接觸式生命徵象監測系統，其分別於生物體兩個相反之側邊設置兩組雷達裝置利用天線進行無線訊號的發送及反射訊號的接收，其中，由於該生物體之身體隨機移動相對於兩個雷達裝置天線為相反的位移方向，但該生物體表面因心肺活動(如呼吸/心跳)而產生之移動相對於兩個雷達裝置天線為相同的位移方向，因此，可藉由訊號處理的方式消除生物體因身體隨機移動造成之影響，以精確地測得該生物體的生命徵象，但由於兩組雷達裝置需分別設置於該生物體兩個相反的側邊，造成生命徵象監測系統於安裝上的限制，特別是因受測生物體靠牆或是臥床時，較難使用此種生命徵象監測系統進行生命徵象的偵測。
請參查美國專利第US 8,754,772號專利，為本案發明人先前提出之非接觸式生理訊號感測裝置，其藉由設置於生物體兩個相反之側邊的自我注入鎖定(Self-injection locking)雷達裝置分別對生物體發射出無線訊號，相同地，由於生物體之身體隨機移動相對於兩個自我注入鎖定雷達裝置為相反的位移方向，生物體表面因心肺活動(如呼吸/心跳)而產生之移動相對於兩個雷達裝置天線為相同的位移方向，因此，兩個自我注入鎖定雷達裝置能以交互注入鎖定(Mutual- injection locking)的方式消除生物體因身體隨機移動造成之影響，亦可精確地測得該生物體的生命徵象，但由於兩組自我注入鎖定雷達裝置需分別設置於該生物體兩個相反的側邊，造成生命徵象監測系統於安裝上的限制。
本發明的主要目的是將兩個雷達裝置設置於生物體的同一側，利用兩根增益不相等之天線向一生物體發射訊號及接收反射訊號，使兩個雷達裝置可接收大約相等強度的身體移動都普勒相移訊號以及強度差別明顯的生命徵象都普勒相移訊號。且兩個雷達裝置在自我及交互注入鎖定時將生物體之身體移動都普勒訊號抵消，但生物體生命徵象都普勒訊號不會被抵消而能獲得該生物體之生命徵象。
本發明之一種非接觸式生命徵象監測系統包含一第一雷達裝置、一第一天線、一第二雷達裝置及一第二天線，該第一雷達裝置用以產生一第一發射訊號，該第一天線用以將該第一發射訊號發送至一生物體的一側邊，該第二雷達裝置用以產生一第二發射訊號，該第二天線用以將該第二發射訊號發送至該生物體的一側邊，其中該第一發射訊號與該第二發射訊號發送至該生物體的同一側邊，其中，該第一發射訊號及該第二發送訊號發送至該生物體後，該生物體分別反射一第一反射訊號及一第二反射訊號，該第一天線及該第二天線均接收該第一反射訊號及該第二反射訊號，且該第一反射訊號及該第二反射訊號傳送至該第一雷達裝置及該第二雷達裝置，使該第一雷達裝置及該第二雷達裝置處在自我及交互注入鎖定狀態。
由於該第一天線及該第二天線的增益值不相同，使該第一天線及該第二天線發射訊號至該生物體所產生該第一反射訊號及該第二反射訊號，在第一天線設置及該第二天線設置下兩反射訊號因身體移動造成的都普勒成分大約相等，但兩反射訊號因生命徵象造成的都普勒成分則有明顯差別，而藉此特性使該第一雷達裝置及該第二雷達裝置在自我及交互注入鎖定狀態時可消除身體移動所造成的都普勒成分，並留下生命徵象所造成的都普勒成分。
該第一天線及該第二天線對該生物體發射出該第一發射訊號及該第二發射訊號，使得分別由該第一天線及該第二天線所發射出訊號受到該生物體反射的第一反射訊號傳送至該第一雷達裝置且該第二反射訊號傳送至該第二雷達裝置時，兩雷達裝置會發生自我注入鎖定狀態使反射訊號的都普勒成分能頻率調制在兩雷達裝置的輸出訊號上，且經由調整使兩雷達裝置輸出訊號之身體移動引起的頻率調制振幅相等且相位反相。而該第一反射訊號傳送至該第二雷達裝置且該第二反射訊號傳送至該第一雷達裝置時，兩雷達裝置會發生交互注入鎖定狀態使兩雷達裝置的輸出訊號為相同的頻率調制訊號，此頻率調制訊號之頻率調制約為自我注入鎖定狀態下兩雷達裝置輸出訊號之頻率調制的平均值，因自我注入鎖定狀態下兩雷達裝置輸出訊號之身體移動引起的頻率調制振幅相等且相位反相故在交互注入鎖定狀態下可以抵銷，但生命徵象引起的頻率調制振幅則有明顯差別而在交互注入鎖定狀態下無法抵銷，故兩雷達裝置的任一輸出訊號經由頻率解調後即可獲得該生物體之生命徵象。
請參閱第1圖，為本發明之一第一實施例，一種非接觸式生命徵象監測系統100的示意圖，該非接觸式生命徵象監測系統100具有一第一雷達裝置110、一第一天線120、一第二雷達裝置130及一第二天線140。
請參閱第1圖，該第一雷達裝置110具有一第一頻率解調與控制單元111、一第一壓控振盪器112及一振幅相位調整單元113，該第一壓控振盪器112電性連接該第一頻率解調與控制單元111及該振幅相位調整單元113，該第一頻率解調與控制單元111用以控制該第一壓控振盪器112所產生之一第一發射訊號E1的頻率值，並將該第一壓控振盪器112回傳之一輸出訊號O1解調，該第一發射訊號E1傳送至該振幅相位調整單元113，該振幅相位調整單元113則於用以調整通過之該第一發射訊號E1的振幅及相位。
該第一天線120電性連接該振幅相位調整單元113，該第一天線120之輸入訊號為經過振幅及相位調整後之該第一發射訊號E1，且該第一天線120用以將該第一發射訊號E1發送至一生物體B的一側邊S，其中，該第一天線120具有一第一增益值，在本實施例中，該第一增益值為18dBi。
該第二雷達裝置130具有一第二頻率解調與控制單元131及一第二壓控振盪器132，該第二壓控振盪器132電性連接該第二頻率解調與控制單元131，第二頻率解調與控制單元131用以控制該第二壓控振盪器132所產生之一第二發射訊號E2的頻率值，並將該第二壓控振盪器132回傳之一輸出訊號O2解調，其中，該第一頻率解調與控制單元111及該第二頻率解調與控制單元131分別將該第一發射訊號E1與該第二發射訊號E2的控制於相近頻率，以利後續利用注入鎖定(injection locking)技術使該第一壓控振盪器112與該第二壓控振盪器132能夠同步。
該第二天線140電性連接該第二壓控振盪器132，該第二天線140之輸入訊號為該第二發射訊號E2，該第二天線140用以將該第二發射訊號E2發送至該生物體B的一側邊S，該第一發射訊號E1與該第二發射訊號E2發送至該生物體B的同一側邊，其中該第二天線140具有一第二增益值，該第一天線120之該第一增益值大於該第二增益值，在本實施例中，該第二增益值為6dBi。
請再參閱第1圖，該第一發射訊號E1及該第二發送訊號E2發送至該生物體B後，該生物體B分別反射一第一反射訊號R1及一第二反射訊號R2，該第一天線120及該第二天線140均接收該第一反射訊號R1及該第二反射訊號R2，且該第一反射訊號R1及該第二反射訊號R2傳送至該第一雷達裝置110及該第二雷達裝置130，使該第一雷達裝置110及該第二雷達裝置130處在一自我及交互注入鎖定狀態。
其中，該第一雷達裝置110的自我注入鎖定路徑為：該第一壓控振盪器112→該振幅相位調整單元113→該第一天線120→該生物體B→該第一天線120→該振幅相位調整單元113→該第一壓控振盪器112；該第一雷達裝置110的交互注入鎖定路徑為：該第二壓控振盪器132→該第二天線140→該生物體B→該第一天線120→該振幅相位調整單元113→該第一壓控振盪器112；該第二雷達裝置130的自我注入鎖定路徑為：該第二壓控振盪器132→該第二天線140→該生物體B→該第二天線140→該第二壓控振盪器132；該第二雷達裝置130的交互注入鎖定路徑為：該第一壓控振盪器112→該振幅相位調整單元113→該第一天線120→該生物體B→該第二天線140→該第二壓控振盪器132。
本實施例之該第一天線120及該第二天線140對該生物體B發射出該第一發射訊號E1及該第二發射訊號E2，該第一天線120接收該生物體B反射之第一反射訊號R1並傳送至該第一壓控振盪器112，該第二天線140接收該生物體B反射之該第二反射訊號R2並傳送至該第二壓控振盪器132，此時兩壓控振盪器112、132會發生自我注入鎖定狀態使反射訊號的都普勒成分能頻率調制在兩壓控振盪器112、132的輸出訊號上，且經由調整該振幅相位調整單元113使兩壓控振盪器112、132輸出訊號之身體移動引起的頻率調制振幅相等且相位反相。此外，該第一反射訊號R1傳送至該第二壓控振盪器132且該第二反射訊號R2傳送至該第一壓控振盪器112時，兩壓控振盪器112、132會發生交互注入鎖定狀態而輸出相同頻率調制訊號，此訊號之頻率調制約為兩壓控振盪器112、132單獨在自我注入鎖定狀態下輸出訊號之頻率調制的平均值，因自我注入鎖定狀態下兩壓控振盪器112、132輸出訊號因身體移動造成的頻率調制振幅相等且相位反相，故在交互注入鎖定狀態下可以抵銷，因生命徵象造成的頻率調制振幅則有明顯差別而在交互注入鎖定狀態下無法抵銷，故兩壓控振盪器112、132的任一輸出訊號O1、O2經由頻率解調後就能得到該生物體B的生命徵象。
此外，該第一天線120與該第二天線140的幅射場型均指向該生物體B之該側邊S的同一位置，譬如人體胸部之胸骨位置，但由於該第一天線120與該第二天線140的增益不相同，故須藉由調整該第一天線相對於該第二天線的位置與夾角，並透過該振幅相位調整單元113調整該第一反射訊號R1的振幅與相位，使得該第一反射訊號R1與該第二反射訊號R2因身體移動造成的都普勒成分振幅相等且相位反相，即可在該第一壓控振盪器112及該第二壓控振盪器132處在自我及交互注入鎖定狀態下將身體移動所造成的都普勒成分抵銷，但因該第一反射訊號R1與該第二反射訊號R2因生命徵象所造成的都普勒成分則會有明顯差別而無法抵銷，故可留下生命徵象所造成都普勒成分，進而得到該生物體B的生命徵象。
較佳的，該第一天線120及該第二天線140與該生物體B之間以特殊的位置進行配置，能使得該第一反射訊號R1與該第二反射訊號R2中因生命徵象造成的都普勒成分有著更加顯著的不同，以得到較佳之生命徵象偵測效果。
請參閱第2圖，為本發明之一第二實施例的天線配置方式，在本實施例中，該第二天線140與該第一天線120是以 “上-下” 的方式配置，其中，該第一天線120具有一第一中心軸121，該第二天線140具有一第二中心軸141，該第一中心軸121與該第二中心軸141皆指向該生物體B之該側邊S之一位置A。該第二中心軸141實質上與地面平行，該第一中心軸121相對地面傾斜，使該第一中心軸121與該第二中心軸141之間具有一小於90度之夾角θ。在本實施例中，在系統操作於2.4-2.484 GHz頻段時該夾角θ為55度。
本實施例原理為該第一天線120因其增益大於該第二天線140之增益，在相同的擺設位置且無傾斜角度(θ= 0)的條件下，該第一天線120所接受之該第一反射訊號R1強度會大於該第二天線140所接受之該第二反射訊號R2強度，因而造成該第一反射訊號R1因身體移動造成的都普勒成分大於該第二反射訊號R2因身體移動造成的都普勒成分。故將該第一天線120傾斜一角度θ來減少該第一反射訊號R1因身體移動造成的都普勒成分，使能接近該第二反射訊號R2因身體移動造成的都普勒成分。且由於該第一天線120傾斜之角度θ會對該第一反射訊號R1因生命徵象造成的都普勒成分減少更大的比例幅度，因而低於該第二反射訊號R2因生命徵象造成的都普勒成分。當該第一反射訊號R1及該第二反射訊號R2傳送至該第一雷達裝置110及該第二雷達裝置130時，會使該第一雷達裝置110及該第二雷達裝置130處在自我注及交互注入鎖定狀態，並能完全抵銷因身體移動造成的都普勒成分，而因生命徵象造成的都普勒成分則是無法完全抵銷而能得到該生物體B的生命徵象。
請參閱第3及4圖，為本發明之第二實施例進行實測的輸出訊號頻譜圖，請先參閱第3圖，為人體靜止地坐在該非接觸式生命徵象監測系統前方70公分處進行測試所得之數據，在圖中可以看到有著明顯代表人體呼吸及心跳的頻率，這意味著本實施例於該人體靜止時能精確的偵測得呼吸及心跳的生命徵象，請參閱第4圖，為人體坐在相同位置且上半身在前後3公分範圍內移動時進行測試所得之數據，於圖中亦可明顯的看到代表人體呼吸及心跳的頻率，這意味著本實施例確實可在人體移動時測得其生命徵象。
請參閱第5圖，為本發明之一第三實施例的天線配置方式，在本實施例中，該第二天線140與該第一天線120是以 “前-後” 的方式配置，其中該第一天線120具有一第一中心軸121，該第二天線140具有一第二中心軸141，該第一中心軸121與該第二中心軸141皆指向該生物體B之該側邊S的一位置A。該第一天線120及該第二天線140之間具有一間距D，且該第二天線140位於該第一天線120及該生物體B之間。在本實施例中，在系統操作於2.4-2.484 GHz頻段時該間距D為20公分。
本實施例原理為由於增益值較高的該第一天線120被增益值較低的該第二天線140所阻擋，使得該第一天線120的所發射出之該第一發射訊號E1部分被該第二天線140的金屬片所屏蔽，因而減少該第一反射訊號R1因身體移動造成的都普勒成分，使能接近該第二反射訊號R2因身體移動造成的都普勒成分。且由於該第二天線140阻擋所引起的屏蔽效應會對該第一反射訊號R1因生命徵象造成的都普勒成分減少更大的比例幅度，因而低於該第二反射訊號R2因生命徵象造成的都普勒成分。當該第一反射訊號R1及該第二反射訊號R2傳送至該第一雷達裝置110及該第二雷達裝置130時，會使該第一雷達裝置110及該第二雷達裝置130處在自我及交互注入鎖定狀態，並能完全抵銷因身體移動造成的都普勒成分，而因生命徵象造成的都普勒成分則是無法完全抵銷而能得到該生物體B的生命徵象。
請參閱第6及7圖，為本發明之第三實施例進行實測的輸出訊號頻譜圖，請先參閱第6圖，為人體靜止地坐在該非接觸式生命徵象監測系統前方70公分處進行測試所得之數據，在圖中可以看到有著明顯代表人體呼吸及心跳的頻率，這意味著本實施例於該人體靜止時能精確的偵測得呼吸及心跳的生命徵象，請參閱第7圖，為人體坐在相同位置且上半身在前後3公分範圍內移動時進行測試所得之數據，於圖中亦可明顯的看到代表人體呼吸及心跳的頻率，這意味著本實施例確實可在人體移動時測得其生命徵象。
請參閱第8圖，其為本發明之第四實施例的電路圖，第四實施例是以一循環器陣列150將該第一雷達裝置110及該第二雷達裝置130相互連接，並透過該循環器陣列150讓該第一雷達裝置110及該第二雷達裝置130處在自我及交互注入鎖定狀態。
該循環器陣列150電性連接該第一雷達裝置110及該第二雷達裝置130，該第一雷達裝置110產生之該第一發射訊號E1是經由該循環器陣列150傳送至該第一天線120，該第二雷達裝置130產生之該第二發射訊號E2是經由該循環器陣列150傳送至該第二天線140。
請參閱第8圖，該循環器陣列150具有一第一循環器151、一第二循環器152、一第三循環器153、一第四循環器154及一可調相移器155，該第一循環器151電性連接該第一雷達裝置110、該第二循環器152及該第三循環器153，該第二循環器152電性連接該第二雷達裝置130及該第四循環器154，該第三循環器153電性連接該可調相移器155及該第二天線140，該第四循環器154電性連接該可調相移器155及該第一天線120，該可調相移器155電性連接該第三循環器153及該第四循環器154，其中，該第一循環器151之一第一埠151a電性連接該第一雷達裝置110，該第一循環器151之一第二埠151b電性連接該第二循環器152之一第一埠152a，該第一循環器151之一第三埠151c電性連接該第三循環器153之一第一埠153a，該第二循環器152之一第三埠152c電性連接該第二雷達裝置130，該第二循環器152之一第二埠152b電性連接該第四循環器154之一第二埠154b，該第三循環器153之一第二埠153b電性連接該第二天線140，該第三循環器153之一第三埠153c電性連接該可調相移器155之一第一埠155a，該可調相移器155之一第二埠155b電性聯接該第四循環器154之一第一埠154a，該第四循環器154之一第三埠154c電性連接該第一天線120。
在此實施例，該第一雷達裝置110發射出之該第一發射訊號E1傳送至該第一循環器151之該第一埠151a並由該第二埠151b輸出，然後傳送至該第二循環器152之該第一埠152a並由該第二埠152b輸出，然後傳送至該第四循環器154之該第二埠154b並由該第三埠154c輸出，然後傳送至該第一天線120並由該第一天線120發射出至該物體，而該物體反射之該第一反射訊號R1則被該第一天線120及該第二天線140接收。被該第一天線120接收之該第一反射訊號R1傳送至該第四循環器154之該第三埠154c並由該第一埠154a輸出，然後傳送至該可調相移器155之一第二埠155b並由該第一埠155a輸出，然後傳送至該第三循環器153之該第三埠153c並由該第一埠153a輸出，然後傳送至該第一循環器151之該第三埠151c並由該第一埠151a輸出，最後傳送至該第一雷達裝置110，而使該第一雷達裝置110被該第一反射訊號R1自我注入鎖定。被該第二天線140接收之該第一反射訊號R1傳送至該第三循環器153之該第二埠153b並由該第三埠153c輸出，然後傳送至該可調相移器155之一第一埠155a並由該第二埠155b輸出，然後傳送至該第四循環器154之該第一埠154a並由該第二埠154b輸出，然後傳送至該第二循環器152之該第二埠152b並由該第三埠152c輸出，最後傳送至該第二雷達裝置130，而使該第二雷達裝置130被該第一反射訊號R1交互注入鎖定。
相對地，該第二雷達裝置130發射出之該第二發射訊號E2傳送至該第二循環器152之該第三埠152c並由該第一埠152a輸出，然後傳送至該第一循環器151之該第二埠151b並由該第三埠151c輸出，然後傳送至該第三循環器153之該第一埠153a並由該第二埠153b輸出，然後傳送至該第二天線140並由該第二天線140發射出至該物體，而該物體反射之該第二反射訊號R2則被該第一天線120及該第二天線140接收。被該第二天線140接收之該第二反射訊號R2傳送至該第三循環器153之該第二埠153b並由該第三埠153c輸出，然後傳送至該可調相移器155之一第一埠155a並由該第二埠155b輸出，然後傳送至該第四循環器154之該第一埠154a並由該第二埠154b輸出，然後傳送至該第二循環器152之該第二埠152b並由該第三埠152c輸出，最後傳送至該第二雷達裝置130，而使該第二雷達裝置130被該第二反射訊號R2自我注入鎖定。被該第一天線120接收之該第二反射訊號R2傳送至該第四循環器154之該第三埠154c並由該第一埠154a輸出，然後傳送至該可調相移器155之一第二埠155b並由該第一埠155a輸出，然後傳送至該第三循環器153之該第三埠153c並由該第一埠153a輸出，然後傳送至該第一循環器151之該第三埠151c並由該第一埠151a輸出，最後傳送至該第一雷達裝置110，而使該第一雷達裝置110被該第二反射訊號R2交互注入鎖定。
由上述可知，藉由該循環器陣列150能使該第一雷達裝置110及該第二雷達裝置130均可接收到該第一反射訊號R1及該第二反射訊號R2，讓該第一雷達裝置110與該第二雷達裝置130處在自我及交互注入鎖定狀態。由於該第一反射訊號R1及該第二反射訊號R2傳送至該第一雷達裝置110及該第二雷達裝置130的路徑中均通過該可調相移器155，故調整該可調相移器155之相移量可以使該第一雷達裝置110及該第二雷達裝置130達到最佳的訊雜比。該調整相移量介於0度與90度之間，在本實施例中，在系統操作於2.4-2.484 GHz頻段時該調整相移量為13度。
本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準，任何熟知此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內所作之任何變化與修改，均屬於本發明之保護範圍。
100‧‧‧非接觸式生命徵象監測系統
110‧‧‧第一雷達裝置
111‧‧‧第一頻率解調與控制單元
112‧‧‧第一壓控振盪器
113‧‧‧振幅相位調整單元
120‧‧‧第一天線
121‧‧‧第一中心軸
130‧‧‧第二雷達裝置
131‧‧‧第二頻率解調與控制單元
132‧‧‧第二壓控振盪器
140‧‧‧第二天線
141‧‧‧第二中心軸
150‧‧‧循環器陣列
151‧‧‧第一循環器
151a‧‧‧第一埠
151b‧‧‧第二埠
151c‧‧‧第三埠
152‧‧‧第二循環器
152a‧‧‧第一埠
152b‧‧‧第二埠
152c‧‧‧第三埠
153‧‧‧第三循環器
153a‧‧‧第一埠
153b‧‧‧第二埠
153c‧‧‧第三埠
154‧‧‧第四循環器
154a‧‧‧第一埠
154b‧‧‧第二埠
154c‧‧‧第三埠
155‧‧‧可調相移器
155a‧‧‧第一埠
155b‧‧‧第二埠
E1‧‧‧第一發射訊號
E2‧‧‧第二發射訊號
R1‧‧‧第一反射訊號
R2‧‧‧第二反射訊號
B‧‧‧生物體
S‧‧‧側邊
A‧‧‧位置
D‧‧‧間距
θ‧‧‧角度
O1、O2‧‧‧輸出訊號
第1圖：依據本發明之第一實施例，一種非接觸式生命徵象監測系統的示意圖。 第2圖：依據本發明之第二實施例，一種非接觸式生命徵象監測系統之上-下天線配置的示意圖。 第3圖：依據本發明之第二實施例，該非接觸式生命徵象監測系統實測人體在靜止狀態下之輸出訊號頻譜圖。 第4圖：依據本發明之第二實施例，該非接觸式生命徵象監測系統實測人體在移動狀態下之輸出訊號頻譜圖。 第5圖：依據本發明之第三實施例，一種非接觸式生命徵象監測系統之前-後天線配置的示意圖。 第6圖：依據本發明之第三實施例，該非接觸式生命徵象監測系統實測人體在靜止狀態下之輸出訊號頻譜圖。 第7圖：依據本發明之第三實施例，該非接觸式生命徵象監測系統實測人體在移動狀態下之輸出訊號之頻譜圖。 第8圖：依據本發明之第四實施例，一種非接觸式生命徵象監測系統之循環器陣列示意圖。

Claims (9)

  1. 一種非接觸式生命徵象監測系統，其包含： 一第一雷達裝置，用以產生一第一發射訊號； 一第一天線，用以將該第一發射訊號發送至一生物體的一側邊，該第一天線具有一第一增益值； 一第二雷達裝置，用以產生一第二發射訊號；以及 一第二天線，用以將該第二發射訊號發送至該生物體的一側邊，其中該第一發射訊號與該第二發射訊號發送至該生物體的同一側邊，該第二天線具有一第二增益值，該第一增益值大於該第二增益值； 其中，該第一發射訊號及該第二發送訊號發送至該生物體後，該生物體分別反射一第一反射訊號及一第二反射訊號，該第一天線及該第二天線均接收該第一反射訊號及該第二反射訊號，且該第一反射訊號及該第二反射訊號傳送至該第一雷達裝置及該第二雷達裝置，使該第一雷達裝置及該第二雷達裝置處在自我注入鎖定(Self-injection locking)狀態及交互注入鎖定(Mutual-injection locking)狀態。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之非接觸式生命徵象監測系統，其中該第一雷達裝置具有一第一頻率解調與控制單元及一第一壓控振盪器，該第二雷達裝置具有一第二頻率解調與控制單元及一第二壓控振盪器，該第一壓控振盪器電性連接該第一頻率解調與控制單元，使該第一壓控振盪器輸出該第一發射訊號，該第二壓控振盪器電性連接該第二頻率解調與控制單元，使該第二壓控振盪器輸出該第二發射訊號。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之非接觸式生命徵象監測系統，其中該第一雷達裝置另包含有一振幅相位調整單元，該振幅相位調整單元電性連接該第一壓控振盪器及該第一天線，該振幅相位調整單元用以調整該第一發射訊號及該第一反射訊號之振幅及相位。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之非接觸式生命徵象監測系統，其中天線配置為該第一天線及該第二天線的幅射場型均指向該生物體的同一側邊的同一位置上。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之非接觸式生命徵象監測系統，其中該第一天線具有一第一中心軸，該第二天線具有一第二中心軸，該第一中心軸及該第二中心軸皆指向該生物體的同一側邊的同一位置，其中該第二中心軸實質上與地面平行，該第一中心軸相對地面傾斜，使該第一中心軸與該第二中心軸之間具有一小於90度之夾角。
  6. 如申請專利範圍第4項所述之非接觸式生命徵象監測系統，其中該第一天線具有一第一中心軸，該第二天線具有一第二中心軸，該第一中心軸及該第二中心軸皆指向該生物體之同一側邊的同一位置，該第一天線及該第二天線之間具有一間距，且該第二天線位於該第一天線及該生物體之間，使該第一天線被該第二天線所阻擋。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之非接觸式生命徵象監測系統，其另包含有一循環器陣列，該循環器陣列電性連接該第一雷達裝置及該第二雷達裝置，該第一雷達裝置產生之該第一發射訊號是經由該循環器陣列傳送至該第一天線，該第二雷達裝置產生之該第二發射訊號是經由該循環器陣列傳送至該第二天線。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之非接觸式生命徵象監測系統，其中該循環器陣列包含一第一循環器、一第二循環器、一第三循環器、一第四循環器及一可調相移器，該第一循環器電性連接該第一雷達裝置、該第二循環器及該第三循環器，該第二循環器電性連接該第二雷達裝置及該第四循環器，該第三循環器電性連接該可調相移器及該第二天線，該第四循環器電性連接該可調相移器及該第一天線，該可調相移器電性連接該第三循環器及該第四循環器。
  9. 如申請專利範圍第7項所述之非接觸式生命徵象監測系統，其中該第一循環器之一第一埠電性連接該第一雷達裝置，該第一循環器之一第二埠電性連接該第二循環器之一第一埠，該第一循環器之一第三埠電性連接該第三循環器之一第一埠，該第二循環器之一第三埠電性連接該第二雷達裝置，該第二循環器之一第二埠電性連接該第四循環器之一第二埠，該第三循環器之一第二埠電性連接該第二天線，該第三循環器之一第三埠電性連接該可調相移器之一第一埠，該第四循環器之一第三埠電性連接該第一天線，該第四循環器之一第一埠電性連接該可調相移器之一第二埠。
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