多普勒生物雷达传感器进行人体特征检测家居日常监护，与传统医学接触检测法相比，多普勒生物雷达能够检测人体的心跳、呼吸等生命体征信号，以多普勒生物雷达传感器为基础的生命体征探测不仅是非接触的，而且具有穿透性，因此，多普勒生物雷达在临床监测烧伤患者、日常家庭医疗监护、灾难救援等领域有着广阔的应用空间。当前，多普勒生物雷达技术在非接触体征检测方面已经取得了较为完善的理论研究成果，如结合生物雷达技术和现有无线通信技术，从雷达回波信号中提取体征信息，以及生物雷达系统小型化研究等。为了适应医学、疾病诊断的要求，多普勒生物雷达传感器需要具有成本低、便携、实用等优点，从多普勒生物雷达的工作原理出发，结合被测目标的特点，探讨了探测原理及探测设备设计问题。经过多个信号采集实验，验证了非接触体征信号检测的可行性。
为提高探测信号的分辨率，雷达的工作频率应较高，但在工作频率过高时，对雷达信号的干扰就会增大，通常生物雷达选择2.4~60GHz的频率。从生理角度来说，人体的生理活动可以通过人体体表上的微小运动信息反映出来，比如，通过胸腔的振动，可以获得心跳、呼吸等人体运动信息。胸壁移动量为0.6mm，而心脏搏动所能引起的胸壁位移为4~12mm。利用一个10GHz频段的生物雷达探测胸腔的运动，每1毫米的位移会造成25.2°的相位偏移，因此，即使胸腔的振幅很小，也可以在雷达频段足够高的情况下分辨雷达基带信号的相偏移量。一种零中频生物雷达，前端RF电路包括接收天线、匹配电路、振荡器、混频器、RF、模拟滤波器等，雷达信号到达人体后，由于目标的运动会引起调频。在雷达探测人体胸腔时，雷达载波相位随人体胸壁位移的变化而发生比例调制。在多普勒雷达传感器上，可以用T(t)=cos(2πft+(t))表示，在这种情况下，(t)是振荡器相噪声。雷达和目标的距离被假设为d0，雷达和目标之间的距离为d(t)=d0+x(t)，雷达和目标之间产生的延时为d(t)/c。因为当讯号传送时胸壁仍在移动时，反射时天线与胸壁的距离为d(t-(t))/c)。对正交结构接收机，通过相位解调，理论上可以使所有基带信号的相位信息P(t)=(d0)+4πx(t)/λ。
实践证明，生物雷达传感器接收心肺信息时，有用信号的频率范围在0.2~10赫兹，且幅度较小。为保证多普勒雷达前端电路具有较高的信噪比，利用模拟信号处理电路(ASP)对信号进行滤波和放大，以14bit为高分辨率ADC；采样率为200sps(sps:/秒采样点)，测试信号时长50s。
因为接收到的信号是微弱的，为了观察到信号的变化，就必须对其进行滤波放大。理论上，采用3级10倍放大电路串联，可实现信号1000倍放大。因为呼吸信号的频率范围是0.2~0.4Hz，所以可以将模拟滤波器设计成0.2Hz的下限截止频率。为了抑制低频噪声和直流偏移，心跳信号的频率范围为0.83~3.3Hz，主要用于低频信息，选择高限额的截止频率只要大于信号的高频，就可以避免信号的采样混叠。为了消除噪声，硬件电路中采用了带通滤波设计，使信号带宽限定在0.2~10Hz范围内，以消除噪声，便于观察体征信号。通过测试，I、Q两路的波特图表明，I路在2.5Hz频率下可获得57.15dB的放大增益，Q路可达到56.65dB的放大增益，也就是在硬件上可以实现700倍放大。
在生物雷达传感器探测体征信号时，存在以下问题：在雷达天线波束范围内的静止人体，它会产生很大的直流分量，因为它的频率范围非常低，很容易受到硬件低频噪音的影响；即使人体是静止的，人体的微动，不可避免地产生与心肺信号幅值相近的干扰信号；易受外界移动物体的干扰，产生杂波。
在体征信号检测中，被检测者的状态随环境的不同而发生变化。该雷达距离一个静止人体目标40cm，用ADC信号采集器进行大量信号采集，把采集到的信号送到计算机，便于观察、处理。先用采集器采集I、Q两路信号，然后用FIR带通滤波器对原I、Q信号进行去噪处理，将处理后得到的信号进行快速傅里叶变换，得到相应的频谱。根据光谱结果，在相应的双通道频谱图象上，可观察到在心跳信号(0.2~0.4Hz)和心跳信号(0.83~3.3Hz)之间的频率范围内的呼吸信号，但I路心跳信号比较明显，Q路呼吸信号更明显，且测量结果并不理想。为消除幅值失衡所产生的频域幅相误差，对采集到的原始信号进行了处理：添加平衡因子a进行标定；I路总功率AI=0.219W,Q路功率总和AQ=0.217W，由AI=AQ×a=AQ×1.01；可以知道平衡系数a=1.01，两个方向平衡之后，利用S3=I-a×Q获得的新信号，通过FFT变换，观察得到的信号的光谱信息。在0.35~0.4Hz和1.1~1.2Hz之间，S3信号出现周期性变化，频率有一个比较明显的高峰，也就是呼吸、心跳信号，而需要采集的呼吸、心跳信号、在0.2~0.4Hz和0.83~3.3Hz之间，实验结果符合实际情况，即能成功采集到呼吸，心跳信号。
通过实际测试验证，生物雷达传感器探测体征信号的有效作用距离在100cm以内，当测试距离较远时，受实际环境噪声的影响，其噪声功率将与心肺活动峰值功率相等，检测结果会产生较大误差，影响体征信号识别的准确性。