Radar FMCW a 24 GHz per il monitoraggio non invasivo dei parametri vitali: simulazione numerica e studio sperimentale

L’obiettivo di questa tesi è lo studio e la valutazione delle prestazioni di un sistema radar Frequency-Modulated Continuous Wave (FMCW) a 24 GHz per il monitoraggio non invasivo dei parametri vitali, in particolare della frequenza respiratoria e della frequenza cardiaca. Nella prima parte del lavoro è stato sviluppato un modello numerico in ambiente MATLAB in grado di simulare il comportamento di un radar FMCW operante a 24 GHz. Il modello include la generazione del segnale radar, la modellizzazione del movimento toracico, un modello multilayer del corpo umano e una completa pipeline di elaborazione del segnale per la stima dei parametri vitali. Attraverso analisi parametriche, sono state investigate le prestazioni del sistema al variare della distanza, dell’ampiezza dei movimenti toracici e della presenza di più soggetti. Nella seconda parte sono state condotte delle misure sperimentali mediante un radar FMCW reale operante a 24 GHz, con l’obiettivo di validare i risultati ottenuti dal modello numerico. I risultati sperimentali mostrano una buona capacità del sistema di stimare la frequenza respiratoria e la distanza del soggetto, mentre la stima della frequenza cardiaca risulta più sensibile al rumore e alle condizioni di misura. Il lavoro evidenzia le potenzialità dei radar FMCW per applicazioni di monitoraggio remoto dei parametri vitali, individuandone al contempo i principali limiti operativi in scenari realistici.