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超寬頻雷達的量測改進與天線設計

為了解決rm手錶的問題，作者曾永正 這樣論述：

本論文闡述超寬頻（Ultra-WideBand, UWB）雷達的量測改進與天線設計，並利用UWB雷達傳感器來開發一種偵測跌倒的方法。本研究分兩步驟進行：首先介紹一個利用UWB雷達系統來進行跌倒偵測的原型，以證明此概念的可行性，其次則在此原型的基礎上，研發出快速有效估測雷達最小偵測目標尺寸（Minimal Target Size, MTS）的方法，並提出天線設計的10個參數範圍，藉以用於設計天線陣列，來改進天線系統，提高跌倒偵測的準確度。最後在總結中，提出本論文未來的研究方向。 跌倒是老年人常見的意外事故，老人跌倒如未能緊急送醫，將有可能導致更嚴重的傷害發生。目前一般的因應之道是配戴例如手錶

型或掛墜式的跌倒偵測器，以即時偵測跌倒發生。但這種穿戴式裝置並不被老人喜愛，據統計，即使擁有此類偵測器，也只有14％的老人會常時佩戴；亦即大多數的老人跌倒時，並沒有佩戴這類的偵測器，或者跌倒後無力按下偵測器上的求救鍵，導致延誤送醫；因此，此類偵測器未能發揮功用，當然也未能達到保護、減少意外傷害的目的。本研究利用UWB雷達傳感器，開發非穿戴式、可置於居家環境中的跌倒偵測系統原型。本研究也進一步開發出評估MTS的簡易計算方法，以取代傳統利用複雜數學模式、昂貴且費時的直接測量方法；且其準確率超過90％，與傳統方法相比毫不遜色。再者，天線是雷達傳感器的最關鍵組件。在不同類型的天線中，線性錐形天線（Li

near Tapered Slot Antenna, LTSA）本質上是一種寬頻天線，具有體積小、設計簡單、易用於天線陣列的優點。本論文也針對設計LTSA的十個主要參數進行研究，通過分析各參數的變化，提出這十個天線參數的最佳設計範圍與方法。遵循這套設計方法所得到的LTSA陣列，可確保擁有高增益（> 15dB）和極窄帶（