在无线多普勒传感领域,生命信号是指反映人体心跳、呼吸、手势、步态等与运动相关的信号。近年来,随着射频集成电路的迅速发展,基于微型多普勒雷达传感器的生命信号探测引起了广泛的研究兴趣。与传统方法相比,基于雷达传感的方法具有非接触测量的天然优势,具有很好的应用前景。然而,在本论文工作开展之前,已有的多普勒雷达传感在射频架构和多普勒信息解调等方面仍存在缺陷,导致多普勒运动信息的反演本质上存在非线性。这一问题严重妨碍了多普勒雷达传感在非接触生命信号检测中的实际应用。为解决上述问题,本文针对最优多普勒雷达传感架构和线性多普勒相位解调算法开展了一系列研究,逐一解决了此前存在的相关难点,并通过实验演示了基于同一架构的大动态和微弱运动的线性反演。本文的主要贡献包括以下方面:首先,本文系统地研究了此前多普勒收发机中的非线性和噪声来源,提出了一种基于低中频接收机的最优多普勒传感器架构,在数字域消除了正交失衡。该架构从原理上解决了此前接收机中存在的问题。基于该架构,本文自行研制了 24GHz和5.8GHz多普勒传感器系统。其次,本文提出了针对大动态运动多普勒信息线性解调的动态圆心追踪算法,结合拓展微分与叉乘算法,有效地解决了此前多普勒传感中的相位模糊问题,实验演示了基于同一架构的大动态范围行走和微米级别微小幅度振动的检测。最后,针对人体随机晃动中呼吸和心跳非接触检测的难题,本文进一步引入了匹配滤波算法。实验演示了人体随机晃动条件下针对心跳和呼吸的非接触测量。以上研究有效地解决了此前非接触多普勒雷达传感存在的若干实际问题,具有很好的应用前景。