2022-04-12
文章来源
Macnica Engineer
不易受环境影响的工业毫米波雷达
什么是毫米波雷达?
毫米波是指几十GHz~几百GHz频率的电磁波,由于其波长为1 mm~10 mm,因此被称为毫米波。毫米波雷达是使用毫米波段的电波,且能够高精度地检测对象物的距离、位置信息和速度的雷达。可以将合成器生成的毫米波信号照射到对象物上,以反射回来的电波为基础,获取各种信息。
在我们的生活中,毫米波雷达也用于人感检测、心跳呼吸检测、手势检测、汽车等方面。
采用毫米波雷达的两个原因
测量距离的方法有红外线、超声波、相机、ToF传感器等。与其他方法相比,我们将讨论采用毫米波雷达的两个原因。
理由1 与红外线、超声波方式相比,毫米波雷达精度更高
成本最低的测距方法,一般是采用红外线、超声波方式的传感器。
但是,由于红外线、超声波方式的信号的扩散性高,会伴随以下缺点:
- 分辨率低
- 测量距离短
- 由于温度等环境的影响而产生偏差
由于作为电波传感器的毫米波雷达直进性高、不易受环境影响,因此能够进行高精度测量。 另外,在24 GHz频带中还具有天线体积小的优点。
理由2 与相机、激光方式相比,毫米波雷达成本低、工作稳定
相机、激光式传感器的方法是高精度的测距方法。 由于相机和激光方式的直进性较高,因此能够进行高分辨率、高精度的测量。但是伴随以下缺点:
- 高性能性能的CPU和内存,导致系统成本高昂
- 受外部光线、气候、夜间等环境影响较大
- 立体相机、ToF传感器等系统复杂
毫米波雷达对外部光线、天气、夜间、环境的稳定性高,因此可以进行可靠性高的测量。 另外,还可利用电波的透过性来覆盖天线,产品的设计自由度也很高,可通过雷达方式、频率、天线设计来控制测量范围、测量精度。
总之,性能和成本的平衡是毫米波雷达的优点。
应用场景
毫米波雷达不管是室内还是室外,被用于各种各样的应用,如:
- 无人机
- 智能表单
- 工业机器人
- 路灯
- 呼吸和脉搏感知
- 速度表
- 液位表
- 自动门
- 动作检测
雷达工作方式
雷达算法及工作方式大致有三种,能检测到的信息各不相同。
您可以根据需要进行选择,并部署到多种应用程序中。
方式 | 动作检测 | 速度检测 | 距离检测 | 物体检测 |
CW信号 | O | O | ||
FSK | O | O | O (仅移动物) | |
FMCW | O | O | O | O |
产品简介
英飞凌提供的硅锗MMIC和毫米波雷达用于生成和接收24.0-26.0 GHz频率信号,可供用户选择最适合其用途的产品。单芯片集成高频电路体积小、功耗低、精度高,可测量速度、距离和方向。
各产品的特征及规格如下所示:
BGT24MTR11 E6327 | BGT24LTR11N16 | BGT24LTR22 | |
特征 | 低相位噪声VCO,内置温度补偿电路 可切换1.5 GHz和23 kHz输出的预缩放器 片上电源和温度传感器,低功耗 单端RF和LO端子 | ||
标准产品 | 低功耗产品 | 多通道产品 (RX x 2 / TXx 2) | |
低噪音指数NFssb | 12dB | 10dB | 8db |
高转换增益 | 26dB | 20dB | 25dB |
高1dB输入压缩点 | -12dBm | -28dBm | -19dBm |
封装 / 规格 | VQFN 32pin (5.5mmx4.5mm) | TSNP-16-9 (2.4mmx2.4mm) | WFWLB-52-3 pin (3.63mmx3.63mm) |
单电源电压 | 3.3V | 3.3V | 1.5V |
功耗 | 500mW | 300mW | 500mW |
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