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作者：德州儀器 基于雷達的傳感器集成電路 (IC) 得益于其遠距離功能、高運動(dòng)靈敏度和隱私特性，成為位置和接近傳感設計的常用技術(shù)。憑借其高精度，雷達傳感器在汽車(chē)和工業(yè)市場(chǎng)中也很受歡迎，適用于盲點(diǎn)檢測、碰撞檢測以及人員存在和運動(dòng)檢測等應用。 近年來(lái)，60GHz 和 77GHz 雷達傳感器取代了 24GHz 雷達傳感器，具有更高的分辨率、更高的精度和更小的外形尺寸。60GHz 和 77GHz 雷達頻段還支持新型應用，例如車(chē)輛中的兒童存在檢測和醫院中的老年人跌倒檢測。 盡管具有雷達傳感的優(yōu)勢，但高性能 60GHz 和 77GHz 片上系統 (SoC) 傳感器以前在功耗預算緊張的應用中會(huì )受到限制。IWRL6432 和 IWRL6432AOP 等新型雷達傳感器因采用低功耗架構而功耗更低，并支持在工業(yè)、個(gè)人電子產(chǎn)品和汽車(chē)應用中部署雷達。低功耗雷達具有內置的睡眠模式和高效的運行占空比，能夠使傳感系統檢測到運動(dòng)，并智能地決定采取行動(dòng)的時(shí)機，其功率預算在 5mW 以?xún)�。這種能力能夠為電池供電的應用和線(xiàn)路功率有限的應用帶來(lái)高性能雷達傳感，而這在以前是無(wú)法實(shí)現的。 天線(xiàn)設計是基于雷達傳感器的系統中的關(guān)鍵方面，會(huì )影響最大檢測距離和視場(chǎng)等關(guān)鍵性能特性。IWRL6432AOP 具有集成式封裝天線(xiàn)，可幫助簡(jiǎn)化天線(xiàn)設計。使用這種內置天線(xiàn)時(shí)，工程師不需要設計自己的天線(xiàn)方向圖，也不必擁有豐富的射頻設計經(jīng)驗，同時(shí)還能更大限度地減少對印刷天線(xiàn)的需求。印刷天線(xiàn)需要特殊的高成本材料來(lái)盡可能地減少信號損失。因此，工程師在使用 IWRL6432AOP 進(jìn)行設計時(shí)可以使用性能較低的 PCB 材料，從而降低 BOM 成本。 在本文中，德州儀器將探討家庭、樓宇、工廠(chǎng)和個(gè)人電子產(chǎn)品設計如何從低功耗雷達傳感器中受益。 用于樓宇自動(dòng)化的低功耗雷達傳感 實(shí)現更智能、更高效、更安全、更舒適的家庭、城市和辦公空間需要持續的環(huán)保意識。IWRL6432 和 IWRL6432AOP 等傳感器有助于滿(mǎn)足對于更節能、更智能的傳感的需求。這些器件在較低占空比下的平均功耗小于 2mW，因為它們具有深度睡眠模式，這一特性對于需要長(cháng)時(shí)間連續傳感的家庭和樓宇來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。盡管功耗低于前幾代毫米波 (mmWave) 雷達傳感器，但這些新型低功耗器件可以通過(guò)片上數據處理功能提供現代智能家庭和城市應用所需的智能化，從而實(shí)現前沿的運動(dòng)檢測、手勢識別和決策。 支持的應用示例包括： • 用于實(shí)現家庭和辦公環(huán)境安全的運動(dòng)和存在檢測傳感器、用于老年人監護的跌倒檢測傳感器，以及智能恒溫器。 • 智能恒溫器和暖通空調系統，通過(guò)檢測入座率實(shí)現自動(dòng)恒溫控制。 • 割草機、吸塵器和服務(wù)機器人，即使在黑暗中也能感知小物體，并通過(guò)更高的效率為用戶(hù)帶來(lái)更舒適的體驗。 
圖 1：樓宇自動(dòng)化傳感應用（可視門(mén)鈴和家用安防攝像頭） 用于工廠(chǎng)自動(dòng)化的低功耗雷達傳感 為了滿(mǎn)足全球運輸的需求，制造商需要提高制造過(guò)程自動(dòng)化和智能運輸的效率。智能可靠的傳感器將構建一個(gè)安全網(wǎng)，使機器能夠快速準確檢測到物體，同時(shí)實(shí)現人機之間更安全的交互。 配備傳感器的自動(dòng)導航車(chē) (AGV) 和自主移動(dòng)機器人 (AMR) 可以看到障礙物（包括人類(lèi)），并沿著(zhù)計劃的路線(xiàn)從 A 點(diǎn)移動(dòng)到 B 點(diǎn)。德州儀器的低功耗毫米波傳感器可延長(cháng) AGV 和 AMR 的工作時(shí)間，同時(shí)其較低的成本促進(jìn)了該技術(shù)的普及。毫米波傳感器還在無(wú)人機中用于實(shí)現物體檢測、防撞和高度監測等自主功能。 在住宅環(huán)境中，機器人割草機和吸塵器中搭載的 IWRL6432 和 IWRL6432AOP 傳感器可以檢測到其他傳感技術(shù)無(wú)法檢測到的小障礙物。較低的功耗可實(shí)現更長(cháng)的工作時(shí)間，降低電池充電需求。
圖 2：工廠(chǎng)自動(dòng)化中的傳感用例（割草機、吸塵器、物流機器人） 用于個(gè)人電子產(chǎn)品的低功耗雷達傳感 通過(guò)集成小型 60GHz 傳感器，便攜式計算機和筆記本電腦現在可以感知旁觀(guān)者的存在。電視機可以檢測人的存在并自動(dòng)開(kāi)機，還可以檢測手勢并提供個(gè)性化的用戶(hù)體驗。健身設備和智能手表可以估算心率和呼吸頻率。
圖 3：個(gè)人電子產(chǎn)品中的傳感用例（便攜式計算機/筆記本電腦、電視和家庭影院系統、條形音箱） 結語(yǔ) 低功耗 60GHz 雷達傳感器將為那些以往因功率預算嚴格而受限的市場(chǎng)帶來(lái)新的傳感應用機會(huì )。隨著(zhù)這個(gè)領(lǐng)域的不斷創(chuàng )新，設計工程師可以開(kāi)發(fā)體積更小、功能更強大的應用，使我們的世界、我們的家庭和建筑更加智能。 |
