本應(yīng)用簡(jiǎn)報(bào)旨在向合作伙伴和客戶(hù)介紹德州儀器 (TI) 在毫米波雷達(dá)感應(yīng)方面取得的進(jìn)展，主要是發(fā)布了 IWRL6432 低功耗 60GHz 毫米波雷達(dá)傳感器，該傳感器可通過(guò)典型電池實(shí)現(xiàn)傳感應(yīng)用。

技術(shù)：什么是毫米波雷達(dá)感應(yīng)？

毫米波是一種射頻感應(yīng)技術(shù)，頻帶范圍是 30GHz 至 300GHz，波長(zhǎng)范圍是 1 毫米至 10 毫米。因此，鑒于上述波長(zhǎng)范圍，這項(xiàng)技術(shù)在業(yè)內(nèi)通常稱(chēng)為毫米波。這種感應(yīng)技術(shù)的工作原理是，使用一個(gè)或多個(gè)射頻發(fā)送器，按片上頻率發(fā)生器生成的預(yù)定頻率將短無(wú)線(xiàn)電脈沖發(fā)送到某個(gè)區(qū)域。無(wú)線(xiàn)電脈沖可反射出該區(qū)域中的物體，這些反射由一個(gè)或多個(gè)片上射頻接收器收集到一個(gè)集成電路 (IC) 中。然后利用反射信號(hào)的信息，以出色的精度和可靠性來(lái)確定所反射的人/物體的范圍、速度和角度。范圍是物體與傳感器之間的距離。而速度是物體的移動(dòng)速度和方向。最后，反射角是反射信號(hào)返回傳感器的角度。此信息用于確定物體在三維空間中相對(duì)于傳感器的精確位置。

如前所述，毫米波是一種射頻技術(shù)。因此，在理想或不太理想的環(huán)境條件下，毫米波傳感器只是對(duì)變化輕微敏感。明亮的陽(yáng)光、黑暗、下雨、雨夾雪、下雪、煙霧、高濕度、極高或極低溫度等條件對(duì)毫米波雷達(dá)傳感器的精度幾乎沒(méi)有影響。因此，雷達(dá)可用于競(jìng)爭(zhēng)技術(shù)無(wú)法支持的各種應(yīng)用，無(wú)論是工業(yè)、民用、室內(nèi)還是室外。

毫米波雷達(dá)傳感器可檢測(cè)人員并保護(hù)其身份。此類(lèi)傳感器采用基于射頻的感應(yīng)技術(shù)，不會(huì)返回特定人員或物體獨(dú)有的任何視覺(jué)或身份信息。您不會(huì)看到物體或人的可視圖像。除了所檢測(cè)物體是否存在及其數(shù)量之外，雷達(dá)不會(huì)返回任何可能損害隱私的信息。此外，雷達(dá)還可輕松安裝在物體后面，實(shí)現(xiàn)可靠、穩(wěn)健的隱蔽式運(yùn)行。雷達(dá)可以通過(guò)各種介質(zhì)（例如玻璃、塑料、木材、不同厚度的室內(nèi)墻壁等）進(jìn)行感應(yīng)。因此，可以將雷達(dá)放置在圖畫(huà)或窗簾后面，即看不到的地方。

IWRL6432：低功耗用例/產(chǎn)品

目前，工業(yè)用毫米波雷達(dá)感應(yīng)產(chǎn)品已大幅應(yīng)用于線(xiàn)路供電應(yīng)用。這限制了雷達(dá)的潛在用例和產(chǎn)品吸引力，盡管該技術(shù)相對(duì)于無(wú)源紅外 (PIR) 傳感器等競(jìng)爭(zhēng)技術(shù)具有性能優(yōu)勢(shì)。IWRL6432 注重高性能而且功耗更低，可以改變這種情況。

雷達(dá)可對(duì)家庭安防攝像頭和可視門(mén)鈴 等產(chǎn)品中的攝像頭進(jìn)行補(bǔ)充，增加精確位置檢測(cè)、低功耗存在檢測(cè)、目標(biāo)分類(lèi)和人員計(jì)數(shù)等功能，同時(shí)減少檢測(cè)/警報(bào)錯(cuò)誤。終端設(shè)備開(kāi)發(fā)人員甚至可以決定徹底去掉攝像頭，將安防解決方案放置在注重個(gè)人隱私但需要不可視監(jiān)測(cè)的區(qū)域，例如臥室和洗手間。該器件具有低功耗，可使用電池供電，從而進(jìn)一步增加了該器件的適用區(qū)域。表 1-1 提供了電池供電雷達(dá)的一些用例。

室內(nèi)占位傳感器和由雷達(dá)提供支持的燈具 現(xiàn)在可由電池供電，幾乎可以安裝在任何地方。這些產(chǎn)品可使用雷達(dá)對(duì)房間內(nèi)的人員進(jìn)行計(jì)數(shù)和定位。照明和通風(fēng)系統(tǒng)以前只知道室內(nèi)是否有人，現(xiàn)在則可變得更加高效和穩(wěn)健。毫米波雷達(dá)傳感器可檢測(cè)微小運(yùn)動(dòng)，這是提升這些產(chǎn)品效率的關(guān)鍵特性。使用 IWRL6432 可檢測(cè)到非常細(xì)微的動(dòng)作（如打字或呼吸），從而更精確地監(jiān)控辦公室、酒店客房等地點(diǎn)。

由于功耗低，筆記本電腦、耳塞、音樂(lè)播放器等個(gè)人電子產(chǎn)品也可以配備 IWRL6432。例如，筆記本電腦現(xiàn)在可以使用雷達(dá)進(jìn)行“旁觀(guān)者”存在檢測(cè)，當(dāng)用戶(hù)周?chē)闹付▍^(qū)域內(nèi)有不必要的人在場(chǎng)時(shí)，可使顯示器變暗，而且不會(huì)影響筆記本電腦的電池壽命。

IWRL6432 可提供低功耗，準(zhǔn)確可靠的范圍、速度和位置信息，從而實(shí)現(xiàn)雷達(dá)的許多新應(yīng)用。

設(shè)計(jì)：功率為何如此之低？

IWRL6432 采用德州儀器 (TI) 的低功耗 45nm RFCMOS 工藝開(kāi)發(fā)，可實(shí)現(xiàn)出色的集成度，功耗極低。該雷達(dá)傳感器結(jié)合了不同的硬件設(shè)計(jì)和軟件技術(shù)，可在運(yùn)行模式和睡眠模式下更大限度降低功耗。雷達(dá) IC 分為四 (4) 個(gè)電源域（參閱下圖 B），可通過(guò)軟件控制打開(kāi)/關(guān)閉這些電源域。

1. 射頻/模擬子系統(tǒng) – 包括發(fā)送和接收射頻信號(hào)所需的所有射頻和模擬元件
2. 前端控制器子系統(tǒng)：包括負(fù)責(zé)雷達(dá)前端配置、控制和校準(zhǔn)的處理器
3. 應(yīng)用子系統(tǒng)：包括 ARM Cortex?-M4、時(shí)鐘和電源管理子模塊
4. 硬件加速器子系統(tǒng)：包括用于調(diào)節(jié)和壓縮的 FFT 和恒虛警率 (CFAR) 加速器

該器件還支持睡眠和深度睡眠等各種低功耗狀態(tài)。低功耗睡眠模式通過(guò)時(shí)鐘門(mén)控和關(guān)閉器件的指定內(nèi)部塊來(lái)實(shí)現(xiàn)。下面的表 1-2 列出了功耗狀態(tài)及其相關(guān)說(shuō)明，包括運(yùn)行、處理、空閑和深度睡眠狀態(tài)。為了更大限度地提高性能和降低功耗，器件可以非常迅速地進(jìn)入/退出各種模式。IWRL6432 還包括一些特性，例如在低功耗狀態(tài)下保持存儲(chǔ)器，以保留片上存儲(chǔ)器的某些內(nèi)容（例如射頻線(xiàn)性調(diào)頻脈沖剖面和應(yīng)用圖像）。德州儀器 (TI) 提供了詳細(xì)文檔和示例，介紹如何使用 IWRL6432 器件的多種功耗模式和狀態(tài)。請(qǐng)查看 IWRL6432 產(chǎn)品文件夾中的器件數(shù)據(jù)表和其他設(shè)計(jì)材料，以獲取更多詳細(xì)信息。

結(jié)論

隨著樓宇、家庭、工廠(chǎng)和個(gè)人電子產(chǎn)品變得越來(lái)越智能，感應(yīng)方法日新月異，感應(yīng)要求也越來(lái)越高，同時(shí)功耗也要保持在超低水平。IWRL6432 可滿(mǎn)足這些要求，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)健、可靠、精確的高性能感應(yīng)解決方案，而且功耗有限。如需了解更多信息，請(qǐng)?jiān)L問(wèn) m.cqwzaes.cn/product/cn/IWRL6432