本應用簡報旨在向合作伙伴和客戶介紹德州儀器 (TI) 在毫米波雷達感應方面取得的進展，主要是發(fā)布了 IWRL6432 低功耗 60GHz 毫米波雷達傳感器，該傳感器可通過典型電池實現(xiàn)傳感應用。

技術(shù)：什么是毫米波雷達感應？

毫米波是一種射頻感應技術(shù)，頻帶范圍是 30GHz 至 300GHz，波長范圍是 1 毫米至 10 毫米。因此，鑒于上述波長范圍，這項技術(shù)在業(yè)內(nèi)通常稱為毫米波。這種感應技術(shù)的工作原理是，使用一個或多個射頻發(fā)送器，按片上頻率發(fā)生器生成的預定頻率將短無線電脈沖發(fā)送到某個區(qū)域。無線電脈沖可反射出該區(qū)域中的物體，這些反射由一個或多個片上射頻接收器收集到一個集成電路 (IC) 中。然后利用反射信號的信息，以出色的精度和可靠性來確定所反射的人/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速度和方向。最后，反射角是反射信號返回傳感器的角度。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變化輕微敏感。明亮的陽光、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毫米波雷達傳感器的精度幾乎沒有影響。因此，雷達可用于競爭技術(shù)無法支持的各種應用，無論是工業(yè)、民用、室內(nèi)還是室外。

毫米波雷達傳感器可檢測人員并保護其身份。此類傳感器采用基于射頻的感應技術(shù)，不會返回特定人員或物體獨有的任何視覺或身份信息。您不會看到物體或人的可視圖像。除了所檢測物體是否存在及其數(shù)量之外，雷達不會返回任何可能損害隱私的信息。此外，雷達還可輕松安裝在物體后面，實現(xiàn)可靠、穩(wěn)健的隱蔽式運行。雷達可以通過各種介質(zhì)（例如玻璃、塑料、木材、不同厚度的室內(nèi)墻壁等）進行感應。因此，可以將雷達放置在圖畫或窗簾后面，即看不到的地方。

IWRL6432：低功耗用例/產(chǎn)品

目前，工業(yè)用毫米波雷達感應產(chǎn)品已大幅應用于線路供電應用。這限制了雷達的潛在用例和產(chǎn)品吸引力，盡管該技術(shù)相對于無源紅外 (PIR) 傳感器等競爭技術(shù)具有性能優(yōu)勢。IWRL6432 注重高性能而且功耗更低，可以改變這種情況。

雷達可對家庭安防攝像頭和可視門鈴 等產(chǎn)品中的攝像頭進行補充，增加精確位置檢測、低功耗存在檢測、目標分類和人員計數(shù)等功能，同時減少檢測/警報錯誤。終端設備開發(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人隱私但需要不可視監(jiān)測的區(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的一些用例。

室內(nèi)占位傳感器和由雷達提供支持的燈具 現(xiàn)在可由電池供電，幾乎可以安裝在任何地方。這些產(chǎn)品可使用雷達對房間內(nèi)的人員進行計數(shù)和定位。照明和通風系統(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。毫米波雷達傳感器可檢測微小運動，這是提升這些產(chǎn)品效率的關(guān)鍵特性。使用 IWRL6432 可檢測到非常細微的動作（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。

由于功耗低，筆記本電腦、耳塞、音樂播放器等個人電子產(chǎn)品也可以配備 IWRL6432。例如，筆記本電腦現(xiàn)在可以使用雷達進行“旁觀者”存在檢測，當用戶周圍的指定區(qū)域內(nèi)有不必要的人在場時，可使顯示器變暗，而且不會影響筆記本電腦的電池壽命。

IWRL6432 可提供低功耗，準確可靠的范圍、速度和位置信息，從而實現(xiàn)雷達的許多新應用。

設計：功率為何如此之低？

IWRL6432 采用德州儀器 (TI) 的低功耗 45nm RFCMOS 工藝開發(fā)，可實現(xiàn)出色的集成度，功耗極低。該雷達傳感器結(jié)合了不同的硬件設計和軟件技術(shù)，可在運行模式和睡眠模式下更大限度降低功耗。雷達 IC 分為四 (4) 個電源域（參閱下圖 B），可通過軟件控制打開/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)：包括負責雷達前端配置、控制和校準的處理器
3. 應用子系統(tǒng)：包括 ARM Cortex?-M4、時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時鐘門控和關(guān)閉器件的指定內(nèi)部塊來實現(xiàn)。下面的表 1-2 列出了功耗狀態(tài)及其相關(guān)說明，包括運行、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)下保持存儲器，以保留片上存儲器的某些內(nèi)容（例如射頻線性調(diào)頻脈沖剖面和應用圖像）。德州儀器 (TI) 提供了詳細文檔和示例，介紹如何使用 IWRL6432 器件的多種功耗模式和狀態(tài)。請查看 IWRL6432 產(chǎn)品文件夾中的器件數(shù)據(jù)表和其他設計材料，以獲取更多詳細信息。

結(jié)論

隨著樓宇、家庭、工廠和個人電子產(chǎn)品變得越來越智能，感應方法日新月異，感應要求也越來越高，同時功耗也要保持在超低水平。IWRL6432 可滿足這些要求，實現(xiàn)穩(wěn)健、可靠、精確的高性能感應解決方案，而且功耗有限。如需了解更多信息，請訪問 m.cqwzaes.cn/product/cn/IWRL6432