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2019年04月18日 | 毫米波雷达在工业应用中将大有可为
2019-04-18 来源：EEWORLD
随着汽车ADAS技术的发展，毫米波商业化得到了充分认可。实际上除了汽车毫米波雷达之外，在工业领域，毫米波同样有着广阔前景，随着CMOS技术的发展，小尺寸低成本高集成度的毫米波雷达可应用于各种创新场合。
如图所示，毫米波传感器可应用于包括液位监测、智能路灯、工厂物流、机器人、交通灯、安防、人员检测等多个领域。
毫米波系统原理
毫米波雷达测距原理很简单，就是把无线电波（毫米波）发出去，然后接收回波，根据收发的时间差测得目标的位置数据和相对距离。
完整的毫米波雷达系统包括发射（TX）和接收（RX）无线电频率（RF）分量;时钟等模拟组件;和数字模数转换器（ADC），微控制器（MCU）和数字信号处理器（DSP）等组件。传统上，这些系统是用分立元件，增加了功耗和整体系统成本。由于复杂性和高频率，系统设计具有挑战性。
如今，德州仪器（TI）已经解决了这些挑战并设计了基于CMOS的毫米波雷达设备，集成了收发器和其他模拟组件，如时钟和数字组件等，作为ADC，MCU和硬件加速器。
TI的毫米波传感器产品组合集成了DSP，可提供额外的FFT数字信号信号处理功能。TI器件采用了一种称为调频连续波（FMCW）的特殊毫米波技术。顾名思义，FMCW雷达传输一个频率调制信号连续测量范围和角度和速度，这与传统的脉冲雷达系统不同，脉冲雷达的传输时间是定期脉冲。
根据TI的官方资料，可检测出的物体尺寸、类型和距离的关系
毫米波技术实际检测结果
为了证明毫米波技术的可靠性，TI进行了大量基于毫米波的实验，并给出了详细的数据或现象证明。
测试穿过玻璃或烟雾时的手势识别
实验表明，IWR1443 mmWave传感器EVM能够通过玻璃或烟雾进行手势识别。并且障碍确实会降低用于手势检测的信号。然而，可以通过调整传感器参数以及手势识别算法参数来调整其影响手势识别的能力。
测试50m外的人员检测
该实验证明了IWR1642BOOST能够探测远至50米的人。 此功能可用于IPNC等应用程序，以可靠地检测人员。一台设备可用于监控大面积区域，可有效减少监控区域所需的摄像机和人员数量。利用GTrack软件可以轻松过滤静态灌木和树木，减少在复杂环境中的错误检测。
检测25美分
极微小移动检测与 PIR对比
如图所示，和PIR相比，毫米波在黑暗及烟雾状态下，均可有效检出物体。
不同墙面材质的物体检测
毫米波雷达可以根据材料特性检测出不同材质，但背后的物体有可能根据穿透力问题有时很难检测出来。
总结：
TI 的毫米波传感器通过边缘智能传感实现更智能的世界。通过将高精度传感和智能处理集成到单个芯片中，毫米波传感器可解决各种工业应用中的问题，如人数统计、楼宇安全、安全防护装置、液位变送器、机器人和交通监控。
目前，TI推出了多款毫米波开发板，帮助客户进行开发评估，此外还包括各种软件和开发配置参考。
值得注意的是，为了减少射频设计挑战，TI也开发了AoP集成天线技术的毫米波雷达芯片。
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