ZHCUCC0 September   2024

 

  1.   1
  2.   说明
  3.   资源
  4.   特性
  5.   应用
  6.   6
  7. 1系统说明
    1. 1.1 检测原理
    2. 1.2 多通架构
  8. 2系统概述
    1. 2.1 系统设计原理
      1. 2.1.1 长检测距离
        1. 2.1.1.1 长检测距离的天线设计
        2. 2.1.1.2 长检测距离的 SNR 补偿
        3. 2.1.1.3 智能检测逻辑
      2. 2.1.2 低功耗
        1. 2.1.2.1 高效的线性调频脉冲设计
        2. 2.1.2.2 深度睡眠电源模式
        3. 2.1.2.3 硬件加速器
      3. 2.1.3 低误报率
        1. 2.1.3.1 误报的典型原因
        2. 2.1.3.2 检测区域外的误报
        3. 2.1.3.3 检测区域内的误报
        4. 2.1.3.4 自适应状态机
  9. 3硬件、软件、测试要求和测试结果
    1. 3.1 硬件要求
    2. 3.2 软件要求
    3. 3.3 测试设置
      1. 3.3.1 测试 1 - 检测范围
      2. 3.3.2 测试 2 - 误报率
      3. 3.3.3 测试 3 - 功耗
    4. 3.4 测试结果
  10. 4设计文件
    1. 4.1 原理图
    2. 4.2 物料清单
  11. 5工具与软件
  12. 6文档支持
  13. 7支持资源
  14. 8商标
  15. 9关于作者

2.1.2.1 高效的线性调频脉冲设计

当雷达发送和接收信号时，线性调频脉冲是在 IWRL6432AOP 上消耗最大功率的状态。建议尽可能缩短此时间。然而，线性调频脉冲时间还在很大程度上决定了检测距离和最小可检测速度。因此，有效的低功耗雷达系统需要在足够长的时间内发出线性调频脉冲，以便在所需的距离、速度和误报率下检测物体，而且绝对不能超过这个时间。使用毫米波传感估算器，工程师可以根据所需的检测距离计算雷达需要发出多长时间的线性调频脉冲。方程式 3 结合对 SNR 检测阈值和人体雷达散射截面的适当估计，可以估算在目标范围内进行检测所需的积分时间 (N x TR)。确保此时间等于线性调频脉冲时间（ADC 样本/采样速率）与毫米波传感估算器中每个 TX 的线性调频脉冲数的乘积。然后，将斜坡结束时间缩短至所需的最小值。毫米波传感估算器本身存在限制，会需要一些额外的时间来使线性调频脉冲稳定并变为线性，因此斜坡结束时间始终会略长于所需的线性调频脉冲时间。在这些限制内更大限度地减少线性调频脉冲，可以确保器件不会花费不必要的时间来发出线性调频脉冲。

例如，为了以低功耗预算实现 17 米的检测距离，工程师可以将 SNR 检测阈值设置为 4dB，并估算典型目标的 RCS 为 -6dB sqm。然后，工程师可以计算达到这些标准所需的积分时间（133 微秒，或 4 个线性调频脉冲且每个脉冲为 33.28μs）。

方程式 3. R=31.62×10-3 W×3.16×3 ×1082ms2×0.25×4 chirps×33.28×10-6 secchirp62.49×1092Hz2 × 4×π3×1.38 ×10-23JK×293.15 K ×41.68 ×2.51 4
表 2-1 SNR 计算中的变量来源
数据表参数配置文件参数常量/杂项

PT × GTX = 15dBm = 31.62mW

GRX= 5dB = 3.16 线性

NF = 16.2dB = 41.68 线性

SNRdet = 4dB = 2.51 线性

Fc = 62.49GHz

N = 通过 1 个虚拟天线发出 4 次线性调频脉冲

TR = 33.28μs

C2 = (3E8)2

K = 1.28E-23

T = 293.15K

σ = -6dB = 0.25（由于不同体型的不同人具有不同的雷达散射截面，因此建议在一个范围内进行选择，以找到最糟糕的情况。)

这将生成以下配置文件

channelCfg 1 1 0
chirpComnCfg 13 0 0 256 1 37 2
chirpTimingCfg 50 24 0 25 62
frameCfg 8 0 811 1 333 0
cfarCfg 2 8 4 3 0 4.0 0 0.8 0 1 1 1

工程师必须估算公式中的一些参数，尤其是 SNR 检测阈值（可以确定误报率）、目标的雷达散射截面（可能因人而异）以及雷达天线罩、湿度和温度引起的任何杂项损耗。

为了缩短开发时间，TI 建议根据可视门铃软件中给出的候选线性调频脉冲配置来实现基准性能，并根据结果增加或减少积分时间。例如，如果设计为产生 10 米检测距离的配置仅产生 8 米的距离，则将积分时间增加到约为原来的 (10/8)4= 2.44 倍，可能会得到预期的结果。