传感器

mmWave Sensors – 什么是毫米波

毫米波是一项极有价值的传感技术,可用于检测物体并提供物体的距离、速度和角度信息。这是一项非接触式技术,工作频谱范围为 30GHz 至 300GHz。由于该技术使用较小的波长,因此可以提供亚毫米的距离精度,此外该技术还能够穿透塑料、墙板和衣服等特定的材料,并且不受雨、雾、灰尘和雪等环境条件的影响。TI 具有两个毫米波传感器系列,即用于汽车的 AWR 毫米波传感器和用于工业、无人机和医疗应用的  IWR 毫米波传感器  

毫米波传感器使用毫米 (mm) 范围的波长发送信号。这被视为电磁谱中的短波长,是该技术的优势之一。处理毫米波信号所需的系统组件(如天线)的尺寸确实很小。短波长的另一项优势是高分辨率。在 76-81GHz 的频率下,将距离解析为波长的毫米波系统的精度可达到毫米级。

此外,在此频谱范围内运行使得毫米波传感器具备一些有趣的特性,原因如下:

  • 能穿透的材料:穿透塑料、墙板和衣服
  • 高度定向:形成具有 1° 角度精度的紧凑波束
  • 与光类似:可以使用标准光学技术进行聚焦和转向
  • 较大的绝对带宽:能够区分两个靠近的物体
CW
Pulsed
FSK
FMCW
Slow and fast FMCW

发送信号可以采用不同类型的波形,包括脉冲、移频键控 (FSK)、连续波 (CW) 和调频连续波形 (FMCW)。TI 毫米波传感器实现了快速 FMCW,从而可以在密集场景中实现可靠运行、快速传感以及更低的模糊性。快速 FMCW 还能够提供针对物体的距离和速度提供精确的测量,从而使 TI 毫米波传感器能够提供多维传感。

完整的毫米波雷达系统包括发送 (TX) 和接收 (RX) 射频 (RF) 组件,以及时钟等模拟组件和模数转换器 (ADC)、微控制器单元 (MCU) 和数字信号处理器 (DSP) 等数字组件。

德州仪器 (TI) 解决了这些问题,并设计了集成这些组件且基于 CMOS 的毫米波雷达器件。