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完全自主的雷达传感器 用于智能运动感应

没有可靠的运动传感器,安全系统,自动门,智能照明控制和智能建筑的其他功能将无法实现。尽管无源红外(PIR)传感器具有明显的缺点,但仍很常用。英飞凌已开发出引人注目的且具成本效益的替代产品,以使运动感应更加智能:一种一体式雷达感应解决方案,可为所有人提供雷达技术。

广泛使用的PIR传感器在中红外波长下检测人,动物或物体的红外辐射。但是,随着温度的升高,其可靠性急剧下降。因此,建议不要将其安装在热源附近或在高环境温度下使用。对于要求更高的环境,由于雷达传感器对温度的依赖性较小,因此是更好的解决方案。

雷达传感器的另一个优点是灵敏度高。PIR传感器主要可以以大约1 m / s的最小速度检测沿切线方向的较大运动。结果,PIR传感器对于静止和径向运动检测无效。相比之下,雷达传感器可以检测到人体的最小移动,无论是打字,说话还是呼吸。此外,根据雷达芯片的配置,您可以获得目标的运动方向,速度甚至精确位置。

除此之外,雷达感测还可以保护隐私,因为它不会像飞行时间或摄像头传感器那样产生被感测环境的任何光学图像。因此,雷达感应可以完全匿名。

凭借其独特的功能和优势,雷达已经在国防,安全和航空航天以及天气监控或交通控制等应用中使用了数十年。在工业领域,雷达仅限于水平/地面探测,海上导航和自动门的运动传感器。然而,在过去的几年中,该技术取得了显着进步,现在将为工厂自动化,自主导航,协作机器人和用于工业检查的商用无人机创造机会。根据Yole的说法,在未来五年中,以基本运动/状态检测为主要用例的工业雷达应用市场预计将超过1000万个设备。

但是,雷达技术在射频工程,天线设计和信号处理方面仍然需要相当高的专业常识-在过去的十年中,英飞凌技术在所有领域都获得了很高的专业常识。作为雷达芯片的市场领导者,英飞凌已开发出一种产品,该产品结合了完全集成的微波运动传感器的所有优势,从而创造了迄今为止最人性化的雷达解决方案。

首款完全自主且易于使用的运动传感器

BGT60LTR11AIP是英飞凌集成度最高,最小的60 GHz雷达传感器。尺寸仅为一分钱的十分之一,并且由于它通过非导电材料工作,因此自主运动传感器可以轻松集成到最终产品内部。因此,该传感器可以将雷达技术无缝集成到大家的日常生活中。

英飞凌的雷达传感器是一种完全集成的微波运动传感器,具有内置的运动和运动方向检测器以及封装内天线(AIP)。状态机无需外部微控制器即可使设备运行。两个集成的探测器提供两个数字输出信号-一个指示运动,另一个指示目标的运动方向(接近或离开)。代替通常对雷达原始信号的处理,这两个信号可以直接使用。在这种自主模式下,传感器以80°的视野检测到最远5米处的人。由于实现了占空比,功耗保持在5 mW以下,在某些设置下甚至可以低于2 mW。

与普通雷达传感器相比,BGT60LTR11AIP特别针对智能建筑和智能家居应用。无需费力,该传感器即可为传统的运动感应应用(如照明系统,自动开门或安全系统,包括入侵者警报器和摄像头)增加“智能”。

此外,该传感器可以集成到笔记本电脑,平板电脑,电视,扬声器和恒温器等系统中,以基于运动或运动方向检测“唤醒”它们。当在规定的时间内未检测到运动时,它还可以使设备进入睡眠状态或自动锁定,以节省能源,延长使用寿命,保护隐私并增强整体用户体验。

用户友好的低功耗芯片

BGT60LTR11AIP单片微波集成电路(MMIC)的框图。集成压控振荡器(VCO)产生高频信号,该信号由锁相环稳定。此外,发射器部分还包括一个具有可配置输出功率的中功率放大器。可以通过串行外围设备接口(SPI)对其进行控制,而集成的功率检测器则监视发射的功率。

该芯片具有低噪声正交接收器级,其中接收器在正交零差下变频混频器之前使用低噪声放大器,以提供出色的接收器灵敏度。RC多相滤波器从内部VCO信号得出,为正交混频器生成正交本地振荡器信号。

集成模拟基带单元包括一个用于低功耗占空比操作的采样保持电路,其后是一个外部可配置的高通滤波器,一个可变增益放大器级和一个低通滤波器。数字探测器根据雷达前方的目标运动生成脉冲。为了最大程度地提高灵活性和鲁棒性,防止误报,检测器电路提供了用户可配置的保持时间,命中计数器和检测阈值。

在其两层层压板封装中,小型的3.3×6.7×0.56mm³MMIC包含集成天线,从而消除了用户端的复杂天线设计。使用此MMIC的PCB设计不需要特殊的基础材料,因此客户可以使用标准的FR4材料。带有BGT60LTR11AIP MMIC的PCB。其上的支撑电路包括一个低噪声稳压器,一个用于参考时钟的38.4 MHz晶体振荡器源以及一个外部电容器。传感器的输出由两个LED表示:检测到目标时,绿色LED点亮;当目标远离传感器时,红色LED点亮;当目标向传感器移动时,红色LED熄灭。

该屏蔽罩展示了BGT60LTR11AIP MMIC的功能,并提供了完整的交钥匙雷达解决方案。通过将电源连接到VCC和GND齿形孔,可以将MMIC运动传感器“插入”现有系统。因此,多合一解决方案可实现快速原型制作,简单的系统集成和初始产品功能评估。

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