【導讀】英飛凌的新型自主雷達傳感器為照明控制,自動(dòng)門(mén)和安全警報等傳統運動(dòng)感應應用增加了“智能”功能(見(jiàn)圖1)。 XENSIV™ 60 GHz雷達傳感器BGT60LTR11AIP是使用60 GHz ISM頻段的多普勒運動(dòng)傳感器,作為單封裝雷達解決方案提供。雷達以自主模式運行,可以在不超過(guò)5米的距離內檢測到人,而消耗的功率不到5 mW。
英飛凌的新型自主雷達傳感器為照明控制,自動(dòng)門(mén)和安全警報等傳統運動(dòng)感應應用增加了“智能”功能(見(jiàn)圖1)。 XENSIV™ 60 GHz雷達傳感器BGT60LTR11AIP是使用60 GHz ISM頻段的多普勒運動(dòng)傳感器,作為單封裝雷達解決方案提供。雷達以自主模式運行,可以在不超過(guò)5米的距離內檢測到人,而消耗的功率不到5 mW。
其超高集成度克服了天線(xiàn)設計、射頻知識和雷達信號處理的復雜性。雷達傳感器可以隱藏在產(chǎn)品內部,因為它可以通過(guò)非金屬材料進(jìn)行發(fā)送和接收,從而可以將雷達技術(shù)應用到日常生活中。該傳感器可以集成到筆記本電腦,平板電腦,電視和揚聲器等系統中,并在檢測到運動(dòng)或運動(dòng)方向時(shí)將其喚醒。在定義的時(shí)間內未檢測到運動(dòng)時(shí),它可以使系統進(jìn)入睡眠狀態(tài)或鎖定它們,從而節省了電源,并且無(wú)需使用關(guān)鍵字語(yǔ)音即可激活系統。
圖1顯示了BGT60LTR11AIP MMIC的功能框圖。MMIC套件包括一個(gè)發(fā)射和一個(gè)接收寬波束天線(xiàn)。兩個(gè)天線(xiàn)的水平和垂直半功率波束寬度均為80度,以實(shí)現最大覆蓋。
集成的壓控振蕩器(VCO)生成60 GHz雷達信號,并通過(guò)鎖相環(huán)使其穩定。發(fā)射信號鏈由一個(gè)中等功率放大器組成,該功率放大器具有可配置的輸出功率,可通過(guò)串行外圍接口(SPI)進(jìn)行控制。集成的功率檢測器監視發(fā)射功率。 MMIC在正交零差下變頻混頻器之前具有一個(gè)低噪聲正交接收器和一個(gè)低噪聲放大器,從而提供了出色的靈敏度。 RC多相濾波器從內部VCO信號得出,為正交混頻器生成正交本地振蕩器信號。
集成的模擬基帶由一個(gè)用于低功耗,占空比操作的采樣保持電路組成,后面是一個(gè)外部可配置的高通濾波器,一個(gè)可變增益放大器和一個(gè)低通濾波器。集成的目標檢測器是模擬比較器,可根據雷達前方的目標運動(dòng)生成脈沖。檢測器提供兩個(gè)數字輸出信號,一個(gè)指示運動(dòng),另一個(gè)指示運動(dòng)的方向(接近或離開(kāi)目標)。檢測器電路提供用戶(hù)可配置的保持時(shí)間,命中計數器和檢測閾值,從而提供了針對虛假警報的靈活性和魯棒性。保持時(shí)間是目標檢測器的輸出保持活動(dòng)狀態(tài)的持續時(shí)間,命中計數器是指確定有效目標檢測所需的比較器輸出脈沖數。

圖1雷達傳感器的功能框圖。
為了在自主模式下運行時(shí)也能靈活設置性能參數,MMIC具有四個(gè)四態(tài)輸入引腳QS1-QS4(見(jiàn)表1)。例如,使用QS2,用戶(hù)可以在四個(gè)閾值中進(jìn)行選擇,以增加或減少檢測器的靈敏度。對于有經(jīng)驗的雷達用戶(hù),可以通過(guò)QS1引腳選擇半自主和SPI工作模式。在這些模式下,可以通過(guò)SPI在PC或外部微控制器上使用定制算法提取原始雷達數據以進(jìn)行信號處理。對于外部處理,評估板可以連接到Arduino MKR板或Infineon雷達板(MCU7)。
英飛凌的開(kāi)發(fā)工具箱通過(guò)演示軟件和雷達圖形用戶(hù)界面支持BGT60LTR11AIP MMIC平臺,該界面可在時(shí)域和頻域顯示和分析采集的數據。傳感器符合ETSI和FCC規定。
使用方便
作為全集成的微波運動(dòng)傳感器,BGT60LTR11AIP提供運動(dòng)信息和運動(dòng)方向信息,并由狀態(tài)機控制該設備。在全自動(dòng)模式下,雷達提供了前所未有的簡(jiǎn)便性。
3.3 x 6.7 x 0.56毫米的小型MMIC在其兩層層壓封裝中包括兩個(gè)天線(xiàn),從而為用戶(hù)消除了復雜的天線(xiàn)設計。該MMIC還可以將標準FR4材料用于PCB設計。BGT60LTR11AIP MMIC幾乎不需要外部支持電路(見(jiàn)圖3):只需要一個(gè)低噪聲穩壓器,一個(gè)38.4 MHz晶體振蕩器和外部電容器。兩個(gè)LED指示雷達傳感器的功能:檢測到目標時(shí)為綠色,運動(dòng)方向為紅色。
除了簡(jiǎn)化系統集成之外,該多合一解決方案還可以實(shí)現快速原型設計,以評估產(chǎn)品功能。圖3中的演示板是一個(gè)交鑰匙解決方案,用于顯示雷達傳感器MMIC的功能,并且可以?xún)H僅通過(guò)連接電源就將其原樣用于系統。
圖2 MMIC的PCB電路板
BGT60LTR11AIP MMIC是一種小型,引人注目的且具有成本效益的替代產(chǎn)品,可替代低功率或電池供電應用中的常規無(wú)源紅外傳感器。
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