【導(dǎo)讀】英飛凌的新型自主雷達(dá)傳感器為照明控制，自動(dòng)門(mén)和安全警報(bào)等傳統(tǒng)運(yùn)動(dòng)感應(yīng)應(yīng)用增加了“智能”功能（見(jiàn)圖1）。 XENSIV™ 60 GHz雷達(dá)傳感器BGT60LTR11AIP是使用60 GHz ISM頻段的多普勒運(yùn)動(dòng)傳感器，作為單封裝雷達(dá)解決方案提供。雷達(dá)以自主模式運(yùn)行，可以在不超過(guò)5米的距離內(nèi)檢測(cè)到人，而消耗的功率不到5 mW。
英飛凌的新型自主雷達(dá)傳感器為照明控制，自動(dòng)門(mén)和安全警報(bào)等傳統(tǒng)運(yùn)動(dòng)感應(yīng)應(yīng)用增加了“智能”功能（見(jiàn)圖1）。 XENSIV™ 60 GHz雷達(dá)傳感器BGT60LTR11AIP是使用60 GHz ISM頻段的多普勒運(yùn)動(dòng)傳感器，作為單封裝雷達(dá)解決方案提供。雷達(dá)以自主模式運(yùn)行，可以在不超過(guò)5米的距離內(nèi)檢測(cè)到人，而消耗的功率不到5 mW。
其超高集成度克服了天線設(shè)計(jì)、射頻知識(shí)和雷達(dá)信號(hào)處理的復(fù)雜性。雷達(dá)傳感器可以隱藏在產(chǎn)品內(nèi)部，因?yàn)樗梢酝ㄟ^(guò)非金屬材料進(jìn)行發(fā)送和接收，從而可以將雷達(dá)技術(shù)應(yīng)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(yáng)聲器等系統(tǒng)中，并在檢測(cè)到運(yùn)動(dòng)或運(yùn)動(dòng)方向時(shí)將其喚醒。在定義的時(shí)間內(nèi)未檢測(cè)到運(yùn)動(dòng)時(shí)，它可以使系統(tǒng)進(jìn)入睡眠狀態(tài)或鎖定它們，從而節(jié)省了電源，并且無(wú)需使用關(guān)鍵字語(yǔ)音即可激活系統(tǒng)。
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。兩個(gè)天線的水平和垂直半功率波束寬度均為80度，以實(shí)現(xiàn)最大覆蓋。
集成的壓控振蕩器（VCO）生成60 GHz雷達(dá)信號(hào)，并通過(guò)鎖相環(huán)使其穩(wěn)定。發(fā)射信號(hào)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(cè)器監(jiān)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(nèi)部VCO信號(hào)得出，為正交混頻器生成正交本地振蕩器信號(hào)。
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?cè)鲆娣糯笃骱鸵粋€(gè)低通濾波器。集成的目標(biāo)檢測(cè)器是模擬比較器，可根據(jù)雷達(dá)前方的目標(biāo)運(yùn)動(dòng)生成脈沖。檢測(cè)器提供兩個(gè)數(shù)字輸出信號(hào)，一個(gè)指示運(yùn)動(dòng)，另一個(gè)指示運(yùn)動(dòng)的方向（接近或離開(kāi)目標(biāo)）。檢測(cè)器電路提供用戶可配置的保持時(shí)間，命中計(jì)數(shù)器和檢測(cè)閾值，從而提供了針對(duì)虛假警報(bào)的靈活性和魯棒性。保持時(shí)間是目標(biāo)檢測(cè)器的輸出保持活動(dòng)狀態(tài)的持續(xù)時(shí)間，命中計(jì)數(shù)器是指確定有效目標(biāo)檢測(cè)所需的比較器輸出脈沖數(shù)。
圖1雷達(dá)傳感器的功能框圖。
為了在自主模式下運(yùn)行時(shí)也能靈活設(shè)置性能參數(shù)，MMIC具有四個(gè)四態(tài)輸入引腳QS1-QS4（見(jiàn)表1）。例如，使用QS2，用戶可以在四個(gè)閾值中進(jìn)行選擇，以增加或減少檢測(cè)器的靈敏度。對(duì)于有經(jīng)驗(yàn)的雷達(dá)用戶，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(dá)數(shù)據(jù)以進(jìn)行信號(hào)處理。對(duì)于外部處理，評(píng)估板可以連接到Arduino MKR板或Infineon雷達(dá)板（MCU7）。
英飛凌的開(kāi)發(fā)工具箱通過(guò)演示軟件和雷達(dá)圖形用戶界面支持BGT60LTR11AIP MMIC平臺(tái)，該界面可在時(shí)域和頻域顯示和分析采集的數(shù)據(jù)。傳感器符合ETSI和FCC規(guī)定。
使用方便
作為全集成的微波運(yùn)動(dòng)傳感器，BGT60LTR11AIP提供運(yùn)動(dòng)信息和運(yùn)動(dòng)方向信息，并由狀態(tài)機(jī)控制該設(shè)備。在全自動(dòng)模式下，雷達(dá)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，從而為用戶消除了復(fù)雜的天線設(shè)計(jì)。該MMIC還可以將標(biāo)準(zhǔn)FR4材料用于PCB設(shè)計(jì)。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(wěn)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(dá)傳感器的功能：檢測(cè)到目標(biāo)時(shí)為綠色，運(yùn)動(dòng)方向?yàn)榧t色。
除了簡(jiǎn)化系統(tǒng)集成之外，該多合一解決方案還可以實(shí)現(xiàn)快速原型設(shè)計(jì)，以評(píng)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(dá)傳感器MMIC的功能，并且可以僅僅通過(guò)連接電源就將其原樣用于系統(tǒng)。
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(yīng)用中的常規(guī)無(wú)源紅外傳感器。
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