能為電視和顯示器提供先進檢測功能的60GHz毫米波雷達
發布時間:2023-11-11 來源:TI 責任編輯:wenwei
【導讀】60GHz 雷達傳感器具有更短的波長和更多數量的發射和接收天線,可以準確檢測室內人員(四人或更多人數)的存在、運動和位置。毫米波雷達可提供多種功能,例如監控多個區域以確定每個區域是否有人員存在並跟蹤人員的移動。
試想一下這個場景:meicidianshikaizhequemeiyourenguankan。jianyunengyuanchengbendebuduanshangzhang,ruguodianshinenggouzaijiancedaowurenguankanhouzixingguanbi,jianghuidayoubiyi。ruguodianshinenggoujianceguankanzhezuoweidejulihefangxiang,bingliyongzhexiexinxilaiyouhuatuxiangzhiliang,tongshihainengbafachudeshengyinduizhunguankanzhelaitigongchusedeyinpin,zhejiangdadazengqiangguankanzhedetiyan。
tongli,ruguoxianshiqinengjiancedaoyourenkaojinbingqidongdenglu,zhejianghuitigonggengkuaijiedefuwu。ruguodianshizaibofangtedingjiemushinengjianceshineirenshu,zhejianghuiweifuwuheneirongdegongyingshangtigonggenghaodeshuju。ruguoxianshiqinenglejieyonghuheshilikaigongzuoqubinglijizixingzhuxiao,zhejianghuijiaqianganquanliucheng。
60GHz 雷達傳感器使上述這些功能得以實現。60GHz 雷達傳感器具有更短的波長和更多數量的發射和接收天線,可以準確檢測室內人員(四人或更多人數)的存在、運動和位置。毫米波雷達可提供多種功能,例如監控多個區域以確定每個區域是否有人員存在並跟蹤人員的移動。
現在,器件設計和工藝技術的進步使雷達能夠與片上硬件加速器、信號處理器和存儲器集成,而不僅僅是提供射頻前端。這種類型的架構有多種好處:總體而言,它簡化了雷達在電視中的布置。此外,片上信號處理器使雷達能夠在不使用外部處理器的情況下檢測運動(從而節省信號路由並降低其他係統的資源要求),片上信號處理還有助於縮短與喚醒主處理器相關的延時。
使用雷達數據還可以實時提取信息,並交給機器學習算法處理,然後開發諸如運動分類等功能。將吸塵器、風(feng)扇(shan)和(he)寵(chong)物(wu)等(deng)物(wu)體(ti)的(de)運(yun)動(dong)與(yu)人(ren)類(lei)的(de)運(yun)動(dong)區(qu)分(fen)開(kai)將(jiang)有(you)助(zhu)於(yu)做(zuo)出(chu)智(zhi)能(neng)判(pan)定(ding),並(bing)可(ke)能(neng)幫(bang)助(zhu)減(jian)少(shao)錯(cuo)誤(wu)檢(jian)測(ce)的(de)數(shu)量(liang),從(cong)而(er)減(jian)少(shao)對(dui)其(qi)他(ta)功(gong)能(neng)不(bu)必(bi)要(yao)的(de)喚(huan)醒(xing)和(he)處(chu)理(li)。
通過精確測量距離、速度和到達角,60GHz 雷達傳感器能夠提供一些高級功能,例如非接觸式人機界麵 (HMI) 的手勢識別。雷達可以識別多種手勢,例如從右向左滑動(或相反),用於打開電視、更換頻道以及提高或降低音量(圖 1)。
圖 1:使用手勢切換電視頻道
憑借更短的信號波長和精密測量,60GHz 雷達可以檢測呼吸等細微的身體運動,從而實現呼吸頻率的非接觸式測量,甚至實現睡眠監測等高級功能(圖 2)。
圖 2:使用雷達測量呼吸頻率
為了盡可能增大可視區域和屏幕尺寸(這一直是個挑戰),新的電視和顯示器設計正在將邊框寬度向超薄尺寸發展。德州儀器 (TI) 的 IWRL6432 等 60GHz 雷達正在通過更小的器件尺寸、更geng低di的de成cheng本ben以yi及ji在zai小xiao區qu域yu內nei放fang置zhi多duo個ge接jie收shou和he發fa射she天tian線xian來lai應ying對dui這zhe一yi挑tiao戰zhan,從cong而er提ti供gong預yu期qi功gong能neng所suo需xu的de增zeng強qiang性xing能neng和he分fen辨bian率lv。由you於yu波bo長chang較jiao長chang會hui限xian製zhi天tian線xian數shu量liang,超chao寬kuan帶dai和he 24GHz 器件等其他技術無法支持這種性能水平。
毫米波雷達通常采用在封裝上蝕刻天線的封裝技術(也稱為封裝天線),從而簡化了電路板設計。然而,由於設計是固定的,天線放置的靈活性會受到限製。為了解決與不同設計要求相關的挑戰,IWRL6432 雷達傳感器采用小型封裝(可在低成本印刷電路板上蝕刻天線,見圖 3),從而使您能夠靈活地定製設計。
圖 3:IWRL6432 的天線參考設計示例
大多數應用要求毫米波雷達始終保持開啟狀態以監控和檢測動作,同時讓產品的其餘部分進入睡眠狀態以節省電量。TI 設計的 IWRL6432 雷達傳感器具有超低功耗,能夠以低至 2mW degonghaojianceshifouyourenyuancunzai。ninhaikeyigenjumubiaoyingyongpeizhiqijianyijinkenengjiangdigonghao。liru,dangninxuyaoshixiangenggaodedianyuanxiaolvshi,keyijiangqijianzhiyushendushuimianmoshiyishixiandizhankongbiyingyong。qingcanyuetu 4,了解高度集成的雷達設計示例。
圖 4:IWRL6432 的方框圖
結語
技術進步使得在電視和台式顯示器等消費和個人電子產品中應用 60GHz 雷達傳感器成為可能。IWRL6432 等雷達傳感器可在這些產品中實現智能檢測,從而實現增強功能,包括:
● 用於智能決策的情景式存在和運動檢測。
● 用於 HMI 的手勢識別。
● 呼吸和睡眠的生命體征監測。
● 超低功耗監控存在和運動,同時在未使用時關閉其他產品功能。
● 低器件和物料清單成本、緊湊的解決方案尺寸和可配置的天線設計。
大多數應用要求毫米波雷達始終保持開啟狀態以監控和檢測動作,同時讓產品的其餘部分進入睡眠狀態以節省電量。TI 設計的 IWRL6432 雷達傳感器就是您最好的選擇。
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