利用低功耗 77GHz 雷達傳感器改善運輸和工業(yè)設計

在德州儀器技術(shù)文章“低功耗 60GHz 毫米波雷達傳感器如何在更多應用中實(shí)現高精度傳感”中，我們討論了 60GHz 毫米波 (mmWave) 雷達傳感器如何在工業(yè)和消費電子應用中實(shí)現高精度傳感。在本文中，我們將探討低功耗 77GHz 雷達傳感器如何在其他具有挑戰性的應用中幫助實(shí)現可靠且準確的傳感。 

77GHz 頻段的雷達傳感器通常用在盲點(diǎn)檢測和自動(dòng)緊急剎車(chē)等高級駕駛輔助系統傳感應用和工業(yè)液箱的液位變送器中。但如今，非公路用車(chē)輛、電動(dòng)自行車(chē)、自行車(chē)和停車(chē)場(chǎng)道閘對接近和距離感測的需求正不斷增加。在上述應用中，這些傳感器可以幫助實(shí)現更安全的工作環(huán)境，并提高操作過(guò)程中的舒適度和效率。

工業(yè)液位傳感器

準確可靠的液位測量對于石油和天然氣、化工和石化、飲用水和廢水管理、食品和飲料、制藥以及采礦行業(yè)至關(guān)重要。采用 77GHz 頻段毫米波雷達的雷達傳感器有助于實(shí)現高精度和分辨率，即使在具有復雜反射和干擾的挑戰性環(huán)境中也是如此。

與舊技術(shù)相比，雷達傳感器最大的優(yōu)勢在于能夠對腐蝕性物質(zhì)、磨蝕性物質(zhì)或粘性物質(zhì)進(jìn)行非接觸式測量。這類(lèi)傳感器的工作帶寬為 76GHz 至 81GHz，能夠可靠地檢測物質(zhì)水平的微小變化，并可在遠距離、湍流、泡沫、蒸汽、灰塵、水蒸汽、溫度變化或潮濕條件下提供精確測量。寬帶寬使得雷達線(xiàn)性調頻脈沖的起始頻率與結束頻率之間存在更大的差距，從而能提高距離分辨率。因此，雷達傳感器有助于提高工業(yè)環(huán)境的安全性，可以實(shí)現遠程液位檢測，而無(wú)需人員親自進(jìn)入危險或難以到達的區域。對于電池供電的操作，低功耗雷達的電池壽命可以持續多年而無(wú)需維護。

IWRL1432 是一款 77GHz 頻段的雷達器件，采用了低功耗架構來(lái)實(shí)現這類(lèi)應用中的精確傳感。借助內置的深度睡眠模式，IWRL1432 每次測量耗能 <4mJ，因此能夠提供長(cháng)時(shí)間的電池壽命。這些傳感器中每個(gè)發(fā)送器的輸出功率為 11dBm，可以實(shí)現從 3cm 到 80m 以上的測量范圍。由于將硬件加速器和微控制器完全集成到一個(gè)小型封裝中，因此無(wú)需額外的微控制器。圖 1 展示了利用雷達傳感器進(jìn)行液位檢測的工業(yè)液箱。 

圖 1：工業(yè)液箱

電動(dòng)自行車(chē)和自行車(chē)

近年來(lái)，電動(dòng)自行車(chē)作為一種高效、可持續的交通方式而大受歡迎。然而，不論是騎電動(dòng)自行車(chē)還是普通自行車(chē)，當道路上的行人或其他車(chē)輛難以發(fā)現騎手時(shí)（尤其在低光照、霧天等條件下），很容易發(fā)生事故。

IWRL1432 等雷達傳感器通過(guò)提供前向或后向近程警告或碰撞檢測功能來(lái)提升騎手的安全。雷達傳感器可以通過(guò)視覺(jué)或聽(tīng)覺(jué)信號向騎手或駛近車(chē)輛中的人發(fā)出警告，以提醒他們可能發(fā)生碰撞。圖 2 展示了一個(gè)雷達傳感器能夠提升騎手安全性的場(chǎng)景。 

圖 2：雷達傳感器幫助騎手提升安全性

停車(chē)場(chǎng)道閘傳感器

傳感器技術(shù)在提供高效安全的停車(chē)場(chǎng)進(jìn)出控制方面起著(zhù)至關(guān)重要的作用。停車(chē)場(chǎng)的入口或出口附近會(huì )安裝紅外和超聲波傳感器來(lái)檢測車(chē)輛的存在。然而，這類(lèi)傳感器不僅檢測范圍有限，而且在出現灰塵、溫度變化或聲波的情況下往往不準確。

IWRL1432 等雷達傳感器通過(guò)提供更廣的檢測范圍 (>10m) 和更寬的視野（150 度），克服了這些限制，使得實(shí)現更遠距離和更寬出入口的進(jìn)出控制。此類(lèi)傳感器在雨天和極端溫度等惡劣環(huán)境條件下的表現同樣出色。雷達傳感器可以區分車(chē)輛和行人，以確保只有在檢測到車(chē)輛時(shí)才會(huì )打開(kāi)。此外，還可以輕松地將雷達傳感器集成到進(jìn)出控制系統、門(mén)禁控制器和停車(chē)管理軟件中。

非公路用車(chē)輛

農業(yè)機械、建筑設備和其他非公路用車(chē)輛利用雷達傳感器來(lái)提供有價(jià)值的信息，并協(xié)助執行各項任務(wù)。它們可以檢測到附近的障礙物，例如樹(shù)木和其他機械設備，幫助在操縱大型笨重設備時(shí)避免碰撞。雷達傳感器還能夠測量真實(shí)的地面速度，這在不平坦、松散的地形和泥濘地面上非常重要。從人員和障礙物檢測到地面速度測量，再到在 77GHz 范圍內提供安全完整性 2 級的傳感能力，IWRL1432 雷達傳感器可以幫助提高非公路用車(chē)輛的操作效率和安全性。

結語(yǔ)

借助 77GHz 雷達傳感器 IWRL1432，設計人員能夠應對各種傳感應用中的挑戰，例如工業(yè)液位傳感器、電動(dòng)自行車(chē)、停車(chē)場(chǎng)道閘和非公路用車(chē)輛。該低功耗傳感器能夠在各種環(huán)境條件下保持可靠操作，并且具有寬視野和高準確性，因此有助于您實(shí)現高效和高性能的傳感解決方案。

其他資源

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