毫米波传感器是什么?毫米波传感器的优势

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1. 毫米波是什么

毫米波是一项极有价值的传感技术,可用于检测物体并提供物体的距离、速度和角度信息。这是一项非接触式技术,工作频谱范围为 30GHz 至 300GHz。由于该技术使用较小的波长,因此可以提供亚毫米的距离精度,此外该技术还能够穿透塑料、墙板和衣服等特定的材料,并且不受雨、雾、灰尘和雪等环境条件的影响。TI 具有两个毫米波传感器系列,即用于汽车的 AWR 毫米波传感器和用于工业、无人机和医疗应用的  IWR 毫米波传感器。 

 

毫米波传感器使用毫米 (mm) 范围的波长发送信号。这被视为电磁谱中的短波长,是该技术的优势之一。处理毫米波信号所需的系统组件(如天线)的尺寸确实很小。短波长的另一项优势是高分辨率。在 76-81GHz 的频率下,将距离解析为波长的毫米波系统的精度可达到毫米级。

毫米波

此外,在此频谱范围内运行使得毫米波传感器具备一些有趣的特性,原因如下:

l  能穿透材料:穿透塑料、墙板和衣服

l  高度定向:形成具有 1° 精度的紧凑波束

l  与光类似:可以使用标准光学技术进行聚焦和转向

l  较大的绝对带宽:能够区分两个靠近的物体

 

发送信号可以采用不同类型的波形,包括脉冲、移频键控 (FSK)、连续波 (CW) 和调频连续波形 (FMCW)。TI 毫米波传感器实现了快速 FMCW,从而可以在密集场景中实现可靠运行、快速传感以及更低的模糊性。快速 FMCW 还能够提供针对物体的距离和速度提供精确的测量,从而使 TI 毫米波传感器能够提供多维传感。

 

毫米波的最主要运用-毫米波雷达传感器:

完整的毫米波雷达系统包括发送 (TX) 和接收 (RX) 射频 (RF) 组件,以及时钟等模拟组件和模数转换器 (ADC)、微控制器单元 (MCU) 和数字信号处理器 (DSP) 等数字组件。

毫米波雷达测速和普通雷达一样,有两种方式,一个基于dopler原理,就是当发射的电磁波和被探测目标有相对移动、回波的频率会和发射波的频率不同。通过检测这个频率差可以测得目标相对于雷达的移动速度。但是这种方法无法探测切向速度,第二种方法就是通过跟踪位置,进行微分得到速度。

优点

2. 毫米波传感器的优势

与其他传感器系统比较,毫米波雷达有如下优点:

(1)高分辨率,小尺寸;由于天线和其他的微波元器件尺寸与频率有关,因此毫米波雷达的天线和微波元器件可以较小,小的天线尺寸可获得窄波束。

 

(2)干扰,大气衰减虽然限制了毫米波雷达的性能,但有助于减小许多雷达一起工作时的相互影响。

 

(3)与常常用来与毫米波雷达相比的红外系统相比,毫米波雷达的一个优点是可以直接测量距离和速度信息。

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