【導讀】英飛凌的新型自主雷達傳感器為照明控制，自動門和安全警報等傳統(tǒng)運動感應應用增加了“智能”功能（見圖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5米的距離內(nèi)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，自動門和安全警報等傳統(tǒng)運動感應應用增加了“智能”功能（見圖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5米的距離內(nèi)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(nèi)部，因為它可以通過非金屬材料進行發(fā)送和接收，從而可以將雷達技術應用到日常生活中。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(tǒng)中，并在檢測到運動或運動方向時將其喚醒。在定義的時間內(nèi)未檢測到運動時，它可以使系統(tǒng)進入睡眠狀態(tài)或鎖定它們，從而節(jié)省了電源，并且無需使用關鍵字語音即可激活系統(tǒng)。
圖1顯示了BGT60LTR11AIP MMIC的功能框圖。MMIC套件包括一個發(fā)射和一個接收寬波束天線。兩個天線的水平和垂直半功率波束寬度均為80度，以實現(xiàn)最大覆蓋。
集成的壓控振蕩器（VCO）生成60 GHz雷達信號，并通過鎖相環(huán)使其穩(wěn)定。發(fā)射信號鏈由一個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，可通過串行外圍接口（SPI）進行控制。集成的功率檢測器監(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低噪聲正交接收器和一個低噪聲放大器，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用于低功耗，占空比操作的采樣保持電路組成，后面是一個外部可配置的高通濾波器，一個可變增益放大器和一個低通濾波器。集成的目標檢測器是模擬比較器，可根據(jù)雷達前方的目標運動生成脈沖。檢測器提供兩個數(shù)字輸出信號，一個指示運動，另一個指示運動的方向（接近或離開目標）。檢測器電路提供用戶可配置的保持時間，命中計數(shù)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。保持時間是目標檢測器的輸出保持活動狀態(tài)的持續(xù)時間，命中計數(shù)器是指確定有效目標檢測所需的比較器輸出脈沖數(shù)。
圖1雷達傳感器的功能框圖。
為了在自主模式下運行時也能靈活設置性能參數(shù)，MMIC具有四個四態(tài)輸入引腳QS1-QS4（見表1）。例如，使用QS2，用戶可以在四個閾值中進行選擇，以增加或減少檢測器的靈敏度。對于有經(jīng)驗的雷達用戶，可以通過QS1引腳選擇半自主和SPI工作模式。在這些模式下，可以通過SPI在PC或外部微控制器上使用定制算法提取原始雷達數(shù)據(jù)以進行信號處理。對于外部處理，評估板可以連接到Arduino MKR板或Infineon雷達板（MCU7）。
英飛凌的開發(fā)工具箱通過演示軟件和雷達圖形用戶界面支持BGT60LTR11AIP MMIC平臺，該界面可在時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動傳感器，BGT60LTR11AIP提供運動信息和運動方向信息，并由狀態(tài)機控制該設備。在全自動模式下，雷達提供了前所未有的簡便性。
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天線，從而為用戶消除了復雜的天線設計。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（見圖3）：只需要一個低噪聲穩(wěn)壓器，一個38.4 MHz晶體振蕩器和外部電容器。兩個LED指示雷達傳感器的功能：檢測到目標時為綠色，運動方向為紅色。
除了簡化系統(tǒng)集成之外，該多合一解決方案還可以實現(xiàn)快速原型設計，以評估產(chǎn)品功能。圖3中的演示板是一個交鑰匙解決方案，用于顯示雷達傳感器MMIC的功能，并且可以僅僅通過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用中的常規(guī)無源紅外傳感器。
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