【導讀】在過去十年中
，雷達傳感器已逐漸發展成一種成熟的傳感方式
，適用於汽車和工業應用。由於雷達技術有助於實現需要具備遠距離
、環境彈性和更高傳感分辨率的設計，因而非常適合應用在高級駕駛輔助係統 (ADAS) 中，例如碰撞檢測和液位檢測。

隨著推出基於互補金屬氧化物半導體 (CMOS) 的片上係統 (SoC) 雷達傳感器，適用於泊車輔助、腳踢開啟 (KTO) 感應
、門障礙物檢測、機器人和電動自行車等應用的雷達技術變得更易於開發和部署。

為了滿足成本和功率受限型汽車和工業應用的需求
，當前的 77GHz 雷達 SoC 傳感器需要采用全新設計架構。德州儀器 AWRL1432 和 IWRL1432 SoC 等器件具有電源管理功能，可快速切換不同的電源狀態
，並在需要時能夠有效運行雷達前端、數字處理內核或存儲器等內部元件。該器件還可將平均功耗從高於 1W 的典型值降低至低於 5mW（具體取決於線性調頻脈衝配置），使硬件設計人員在熱性能設計方麵具有更大的靈活性，並通過去除散熱器和簡化印刷電路板設計來降低成本。 

借助基於軟件的雷達實現更加靈活的新型安裝

汽車製造商對感應方式的選擇通常取決於傳感器在車輛中的用途。舉例來說，當車輛停靠並鎖車時

，腳踢開啟 (KTO) 傳(chuan)感(gan)器(qi)應(ying)處(chu)於(yu)待(dai)機(ji)檢(jian)測(ce)模(mo)式(shi)。為(wei)了(le)防(fang)止(zhi)在(zai)停(ting)車(che)時(shi)耗(hao)盡(jin)車(che)輛(liang)電(dian)池(chi)

，汽(qi)車(che)製(zhi)造(zao)商(shang)傳(chuan)統(tong)上(shang)會(hui)選(xuan)擇(ze)電(dian)容(rong)式(shi)或(huo)超(chao)聲(sheng)波(bo)等(deng)低(di)功(gong)耗(hao)感(gan)應(ying)方(fang)式(shi)。不(bu)過(guo)遺(yi)憾(han)的(de)是(shi)，這(zhe)些(xie)類(lei)型(xing)的(de)傳(chuan)感(gan)器(qi)在(zai)錯(cuo)誤(wu)檢(jian)測(ce)、環境可靠性以及性能識別等方麵麵臨著一定挑戰。AWRL1432 等低功耗 77GHz 雷達的待機狀態檢測功耗低於 3mW
，在任何環境條件下都能提高識別精度，並有助於簡化安裝
，從而降低總體係統部署成本。

基於對低功耗或高性能的需求
，可以將雷達傳感器配置為動態切換至不同的運行模式。以 KTO 感應為例，器件可以在低於 3mW 待機狀態檢測模式下運行，然後在檢測到人員後切換至高性能模式

，以便進行腳踢姿勢識別和錯誤檢測
，如圖 1 所示。

圖 1：一個 AWRL1432 雷達傳感器即可在低功耗和高性能模式之間動態切換

在 ADAS 領域
，傳統的泊車輔助係統使用 8 至 12 個超聲波傳感器外加攝像頭傳感器，而現在正發展成為更強大、更具成本效益的自動化係統。雖然每個超聲波傳感器都可以具有成本效益，但主要缺點體現在傳感器對汽車美觀性造成影響（由於必須打孔）、在惡劣環境中的性能欠佳以及距離檢測性能（最小和最大可測量距離）不佳。

現在，汽車設計人員可以利用具有泊車輔助功能的角雷達傳感器，以及具有成本效益的 TI AWRL1432 集成雷達 SoC，來覆蓋汽車周圍的視野，而不是添加更多的超聲波傳感器，如圖 2 所示。AWRL1432 超短距離雷達傳感器可以檢測到近至 3cm 和遠至 15m 的靜止物體，具體取決於天線配置。

圖 2：使用雷達傳感器實現 360 度泊車輔助覆蓋

如圖 3 所示
，您可以在車輛保險杠中央使用相同的傳感器來進行泊車輔助和 KTO

，並bing使shi用yong角jiao傳chuan感gan器qi來lai進jin行xing泊bo車che輔fu助zhu和he盲mang點dian檢jian測ce。為wei了le實shi現xian這zhe種zhong多duo模mo式shi功gong能neng，雷lei達da傳chuan感gan器qi不bu僅jin必bi須xu是shi軟ruan件jian可ke配pei置zhi的de

，還hai必bi須xu具ju有you按an需xu從cong高gao性xing能neng擴kuo展zhan到dao低di功gong耗hao的de架jia構gou靈ling活huo性xing。

圖 3：多模式雷達傳感器在進行泊車輔助和 KTO 

借助低功耗雷達傳感器在惡劣的工業環境中遊刃有餘

超聲波傳感器廣泛用於非汽車應用中的物體和人員接近感應，例如停車場護欄內的車輛出入控製或非公路車輛（如建築叉車
、農業機械和電動自行車）防撞

，如圖 4 所示。鑒於精度要求越來越高
，77GHz 雷達傳感器將逐漸取代超聲波傳感器。IWRL1432 的(de)成(cheng)本(ben)較(jiao)低(di)，有(you)助(zhu)於(yu)使(shi)停(ting)車(che)障(zhang)礙(ai)傳(chuan)感(gan)器(qi)更(geng)經(jing)濟(ji)實(shi)惠(hui)
，以(yi)更(geng)小(xiao)巧(qiao)的(de)外(wai)形(xing)進(jin)行(xing)實(shi)施(shi)和(he)部(bu)署(shu)。此(ci)類(lei)傳(chuan)感(gan)器(qi)具(ju)備(bei)較(jiao)高(gao)的(de)射(she)頻(pin)性(xing)能(neng)，也(ye)適(shi)用(yong)於(yu)電(dian)動(dong)自(zi)行(xing)車(che)、踏板車和農業設備的物體檢測和部署。這些設備需要檢測 1m 至 60m 以上距離的物體和人員。

圖 4：可應對感應挑戰的 77GHz 雷達傳感器在惡劣環境中的應用

如圖 5 所示，液箱液位傳感器通過發射經液體或固體表麵（如化學品、油或液體）反射的無線電波，來測量工業環境中的液體和固體料位。即使在蒸汽、泡沫和其他具有挑戰性的條件下也可進行測量。此類應用的主要需求是較低功耗、高檢測精度和工人安全性。77GHz IWRL1432 傳感器內置深度睡眠模式，可實現每次測量低於 10mJ 的功耗，符合安全完整性等級2標準，並提供毫米級測量精度。

圖 5：安裝在工業液箱頂部的 77GHz 雷達傳感器，用於液位測量

結語 

適用於汽車或工業應用的超聲波和電容式感應傳感器本身具有一定設計挑戰。雷達感應領域中的低成本、低功耗器件不僅有助於應對這些設計挑戰，還可為車輛周圍或工業環境中的新興應用敞開大門。

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