在過去十年中,，雷達傳感器已逐漸發(fā)展成一種成熟的傳感方式，適用于汽車和工業(yè)應(yīng)用,。由于雷達技術(shù)有助于實現(xiàn)需要具備遠距離,、環(huán)境彈性和更高傳感分辨率的設(shè)計，因而非常適合應(yīng)用在高級駕駛輔助系統(tǒng) (ADAS) 中,，例如碰撞檢測和液位檢測,。
隨著推出基于互補金屬氧化物半導體 (CMOS) 的片上系統(tǒng) (SoC) 雷達傳感器，適用于泊車輔助,、腳踢開啟 (KTO) 感應(yīng),、門障礙物檢測、機器人和電動自行車等應(yīng)用的雷達技術(shù)變得更易于開發(fā)和部署,。
為了滿足成本和功率受限型汽車和工業(yè)應(yīng)用的需求,，當前的 77GHz 雷達 SoC 傳感器需要采用全新設(shè)計架構(gòu)。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(tài),，并在需要時能夠有效運行雷達前端、數(shù)字處理內(nèi)核或存儲器等內(nèi)部元件,。該器件還可將平均功耗從高于 1W 的典型值降低至低于 5mW（具體取決于線性調(diào)頻脈沖配置）,，使硬件設(shè)計人員在熱性能設(shè)計方面具有更大的靈活性，并通過去除散熱器和簡化印刷電路板設(shè)計來降低成本,。
借助基于軟件的雷達實現(xiàn)更加靈活的新型安裝
汽車制造商對感應(yīng)方式的選擇通常取決于傳感器在車輛中的用途,。舉例來說，當車輛?？坎㈡i車時,，腳踢開啟 (KTO) 傳感器應(yīng)處于待機檢測模式。為了防止在停車時耗盡車輛電池,，汽車制造商傳統(tǒng)上會選擇電容式或超聲波等低功耗感應(yīng)方式,。不過遺憾的是，這些類型的傳感器在錯誤檢測,、環(huán)境可靠性以及性能識別等方面面臨著一定挑戰(zhàn),。AWRL1432 等低功耗 77GHz 雷達的待機狀態(tài)檢測功耗低于 3mW，在任何環(huán)境條件下都能提高識別精度,，并有助于簡化安裝,，從而降低總體系統(tǒng)部署成本。
基于對低功耗或高性能的需求，可以將雷達傳感器配置為動態(tài)切換至不同的運行模式,。以 KTO 感應(yīng)為例,，器件可以在低于 3mW 待機狀態(tài)檢測模式下運行，然后在檢測到人員后切換至高性能模式,，以便進行腳踢姿勢識別和錯誤檢測，如圖 1 所示,。
在 ADAS 領(lǐng)域,，傳統(tǒng)的泊車輔助系統(tǒng)使用 8 至12 個超聲波傳感器外加攝像頭傳感器，而現(xiàn)在正發(fā)展成為更強大,、更具成本效益的自動化系統(tǒng),。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(xiàn)在傳感器對汽車美觀性造成影響（由于必須打孔）,、在惡劣環(huán)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(xiàn)在，汽車設(shè)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，具體取決于天線配置,。
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，并使用角傳感器來進行泊車輔助和盲點檢測,。為了實現(xiàn)這種多模式功能,，雷達傳感器不僅必須是軟件可配置的，還必須具有按需從高性能擴展到低功耗的架構(gòu)靈活性,。
借助低功耗雷達傳感器在惡劣的工業(yè)環(huán)境中游刃有余
超聲波傳感器廣泛用于非汽車應(yīng)用中的物體和人員接近感應(yīng),，例如停車場護欄內(nèi)的車輛出入控制或非公路車輛（如建筑叉車、農(nóng)業(yè)機械和電動自行車）防撞,，如圖 4 所示,。鑒于精度要求越來越高，77GHz 雷達傳感器將逐漸取代超聲波傳感器,。IWRL1432 的成本較低,，有助于使停車障礙傳感器更經(jīng)濟實惠，以更小巧的外形進行實施和部署,。此類傳感器具備較高的射頻性能,，也適用于電動自行車、踏板車和農(nóng)業(yè)設(shè)備的物體檢測和部署,。這些設(shè)備需要檢測 1m 至 60m 以上距離的物體和人員,。
如圖 5 所示,，液箱液位傳感器通過發(fā)射經(jīng)液體或固體表面（如化學品、油或液體）反射的無線電波,，來測量工業(yè)環(huán)境中的液體和固體料位,。即使在蒸汽、泡沫和其他具有挑戰(zhàn)性的條件下也可進行測量,。此類應(yīng)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(nèi)置深度睡眠模式,，可實現(xiàn)每次測量低于 10mJ 的功耗,，符合安全完整性等級2標準，并提供毫米級測量精度,。
結(jié)語
適用于汽車或工業(yè)應(yīng)用的超聲波和電容式感應(yīng)傳感器本身具有一定設(shè)計挑戰(zhàn),。雷達感應(yīng)領(lǐng)域中的低成本、低功耗器件不僅有助于應(yīng)對這些設(shè)計挑戰(zhàn),，還可為車輛周圍或工業(yè)環(huán)境中的新興應(yīng)用敞開大門,。