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毫米波雷达应用热火朝天 英飞凌借机搞起人机交互

http://www.ec.hc360.com2018年04月16日18:41 来源:慧聪电子网T|T

    雷达是当前最重要的探测设备,种类繁多,主要应用在军用领域,目前也拓展到工业、消费、智能设备方面。毫米波雷达则是指工作在毫米波波段(millimeter wave)探测的雷达,通常毫米波在30~300GHz频域(波长为1~10mm)。

    4月11日,由EEVIA主办的第七届年度中国ICT媒体论坛暨2017产业和技术展望研讨会在深圳召开。在雷达应用领域耕耘十几年的英飞凌就毫米波雷达为核心展开分享,其电源管理及多元化市场事业部大中华区——射频及传感器部门总监麦正奇探讨人机交互的潜在应用,展望中国毫米波雷达应用的创新趋势。

    电源管理及多元化市场事业部大中华区——射频及传感器部门总监麦正奇

电源管理及多元化市场事业部大中华区——射频及传感器部门总监麦正奇

    雷达系统及基本原理

    简单来看,雷达是用无线电来探讨测距和测速,可以探测物体的方向、距离以及速度。其系统组成包括发射机、接收机、信号处理器及天线。雷达在工作状态时,发射机生成射频电信号,通过天线将电信号(电能)转化为电磁波发出;另一个雷达的接收机接收到射频信号后,将射频电信号转换为低频信号;再由信号处理器从信号中抽取距离、速度和角度等信息形成完整的工作回路。当然,操作雷达的必要条件还在于软件算法和用于与雷达交互的GUI界面。

毫米波雷达应用热火朝天 英飞凌借机探索人机交互

    而雷达的基本原理取决于雷达的功能和雷达可支持的运行模式,雷达可在多种不同模式下工作,其三个主要的工业雷达运行模式包括多普勒效应(CW)、移频键控(FSK)、调频连续波(FMCW)。它可以侦测各种不同的运动、速度、距离和存在感。当应用只需要简单做速度和运动考虑时,在软体部分一般用多普勒;如果还要侦测距离,则必须再加移频键控进行演算;另外要获取静态物体的存在感,必须要用调频连续波。随着算法的增加,其复杂度也不断加深,解决方案的成本和运行功耗也相应增长。

毫米波雷达应用热火朝天 英飞凌借机探索人机交互

    毫米波雷达应用领域

    目前毫米波主要有数据传输和雷达侦测两大方面的应用。其中,在雷达方面,盲点侦测(BSD)是其快速增长的一个应用,而其主要应用在汽车工业上,如图所示为全球24GHzBSD的需求趋势。

毫米波雷达应用热火朝天 英飞凌借机探索人机交互

    2017年有2.18亿颗传感器应用在盲点侦测(BSD)上,因此市场对于毫米波雷达的需求量大大上升。随着产品的成熟度和竞争力的提升,预计毫米波雷达在2020年之后会进入发展黄金期。

    24GHz和工业60GHz是英飞凌探讨的重点,这两大部分通常分配到工业领域使用。雷达的特性在于频段越高,波长越短,波长越短,分辨率和准确度会越高。24GHz主要实现空间和运动感测,包括应用于智慧家庭、智慧楼宇、智能家电智能监控等,应用于人员/物体存在、计数、位置、速度,以及防撞和生命体征感测。60GHz雷达不仅可以应用在24GHz适用的场景,同时由于其天线可以设计更小,受外界的环境干扰更小,在人机交互和手势识别上更有优势。

毫米波雷达应用热火朝天 英飞凌借机探索人机交互

    其中,在手势识别上英飞凌与谷歌高级技术与项目(ATAP)小组在ProjectSoli合作项目中共同开发出基于雷达的感测解决方案IC,其主要运用英飞凌的60GHz雷达设计的小型传感器,可以用在手机或可穿戴设备中做手势识别。英飞凌现在传感器的部分有硅基麦克风、压力传感器,光学传感器、环境传感器,这些都是用来侦测外在的反应,是人机交互里非常重要的一环。目前,英飞凌领先的传感技术已经延伸至工业4.0、智能制造、人机交互、智能医疗等前沿领域。

    毫米波雷达应用面临三大挑战

    当然毫米波雷达的挑战主要有三大方面。一方面,业界部分应用已被红外线、激光雷达等独立的解决方案取代。虽然从市场发展趋势来看,毫米波雷达的市场仍然在不断增长,但部分应用被其他方案取代的现象也不容忽视。

    另外一方面,来自定制化算法的需求挑战。这也是毫米波雷达应用的主要挑战,不同应用需要不同的算法,而不同的算法又需要不同的专家来做研发,这为毫米波雷达具体应用的研发带来了很大的困扰。

    最后,毫米波频段法规尚不明确。因为毫米波是一个比较高频的频段,而在无线电的规范上,各个国家、区域所制定的法规和政策还没有很完整地定义下来,尤其是在这些毫米波还没有真正被大量使用的波段。5G可能也会用到毫米波,它可能会用到28GHz、29GHz、39GHz等不同频段,频段和频段之间如何分别做出一些不同的定义和规范,这些都是随后制定的相关法规明确规定。

    未来,英飞凌会持续不断地跟更多中国先进厂商合作,用更多不同的先进想法达到工业4.0、智能制造、人机交互、医疗等各个不同的领域。在英飞凌看来,毫米波雷达是接下来市场发展的重点,其会持续不断地在毫米波方面进行研究。

责任编辑:刘婷婷8

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