封装天线设计简化毫米波在楼宇和工厂中的感测

2019-11-19来源: EEWorld关键字:TI  毫米波

传统的传感技术已被用于解决人数统计、运动检测、工业区域扫描和检测目标并避免碰撞的机器人技术等具有挑战性的问题。


1.png


随着越来越多的工业应用向自动化方向发展,传感对于生成和处理各种数据变得尤为重要,这使得系统可以变得自主并做出实时决策。德州仪器(TI)高度集成的毫米波(mmWave)雷达传感器内部可进行大量数据处理,从而实现边缘智能化。


TI毫米波传感器可在室内、室外的各种环境和照明条件下工作。这些极其耐用的传感器可以直接安装在塑料外壳后面,无需外部透镜、开孔或额外微带天线,这使得该技术能够在许多楼宇和工厂中进行精确感测。TI的60 GHz调频连续波(FMCW)毫米波技术可为全球大多数工业应用提供开放式毫米波感测。为了使工业感测更加简单,小尺寸的封装天线传感器可以实现以前从未有过的外形设计。


封装天线传感器设计


在基于射频(RF)传感器的系统中,天线设计与传感器的选择同样重要。天线配置决定了最远目标探测距离、最大视场(FoV)和分辨率,这对许多应用都非常重要。只需单个传感器和正确的天线配置,工业系统便可以覆盖广泛的区域,进行目标检测。传统上,采用 Rogers 材料的毫米波天线被设计在印刷电路板(PCB)上,以提供高精度的感测。


尽管非常有效,但这确实需要RF专业知识来设计和制造与传感器配套的天线。


2.png

对比采用外部天线的60 GHz 55 mm×55 mm TI毫米波评估板(a)和采用TI毫米波封装天线传感器的新型22 mm×23 mm评估板设计(b)。


新型封装天线(AoP)设计极大地简化了电路板制造和系统设计,使得具有较少RF专业知识的工程师也可以非常轻松地将TI毫米波传感器集成到他们的系统中。与标准TI 60-GHz传感器相比,封装天线传感器可减少40%的电路板面积,与其他雷达技术相比,电路板面积减少75%。上图显示了从传统的60 GHz毫米波传感器到60 GHz毫米波封装天线传感器时可能减小的尺寸。


使用TI毫米波封装天线传感器的主要优点包括:


降低系统和制造的成本和复杂性,加快产品上市速度。

- 使用更简单,更便宜的FR4设计,可以灵活地在世界任何地方生产。

- 内部设计和开发传感器解决方案只需要极少RF专业知识。

 小巧的外形。

- 适用于需要更小传感器面积的工业市场。

 零电路板布线损耗,使得效率更高。

- 更远的探测距离性能。


使用封装天线设计的TI毫米波传感器进行工业3D感测


毫米波传感器需要从其环境中捕获位置和精确数据。关键数据集包括目标相对于传感器的的距离和目标的速度。为了加强有用数据的收集,3D感测系统还应该能够检测物体的高度并滤除地面杂波。这最大化地提高了传感器的精度和测量性能。


封装天线传感器的天线的宽视场配置可同时提供水平和垂直的130度视角。无论传感器是安装在天花板上还是侧面,都能实现真正的3D感测。这种天线配置以及小尺寸的TI毫米波封装天线传感器,使得雷达感测几乎可以在楼宇自动化、工厂自动化、智能家居、个人电子和工业系统中的任何地方使用。


机器人:在大范围内防止碰撞


当工业机器人在人旁边工作的时候,它被设计得运动缓慢。为了实现快速检测和避免可能发生的碰撞,机械臂和自主机器人制造商需要在机器人系统中实现更高级别的环境感知以及冗余分析性能,可以通过 3D 传感功能来定义安全或危险区域。


3.png


TI毫米波封装天线传感器支持各种机器人应用,如下图所示。宽视场可以覆盖机器人周围的更广的范围,以避免在工厂车间的碰撞。小巧的外形使其易于安装在较小的机器人设计中,如清洁机器人。


4.png

TI毫米波封装天线传感器可实现工厂和家庭中各种机器人的自动化。


除了机器人应用的3D目标检测外,封装天线传感器设计还解决了工厂自动化的三个主要挑战:


 单传感器覆盖范围广:封装天线设计可以检测130度视场的目标,实现了更广泛的区域覆盖,从中可以检测多个移动目标或人员,从而在机器人应用里更好地进行事件管理。这反过来减少了用于区域扫描的传感器数量,并降低了整体系统成本。

 小巧的外形: 封装天线传感器的较小外形意味着它们可以装入更小的外壳中,这对于时尚的小型自动机器人设计非常重要,例如自动导引车辆、输送机器人以及工厂中的小型机械臂,用于感知和避免碰撞。

 更快投入市场:不需要昂贵的PCB基板和RF专业知识,封装天线传感器简化了设计和制造流程,实现了内部设计并缩短了产品上市时间。


占用检测:墙壁和天花板安装的简化感测


楼宇自动化中的传感解决方案通常涉及检测和了解商业或住宅楼宇中的房间或感兴趣区域的占用。除了 TI 毫米波技术带来的运动敏感度、定位精度和隐私性的优势外,封装天线设计还为楼宇自动化市场带来了额外的价值。


5.png

使用TI毫米波传感器的楼宇自动化感测应用包括老年人监控和空调。


TI毫米波封装天线传感器具有宽视场和小巧的外形,可为独特的楼宇自动化感测应用(如老人监控和空调)带来安装和设计灵活性,如上图所示。


解决方案的复杂性可能成为感测技术进入楼宇自动化中的难以置信的障碍。封装天线传感器简化并加速了设计过程,使楼宇自动化应用中的工程师可以将注意力集中在用于检测和识别人员的差异化软件上。


封装天线传感器的天线配置使其既适用于壁挂式也适用于天花板式。在楼宇自动化中,这种宽视场提供了安装的灵活性,使传感器可以安装在商业建筑中的电力和数据布线附近,或与现有的自动化系统相结合,以降低安装成本和安装系统的数量。封装天线传感器具有适合较小外壳的能力,较小的外形使得更干净的工业设计成为可能,有助于清除当今商业建筑中传感装置常见的视觉天花板杂乱或“天花板痤疮”。


自动门:在狭小空间内进行基于位置和速度的操作


智能传感器通过提供安全、经济、节能的解决方案,在自动门应用中发挥着关键作用。除了TI毫米波传感器的优势外,对于设计人员和制造商不一定拥有天线设计方面的RF专业知识的情况,封装天线设计还带来了更多优势。封装天线传感器的易于集成使他们能够专注于使门变得更加智能,而不是将资源投入到传感器开发上。由于宽视场,一个传感器就能够覆盖特定的门的整个感兴趣区域。


封装天线设计解决了典型的门传感器检测区域可能无法达到的“盲区”的常见问题,从而系统中无需多个传感器。


6.png

TI毫米波封装天线传感器支持的楼宇和仓库自动化入口系统示例。


使用封装天线设计可方便地统计旋转门中的人数以避免过度拥挤或确定阻挡车库门的障碍物的高度,能够无缝地适用于体积较大的传感器模块不可行的狭窄空间。封装天线传感器小巧的外形可无缝集成到入口系统中,同时仍覆盖宽视场,便于门的操作,如上图所示。


TI独一无二的毫米波传感器


结合TI毫米波技术的现有优势,楼宇和工厂设计人员可以通过封装天线传感器设计将自动化和智能提升到新的水平。这些封装天线传感器具有宽视场、更小的外形和简化的设计,使工业系统设计人员能够快速、轻松地将毫米波技术集成到现有设计和新应用中。


点击这里,查看使用TI毫米波传感器的参考设计,实现具备以上优势的解决方案。


作者:

Prajakta Desai

德州仪器工业雷达产品市场经理

Keegan Garcia

德州仪器工业雷达产品市场经理

Osamah Ahmad

德州仪器工业雷达产品市场经理

关键字:TI  毫米波 编辑:赵清月 引用地址:http://news.eeworld.com.cn/gykz/ic480517.html 本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。

上一篇:技术文章—IO-Link技术详解
下一篇:最后一页

关注eeworld公众号 快捷获取更多信息
关注eeworld公众号
快捷获取更多信息
关注eeworld服务号 享受更多官方福利
关注eeworld服务号
享受更多官方福利

推荐阅读

STM8L051F3_02_EXTI应用
本章介绍STM8L051F3的EXTI相关知识,内容分为以下几部分:EXTI简介KEY外部中断检测1、EXTI简介EXTI也是属于GPIO的知识点,应用比较广泛。STM8L051F3每个I/O口在输入模式下都能配置为中断,在这个配置下,一个信号沿或电平输入到I/O口上将产生一个中断请求。外部中断只有在端口的输入模式下才有效。可通过配置寄存器Px_CR2相应的位来独立地使能或禁能某个端口的外部中断功能。另外,可通过ADC_TDRH和ADC_TDRL寄存器来禁用施密特触发器节省功耗。2、KEY外部中断检测2.1 KEY的外部中断配置本小节介绍将GPIO配置为外部中断输入模式,并通过KEY(PC4)来触发一个外部中断信号,然后产生中
发表于 2019-12-14
STM8L051F3基础功能:内部时钟;TIM2定时器;串口及printf
STM8L051调试笔记之基础功能:系统时钟、串口、定时器都是基础而且必须的功能,这里放在一起统一记录,之所以用TIM2定时器,是因为想实现STM32的滴答定时器功能这些基础功能没什么好理解的,就直接贴代码了main.c:main.c:  void main(void)  {    enableInterrupts();    Sysclk_Init();    LED_Init();    Uart1_Init();          printf("
发表于 2019-12-14
STM8L051F3基础功能:内部时钟;TIM2定时器;串口及printf
小鹏汽车采用RTI公司互连技术推动新型P7智能电动车高度自治系统开发
小鹏将成为首家在量产车型中应用Connext DDS的中国汽车公司工业物联网(IIoT)互连解决方案提供商RTI公司近日宣布,领先的智能汽车设计制造商小鹏已选择Connext®DDS作为其最新量产车型小鹏 P7智能电动轿车的互连框架。RTI技术的应用使小鹏汽车能够在其第二代电动汽车中提供高度可靠、强大且先进的自动驾驶系统。小鹏汽车将在2020年第二季度开始向客户交付其P7车辆,由此使其成为中国第一家在自动驾驶汽车量产车型中应用Connext DDS的中国公司。在过去的几个月中,小鹏汽车公布了P7的一系列高端技术和设计亮点,使其成为首款符合金融行业标准认证数字化汽车关键技术的量产车型,并且率先搭载了阿里巴巴
发表于 2019-12-13
小鹏汽车采用RTI公司互连技术推动新型P7智能电动车高度自治系统开发
向软件开发者伸出橄榄枝 赛灵思发布Vitis统一软件平台
“Vitis 统一软件平台是针对AI界的软件开发人员。长久以来我们的开发工具主要是面向硬件开发人员,因此对于软件人员来说,赛灵思并不很知名。随着今天正式全面推出Vitis 和Vitis  AI,标志着公司整体战略的转型,我们想要改变人们对于赛灵思的认识。”赛灵思软件与 AI 产品市场营销副总裁Ramine Roane(罗明)先生近日,在2019赛灵思开发者大会( XDF )亚洲站上,赛灵思软件与 AI 产品市场营销副总裁Ramine Roane(罗明)先生,就赛灵思在人工智能和软件领域的一些进展,还有他对这个行业的看法,接受了EEWorld记者的采访。自适应才能赶上创新速度罗明先生首先介绍了赛灵思AI业务战略,并发
发表于 2019-12-13
向软件开发者伸出橄榄枝 赛灵思发布Vitis统一软件平台
技术文章—实现现代化零售和物流自动化
的根本途径是完全取消结帐过程,即开设无收银员的商店和取消收银机。顾客可以进入商店,在过道上现场购买商品,然后就可以离开商店。 无收银员的商店必须在顾客进入商店时识别顾客,并在顾客的整个购物体验中追踪他们,识别他们从货架上选择的产品或放回货架上的产品。如要在顾客开始购物前识别顾客的身份,使用DLP®芯片组的3D生物特征识别和身份认证就可以派上用场。如要对货架上的产品进行识别和检测,则传感器融合和人工智能够发挥重要作用。结合摄像头,德州仪器(TI)传感器解决方案,如飞行时间传感器, 能够精确识别目标和检测货架上的产品。 基于TI DLP®技术的结构光系统能够非常快速、准确地扫描产品,并提供毫米到微米的分辨率
发表于 2019-12-13
技术文章—实现现代化零售和物流自动化
Tieto合作意法半导体 加快汽车中控单元开发周期
近日,世界领先的软件服务公司、ST合作伙伴计划成员Tieto与横跨多重电子应用领域的全球领先的半导体供应商意法半导体(STMicroelectronics,简称ST)于10日宣布,双方正在合作开发在意法半导体的人气颇高的Telemaco3P平台上运行的汽车中控单元(CCU)软件。加快汽车电动化和网络化的要求正在推动汽车处理器具备更强的处理能力和毋庸置疑的网络安全性。汽车厂商要求中控单元满足联网、数据隐私、安全性和无线更新的需求,为此,意法半导体开发出了Telemaco系列汽车多处理器SoC(系统芯片)及其相关的 Telemaco3P模块化信息服务处理平台(MTP),为先进智能驾驶应用原型开发提供一个开放的开发环境。安全可靠
发表于 2019-12-12
Tieto合作意法半导体  加快汽车中控单元开发周期
小广播
电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2019 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved