近幾年,隨著雷達技術的發展,智能化需求的旺盛,微波雷達成為半導體行業關注的焦點之一。
迎接風口,2018年覓感科技推出5.8G微波雷達模組產品線,到目前為止,已經廣泛應用于智能照明,智能家居,智能家電,智能安防,智能衛浴等領域,月出貨量達100萬片以上。
服務客戶過程中,覓感科技積累豐富的微波雷達模組應用經驗,對客戶所關心的各種使用問題和注意事項做了一些總結,今天截取部分問題做分享。
01
結構設計&雷達安裝注意事項
微波信號遇到金屬會發生強反射,該信號會給雷達引入額外噪聲,同時金屬也會改變天線的輻射特性,使感應距離發生變化,因此模組安裝時需要特別注意。
產品設計時,天線正面不能有金屬材質外殼或部件遮擋。
允許有塑料或有機玻璃等遮擋物,但遮擋物不要緊貼天線,如下圖所示,建議雷達模組天線到成品殼體的間距 d>3.5mm; 殼體最優厚度 W<4mm(注意:厚度每增加 3mm,靈敏度會降低 20%左右)。
傳感器安裝在成品上時,如果由于產品特性有金屬結構且無法避免時,注意金屬結構件不能突出太多,建議元器件或金屬結構件與天線輻射角度β1> 60 度(非常重要!!!),以避免感應盲區,如下圖所示。雷達傳感器的天線平面建議高于附近其他地平面 h0>5mm 最佳。
2
常見電源干擾&外部元器件干擾
注意事項
雷達模組供電方面需要考慮電源電壓是否匹配,驅動能力是否足夠以及電源的紋波大小等因素。供電電壓低影響信號幅度,使得感應距離變近;驅動能力不足或紋波較大使得噪聲變大,導致雷達持續誤觸發。
a. 如模組默認電壓 5V,而輔助電源電壓>5.5V,則需外加 LDO 把電壓穩定到 5V。
b. 如模組工作電流約 20mA,輔助電源需具備 50mA 以上驅動能力。
c. 低頻(<200Hz)紋波要求<50mV,高頻(>500Hz)紋波要求<500mV。
電源的工頻對雷達而言是強噪聲,需盡量避免工頻影響。電源驅動的整流橋具有混頻效應,工頻信號容易混疊到雷達信號上,務必使雷達模組遠離整流橋回路,軟硬件可分別做如下處理:
a.對于球泡、T8 等電源驅動和雷達模組一體化的產品,在電源設計時將整流電路放在遠離雷達的位置,在整體結構設計上做好屏蔽;如下圖所示:
b. 軟件算法可以對工頻濾波,對于工頻干擾很強的場景需要采用特定的軟件版本;
繼電器的通斷會形成強擾動,對雷達信號產生影響,繼電器通斷會在電源上產生大的擾動,同時繼電器的金屬彈片運動本身就是多普勒干擾,需要軟硬件做相應處理:
a. 產品結構設計時將雷達傳感器放在遠離繼電器位置,或在結構上做好屏蔽,如下圖:
b. 終端軟件對繼電器干擾進行屏蔽處理,忽略繼電器通斷瞬間的雷達感應信號。
蜂鳴器開關以及指示燈閃爍對感應信號產生影響----蜂鳴器開關對電源供電產生擾動,且開關和 5.8G 信號會發生混頻,指示燈也有類似問題,因此需要軟硬件做相應處理:
a. 產品結構設計時將蜂鳴器和開關放在遠離雷達的位置;
b. 產品軟件對干擾進行屏蔽處理,忽略蜂鳴器開關和指示燈閃爍時的雷達感應信號;
3
雷達傳感器和 WiFi/BT/NB 等共存
注意事項
空間上盡量錯開,拉開物聯網模組天線和雷達天線的間距。
時間上盡量錯開,當物聯網模組通訊時屏蔽掉雷達傳感器的信號。
頻率上盡量錯開,可以通過調整雷達傳感器的頻率避開對應的通訊頻率。
4
集成微波雷達模組的
產品整機測試&安裝注意事項
微波感應雷達具有一定穿墻能力,對于薄的木墻和玻璃墻可以穿透感應,對于實體磚墻一般不容易穿透感應。
雷達傳感器密集分布時,為避免互相干擾誤觸發,應盡量保證雷達的天線相互平行,避免相互正對照射。
整燈安裝時,盡量保證各雷達感應燈相互間距不要小于 1.5m;對于老化測試等需要密集分布的場景,保證各燈之間有超過 20cm 以上間距。
感應距離是在一定測試條件下測得,實際感應距離和整燈掛高情況、測試場地空曠程度、測試人員的個頭(高矮胖瘦)以及步伐走向等有關系。
避免將雷達感應產品深嵌在金屬桶或金屬腔體內部。
多普勒雷達是檢測運動的,盡量避免將雷達傳感器產品安裝在空調出風口等區域以避免震動影響感應效果。
成品安裝時盡量避免將雷達天線方向正對著大型金屬設備或管道等。
5
應用微波雷達開發調試時需要注意
的幾個關鍵詞
增益 感應閾值 余量 探底
增益和感應閾值:增益和感應閾值是決定雷達感應距離的最主要參數,兩個參數需要合理配合以達到理想的感應效果,增益實現對距離的粗調,感應閾值實現對距離的細調。
自激:自激是指在沒有明顯的移動物體干擾的情況下,雷達模組自己輸出感應信號的現象。造成自激的原因多種多樣,如:感應閾值設置過低;供電電源不穩,紋波太大;蜂鳴器、繼電器等工作產生機械干擾和電源波動;電機、風扇、空調扇葉等工作影響等。
余量:余量是在調試雷達的過程中,選擇的參數應該為后面的批量生產留出足夠的公差,防止極限情況下雷達產生自激,因此需要探底雷達模組能夠正常工作的極限參數(感應閾值)。
探底:獲取雷達模組在整機中的極限參數的過程,稱為探底。探底的目標是獲取在某一個固定的增益下,讓整機開始產生自激的那個感應閾值。
6
覓感科技在雷達推廣過程積累了
豐富的應用經驗和服務心得
應用落地的產品品類和產品結構非常多,涵蓋了照明,開關,家電,安防,衛浴等,每個領域都有各種不同的產品品類和產品結構,大部分由覓感一對一的幫客戶進行調試測試,到最后交付,提供全程的技術服務和指導。
模組型號系列多,目前在量產的模組型號多達幾十種,匹配客戶各種產品結構和場景需要(可聯系提供產品選型手冊)。
服務客戶數量多達500家+,批量落地交付模組數量100W片/月+,穩定性和可靠性經過大規模市場驗證。
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