我的同事 Kishore Ramaiah 在技術文章「低功率 60-GHz mmWave 雷達感測器如何在比以往更多的應用中執行高準確度感測」中介紹 60-GHz 毫米波 (mmWave) 雷達感測器如何在工業和消費性電子應用中啟用準確度感測。在本文中，我將探索低功率 77-GHz 雷達感測器如何協助可靠、準確地感測其他具有挑戰性的應用。
傳統上，77-GHz 頻帶的雷達感測器用於先進駕駛輔助系統感測應用，例如盲點偵測和自動緊急煞車，以及工業儲槽中的液位傳送器。非公路車輛、電動自行車、自行車和停車柵欄對近距和距離感測的需求也在不斷成長，這些感測器可以在這當中加強工作環境的安全性，並提高操作其間的舒適性和效率。
工業級感測器
準確可靠的液位量測對於石油和天然氣、化學和石化、水和廢水管理、餐飲業、製藥和採礦業至關重要。使用 77-GHz 頻帶的 mmWave 雷達的雷達感測器有助於實現高精密度和解析度，即使在具有複雜反射和干擾的較困難環境中也是如此。
與舊技術相比，雷達感測器的最大優點是可以針對腐蝕性、磨蝕性或黏性物質提供非接觸式量測。這些感測器的運作頻寬為 76 至 81 GHz，能夠可靠偵測物質含量的微小變化，並可在遠距離或在擾動、泡沫、蒸氣、灰塵、蒸汽、溫度變化或潮濕環境中提供精密量測。高頻寬允許雷達線性調頻的起始頻率和結束頻率之間存在更大的差異，以藉此提高長距離解析度。因此，雷達感測器有助於增強工業設置的安全性，允許遠端液位監控，而無需人員親自進入危險或難以觸及的區域。對於電池供電的運作，低功率雷達的電池續航力可以持續多年，無需維護。
IWRL1432 是一款採用 77-GHz 頻帶的雷達裝置，該裝置係採用低功率架構來啟用這些應用的精密感測。憑藉內建的深度睡眠模式，IWRL1432 每次量測會消耗 <4 mJ，進而實現非常長的電池續航力。這些感測器的每個發送器具有 11 dBm 的輸出功率，可實現小至 3 公分到 80 公尺以上的量測。將硬體加速器和微控制器完全整合到小封裝中，則不需要額外的微控制器。圖 1 顯示利用雷達感測器進行液位感測的工業儲槽。
圖 1：工業儲槽
電動自行車與腳踏車
近年來，電動自行車已然成為一種廣受歡迎之永續且高效的交通工具。儘管如此，當路上的其他人看不清楚騎電動自行車和腳踏車的人時，尤其在光線不足、起霧的情況下，騎電動自行車和腳踏車的人較容易發生交通事故。
IWRL1432 等雷達感測器提供向前或向後的接近警示或碰撞偵測功能，以加強對騎車者的安全保護。雷達感測器可以透過視覺或聽覺訊號向騎車者或接近車輛的人發出警示，警告他們碰撞的可能性。圖 2 說明雷達感測器可加強對騎車者安全保護的情況。
圖 2：雷達感測器可加強對騎車者的安全保護
停車柵欄感測器
感測器技術在提供高效、安全的停車場出入控制方面，發揮了關鍵的作用。當安裝在停車場入口或出口附近時，會利用紅外線和超音波感測器偵測車輛的存在。然而，這些感測器類型的偵測範圍有限，而且在有灰塵、溫度變化或聲波的情況下，通常都不太準確。
IWRL1432 等雷達感測器利用擴展偵測範圍 (>10 m) 和寬視野 (150 度) 來克服這些限制，進而能在更遠的距離和更寬的入口處進行門禁管控。它們在嚴苛的環境條件下 (例如下雨和極端氣溫) 也具有恢復能力。雷達感測器可以區分車輛和人，確保準確為車輛開啟，而不是因行人而錯誤觸發。甚至可以輕鬆將雷達感測器整合到門禁系統、閘門控制器和停車管理軟體中。
非公路車輛
農業設備、建築設備和其他非公路車輛可使用雷達感測器來提供有價值的資訊，並協助完成各種任務。它們可以偵測附近的樹木和其他機械等障礙物，並有助於在操縱大型笨重設備時避免碰撞。雷達感測器還可以測量真實的地面速度，這在不平坦、鬆散的地形和泥濘中，能發揮極重要的作用。從人員和障礙物偵測到測量地面速度，以及在 77-GHz 範圍內提供安全完整性等級 2 感測，IWRL1432 雷達感測器可以協助改善非公路車輛的運轉，進而提高效率和安全性。
結論
77-GHz IWRL1432 雷達感測器使設計人員有能力應對液位發送器、電動自行車、停車柵欄和非公路車輛等感測應用的挑戰。其低功率運作、在各種環境條件下發揮的可靠性、寬視野和準確度，均可協助您實作有效率、高效能的感測解決方案。
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