多普勒FMCW雷達(dá)模塊5.8G感應(yīng)方案，隨著雷達(dá)技術(shù)的發(fā)展，雷達(dá)產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域日益豐富，已成為智能照明、智能安全、智能家居、智能家電、輔助駕駛、能源控制、輔助醫(yī)療等領(lǐng)域的重要解決方案之一。
雷達(dá)是一種利用電磁波探測(cè)目標(biāo)的電子設(shè)備，通過(guò)發(fā)射電磁波照射目標(biāo)并接收其回波，獲得目標(biāo)到電磁波發(fā)射點(diǎn)的距離、距離變化率（徑向速度）、方位、高度等信息。目前，共有5.8GHz，24GHz，60GHz和77GHz。其中，5.8GHz雷達(dá)產(chǎn)品正在迅速取代傳統(tǒng)的紅外傳感模塊，用于智能照明、智能家居等領(lǐng)域。在汽車等領(lǐng)域。ADAS（AdvancedDriverAssistanceSystem）在應(yīng)用中，雷達(dá)需要更高的分辨率和更窄的波束。此時(shí)，毫米波將是更好的選擇，但隨之而來(lái)的是成本的增加。
對(duì)于通信系統(tǒng)，適當(dāng)?shù)恼{(diào)制方法可以提高頻譜利用效率，提高通信系統(tǒng)的抗干擾性能。對(duì)于雷達(dá)，其目的不是像通信系統(tǒng)那樣傳輸數(shù)據(jù)，但在調(diào)制雷達(dá)信號(hào)后，可以增加檢測(cè)和獲取信息的維度，并根據(jù)實(shí)際使用需要選擇調(diào)制方法。根據(jù)不同的調(diào)制方法，雷達(dá)可以分為CW雷達(dá)，(M)FSK雷達(dá)以及FMCW雷達(dá)等。雷達(dá)的中頻信號(hào)（IF）它是指低頻信號(hào)，包含有用信號(hào)和調(diào)制信號(hào)，如CW多普勒頻移信號(hào)，F(xiàn)MCW的Chirp信號(hào)屬于中頻信號(hào)的范疇。射頻信號(hào)(RF)是指將中頻信號(hào)混合到高頻，通過(guò)電磁波輻射到空間的信號(hào)。
多普勒效應(yīng)
當(dāng)運(yùn)動(dòng)物體以一定速度運(yùn)動(dòng)時(shí)，其頻率和相位會(huì)隨著運(yùn)動(dòng)速度的大小而變化，這被稱為多普勒頻移。對(duì)于觀察者來(lái)說(shuō)，當(dāng)運(yùn)動(dòng)物體靠近觀察者時(shí)，運(yùn)動(dòng)物體的頻率會(huì)增加，當(dāng)運(yùn)動(dòng)物體遠(yuǎn)離觀察者時(shí)，運(yùn)動(dòng)物體的頻率會(huì)降低。
天線是一種轉(zhuǎn)換器，將傳輸線上傳播的導(dǎo)波轉(zhuǎn)換為在無(wú)界媒體（通常是自由空間）中傳播的電磁波或相反的轉(zhuǎn)換器。其基本工作原理是當(dāng)高頻電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，周圍空間形成電場(chǎng)和磁場(chǎng)，形成外輻射電磁波，天線作為發(fā)射天線；相反，當(dāng)導(dǎo)體周圍環(huán)境中存在電磁波時(shí)，導(dǎo)體上形成高頻電流，天線作為接收天線。
天線相互容易，其發(fā)射和接收性能相同。對(duì)于任何無(wú)源天線，它都可以用于發(fā)射或接收。“發(fā)射天線”和“接收天線”根據(jù)實(shí)際應(yīng)用劃定，即當(dāng)天線用于發(fā)射時(shí)，即發(fā)射天線，反之亦然。
恒頻連續(xù)波—CW
頻率不隨時(shí)間變化的連續(xù)波屬于無(wú)調(diào)制雷達(dá)信號(hào)，通過(guò)測(cè)量運(yùn)動(dòng)物體的多普勒頻移來(lái)估計(jì)徑向速度，但不能判斷距離和方向。
頻移鍵控—FSK
載波信號(hào)范圍不變，但頻率會(huì)周期性變化，如FSK即在兩個(gè)頻點(diǎn)之間切換，屬于二進(jìn)制調(diào)制模式，對(duì)于更高的調(diào)制模式稱為多進(jìn)制頻移鍵控，即MFSK。可以測(cè)量移動(dòng)物體的距離、速度。
調(diào)頻連續(xù)波—FMCW
FMCW指具有一定帶寬和頻率線性變化的連續(xù)信號(hào)，稱為Chirp信號(hào)，F(xiàn)MCW如果結(jié)合多天線方案，可以測(cè)試多個(gè)物體的距離和速度等，還可以測(cè)量物體的方位角。目前FMCW應(yīng)用廣泛ADAS車載雷達(dá)。
從技術(shù)角度看，與其他兩種方案相比，F(xiàn)MCW與距離測(cè)試、多目標(biāo)測(cè)試、角度測(cè)試相比，CW和FSK有很大的優(yōu)勢(shì)。因?yàn)樗泻艽蟮膬?yōu)勢(shì)。FMCW比CW技術(shù)增加了距離、角度等多維信息，因此FMCW微動(dòng)和存在檢測(cè)的精度和靈敏度較高。
基于FRZN520的多普勒FMCW雷達(dá)模塊方案
傳統(tǒng)CW方案特點(diǎn)
由于基于CW該方案只能通過(guò)被測(cè)物體反射的信號(hào)強(qiáng)度粗略判斷物體的距離。因此，對(duì)于被測(cè)物體反射的信號(hào)強(qiáng)度，RCS對(duì)于不同的被測(cè)物體，很難保證遠(yuǎn)觸發(fā)距離的一致性。
例如，與嬰兒相比，成年人是成年人RCS更大，因此可以在更遠(yuǎn)的距離被檢測(cè)到觸發(fā)雷達(dá)。一個(gè)問(wèn)題是，CW雷達(dá)不能識(shí)別固定區(qū)域內(nèi)的物體，如果區(qū)域外的物體RCS或者運(yùn)動(dòng)范圍很大，會(huì)成為不必要的干擾信號(hào)，使雷達(dá)誤觸發(fā)。
5.8GHz多普勒FMCW雷達(dá)模塊方案的優(yōu)勢(shì)
5.8GFMCW方案基于FR520開發(fā)，5.8GHz雷達(dá)傳感器集成數(shù)字鎖相環(huán)，支持FMCW測(cè)距、劃定感應(yīng)區(qū)、屏蔽區(qū)外干擾、低功耗、低成本、典型值小于0.08W，?????芯片集成高性能32位MCU，該MCU除處理雷達(dá)內(nèi)部信號(hào)外，還可以處理雷達(dá)內(nèi)部信號(hào)OpenCPU取代部分上位機(jī)系統(tǒng)。FR520優(yōu)有優(yōu)異的微波特性和較強(qiáng)的靈敏度，能在人體不活動(dòng)的情況下檢測(cè)到微弱的呼吸信號(hào)，同時(shí)在硬件上FFT以及算法的加持，提取并確認(rèn)有效的呼吸特征信息。
支持運(yùn)動(dòng)測(cè)試
可檢測(cè)走路、快走、轉(zhuǎn)圈、跳躍等運(yùn)動(dòng)。
支持微動(dòng)檢測(cè)
可檢測(cè)點(diǎn)頭、搖頭、揮手、舉手、微動(dòng)身、刷手機(jī)、翻書等微小動(dòng)作。
支持微動(dòng)檢測(cè)
通過(guò)抓取呼吸信息來(lái)檢測(cè)靜態(tài)狀態(tài)下的人體。
支持距離檢測(cè)
支持多目標(biāo)距離測(cè)量功能，可以準(zhǔn)確過(guò)濾區(qū)域外的目標(biāo)。
多普勒FMCW雷達(dá)模塊方案的應(yīng)用場(chǎng)景示例
室內(nèi)照明-屏蔽墻外干擾：設(shè)置安全距離，屏蔽辦公室，會(huì)議室墻外人員行走。
書柜照明：在書柜前方靠近取書時(shí)感應(yīng)燈光，區(qū)域外人員辦公，行走無(wú)干擾。
智能冰箱：設(shè)置距離感應(yīng)距離以外的人或物體運(yùn)動(dòng)冰箱屏幕不亮，當(dāng)人靠近冰箱時(shí)，屏幕亮起。
智能衛(wèi)生間：衛(wèi)生間場(chǎng)景可包括鏡前燈（人來(lái)燈亮、人走燈滅）、殺菌燈、智能廁所、感應(yīng)垃圾桶、智能浴霸、感應(yīng)洗手液等使用場(chǎng)景，為不同產(chǎn)品設(shè)置更準(zhǔn)確的感應(yīng)距離。
