存在感应雷达传感器在感应开关中的应用

存在感应雷达传感器在感应开关中的应用，自20世纪初雷达概念基本形成以来的100年里，相关技术发展迅速。早期仅限于军用航空航海，今天已经在智能设备上，自主驾驶汽车等领域大规模民用。频段方案也开发了：超视距雷达、微波雷达、毫米波雷达、激光雷达等。随着生活水平的不断提高，人们对智能家居的需求也在增加。酒店控制中存在感应技术、工业照明、智能安全等应用场景需求巨大。早期相关产品多采用红外模块、实现声学控制模块和光敏电阻。由于电子半导体技术的发展和相关部件价格的降低，现阶段使用高频雷达实现该功能的存在感应开关。本文分析了雷达在感应开关中的应用方案，并通过实际测试验证了各频段方案与感应开关应用场景的契合度。

现有的低成本产品解决方案大多采用红外人体感应技术。使用菲涅尔镜片，增强对人体红外辐射的敏感性，抑制环境干扰的影响。通过菲涅尔镜片的聚焦，红外信号将检测区域分为若干明暗区域；当人体通过检测区域时，会产生变化，热释放红外信号，从而产生变化电信号。这种技术相对成熟和便宜、低功耗(微安级功耗，适用于单火线开关)PIR不会发出任何类型的辐射，隐蔽性更好。但缺点也很明显：1）受到热源的干扰。2）被动红外穿透力差。3）易受射频辐射干扰。4）当环境温度接近人体温度时，灵敏度较低。5）水平运动效果好，径向运动检测能力差。6）涅菲尔透镜需要安装在外面板上。综上所述，许多场景已经不能完全满足用户的需求。

与红外相比，多普勒雷达是一种成熟的脉冲雷达PIR多普勒雷达解决了热源干扰问题，检测灵敏度不受温度影响。存在感应雷达传感器信号可以穿透玻璃、薄板等墙体实现检测，角度大，反应快。理论上，雷达频率越高，检测分辨率越高，检测效果越好。从生理学的角度来看，正常的人体生理活动可以通过人体表面的微动信息来反映，例如，呼吸可以通过胸部振动来获得心跳等活动信息。因此，当雷达频率足够高时，即使胸部振幅很小，基带信号的相位偏移也可以被设备区分。但如果工作频率过高，杂波干扰也会相应增加。生物雷达通常选择2.4～60GHz的频率。因此，在不影响感应效果的情况下，调频连续波雷达可以将波频降低到符合相关法律规定的范围，同时降低频率和体积。

为了验证上述方案在实际测试和使用环境中的性能，设置了以下模拟场景的验证测试。通过将通过。FMCW与传统红外测试结果相比，毫米波雷达验证是否符合理论预期。

没有强磁场、辐射或热源干扰、空旷的25℃在室温实验场景中，将FMCW存在感应雷达传感器与红外人体感应位于同一位置，多次在不同距离位置设置静态测试人员。上电后检查反馈信号：是否能检测到人体的存在；是否能继续检测到人体的存在。红外基本符合理论预期，但是难以感知静态人体目标，FMCW在毫米波雷达的监测范围内，可持续感知是否有静态人体。

没有强磁场.在辐射干扰的开放实验场景下，FMCW存在感应雷达传感器与红外人体感应放置在同一位置。35℃和40℃测试在环境温度下的工作状态是否受到干扰。基本符合理论预期，FMCW毫米波雷达的工作不受温度的影响。红外人体的感应原理是检测温差，因此受温度的影响很大。

基于24Hz毫米波雷达人体感应检测系统。该系统能更准确地检测室内活动人员的相对距离、相对角度、运动速度、运动加速度等信息。

存在感应雷达传感器能有效区分人与非人(包括风扇等运动家具)，判断人体的环境位置。经实验验证，系统正常情况下可达到水平检测角度±75°，垂直检测角度为±40°，大检测距离为20m。系统检测精度≤0.1m，角度输出精度≤1°。在功能测试中，部分实验场景的综合测试准确率≥95%，与以往的人体检测方案相比：抗干扰能力更强（烟、温度和光线).检测范围更广、检测精度较高。