毫米波作為一種非接觸式傳感技術，可用于檢測物體，并提供物體的距離、速度和角度信息。其工作頻譜范圍為 30GHz 至 300GHz，具有較小的波長，因此可以提供亞毫米的測距精度。

在5G、AR、云計算等技術席卷下，全球眾多優秀制造企業都已經投身智能制造的火熱浪潮中。當前，包括美國、德國、日本等國均從政策支持、經費資助、企業實踐等多維度持續深化工業物聯網發展，全球工業物聯網領域競爭日趨激烈。據麥肯錫預測，到2025年以智慧工廠為代表的B2B產業的價值將達到3.9萬億美元。

而超萬億的工業物聯網，卻是從一個個傳感器開始的——從定位和鄰近度測量，到確定液面位置和光照強度，傳感器解決方案為我們提供了一個感測、數字化表達和處理周圍世界的途徑。這些種類繁多、遍布各處的傳感器源源不斷生成的數據，就構成了使整個智慧工業高效運轉的前提，沒有了這些數據，工業物聯網的智能化就成了無源之水、無本之木。因此，面對全球化的工業4.0浪潮，提供高品質的傳感器產品成為了包括ADI公司在內的各大解決方案提供商的重點。

毫米波雷達技術為工業監測不受視角限制的“眼睛”

特定的應用問題已經催生出大量不同的傳感器技術，使得系統能夠在各種各樣的條件下，以不同的精度等級來感測周圍情況。眾多新型應用中無論是智慧工廠、樓宇自動化抑或是自動駕駛等等，開發人員都期待傳感器能夠將系統性能和效率提升到全新水平。在這種類繁多的傳感器技術中，毫米波傳感器（毫米波雷達）的出現可謂舉足輕重。

毫米波作為一種非接觸式傳感技術，可用于檢測物體，并提供物體的距離、速度和角度信息。其工作頻譜范圍為 30GHz 至 300GHz，具有較小的波長，因此可以提供亞毫米的測距精度。此外，毫米波能夠穿透塑料、墻板和衣服等特定材料，并且不受雨、霧、灰塵和雪等環境條件的影響。快速 FMCW（調頻連續波）毫米波雷達還可以在密集場景中實現可靠運行、快速傳感以及更低的模糊性，能夠針對物體的距離和速度提供精確的測量，從而使毫米波傳感器能夠提供多維傳感。

以智慧工廠為例，隨著工廠智能程度的提高，人與機器“攜手并進”的情況更為廣泛和頻繁。為了減少在工廠自動化流程中有缺陷時出現潛在危險的可能性，需要通過安全防護裝置進行事件管理。毫米波雷達由于其繞射透射能力強，可以“non-line-of-sight”完成感知，從而避免諸多與視角有關的限制。在工業應用中，毫米波傳感器可用于高精度占位檢測和防撞，其中人員的位置和速度可用于在人或物體靠近機器時觸發系統報警。此外，毫米波傳感器通過在單個芯片上集成精確感應與實時決策和處理功能，在邊緣實現智能感應，可以進一步加速機器人系統的采用，實現更智能的機器人技術。

毫米波雷達的另一個優勢是尺寸。其使用毫米 （mm） 范圍的波長發送信號，這是電磁譜中的短波長，因此處理毫米波信號所需的系統組件（比如天線）的尺寸可以做到很小。于此同時，它還可以提供非常高的分辨率，在 60-64GHz和76-81GHz 的頻率下，將距離解析為波長的毫米波系統精度可達到毫米級。77GHz頻段現已廣泛應用于汽車ADAS和自動駕駛，但在非汽車應用領域受到嚴格限制。因此，在工廠自動化、樓宇自動化、城市交通管理，以及需要人機交互的場合，60GHz成為最佳選擇。

兩款最新毫米波雷達升級工業條件下的監測

ADI于2018年收購的Symeo是一家總部位于德國慕尼黑的工業雷達系統公司，在雷達硬件和軟件方面擁有超過13年的經驗，其獨一無二的RF和傳感器技術能夠實現實時位置探測和距離測量，幫助系統集成商和OEM廠商為復雜、惡劣的工業應用環境提供高精度雷達解決方案。

在前段時間舉辦的一場射頻微波技術交流會上，ADI就展示了Symeo團隊開發的適用于絕對定位和高分辨率成像應用的兩款新一代毫米波工業雷達系統。這些傳感器系統充分展示了ADI面向創新型高性能雷達應用的廣泛系統、設計和算法的專業知識。

ADI在展出的LPR-1DHP-200雷達測距系統

其中最新產品為LPR-1DHP-200雷達測距系統。它在60GHz頻段內具有7GHz帶寬，支持從57到64GHz（包括ISM頻段），同時支持初級雷達設備和次級雷達功能。該系統的精度小于5毫米，甚至更低。利用初級雷達系統，可測量距離達50m，而利用次級雷達設備則高達500m。該雷達的測量速度高達400Hz/s，且這項工業技術甚至可以在最惡劣的條件下工作，如下雨、起霧、下雪，而在這些條件下激光無法工作。

LPR-1DHP-200的三種工作模式

在系統上，LPR-1DHP-200采用了SHARC DSP以及ADI公司的完整信號鏈。ADI利用SHARC DSP處理距離以及ARM內核，Linux和導管構建web界面，使用者可以通過該web界面配置完整設備并查看該設備是否正常工作。利用FFT加速器和SHARC DSP，該系統可以在幾百毫秒內計算16K FFT，這款雷達可用于工業測距、吊車測距、無人駕駛防撞、散裝物料處理等。

第二款雷達是MIMO發射雷達，它具有很高的距離和角度分辨率以及很好的速度估算功能，此雷達使用多根發射和接收天線來創建虛擬天線陣列，提供1.5厘米波束寬度和數GHz的掃頻帶寬，可以實現幾厘米的距離分辨率，該系統支持高性能工業雷達應用，例如環境感知、障礙物探測和目標跟蹤，可以為客戶提供構建模式解決方案需要的完整可能性鏈。

ADI展出的MIMO發射雷達

總結

近年來，ADI在工業物聯網傳感器領域進行了快速積極的布局，包括毫米波雷達，以及在測距能力更強、分辨率更高的激光雷達技術領域。除了上面提及的Symo收購，ADI也曾于2016年收購Vescent以加大純固態激光雷達技術投入，進一步增強集成激光雷達系統的性能。這些收購案例都是ADI加速完整工業解決方案的縮影。