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富士通(Fujitsu)的多普勒雷达模块(24 GHz)可以在不接触的情况下监测心率

2020年1月22日通过加里Elinoff

该3通道装置的建立简化了非接触式运动检测产品的设计。

富士通零部件美国公司(Fujitsu Components America, Inc.)就有介绍了(PDF)FWM7RAZ01,一个3通道,24GHz多普勒雷达传感器。富士通称,新设备具有广泛的速度检测范围和高抗干扰能力。

FWM7RAZ01

富士通的FWM7RAZ01 3通道,24GHz多普勒雷达传感器模块。图片由富士通

该模块及其配套的评估套件旨在促进快速扩展的非接触式运动传感产品领域内应用的快速发展。该模块和评估工具包旨在帮助缺乏高频射频电子学专业知识的设计师加快结果。yabosports官网

I / Q信号

FWM7RAZ01支持1Hz ~ 1MHz的I/Q输出信号。这使得该设备可以无线检测到运动速度从每秒6毫米到每秒6公里不等。这种探测可以发生在30米半径内的任何地方。

虽然1MHz的多普勒效应在实际应用中是不可观测的,它可以服务于检测信号干扰的目的。该设备将选择一个不同的通道,以防止信号重叠,从而避免误检测。

I/Q信号的概念在理解I/Q信号和正交调制

电特性

该模块的具体工作频段在北美为24.075GHz ~ 24.175GHz,在东亚为24.050GHz ~ 24.250GHz。

FWM7RAZ01的框图

FWM7RAZ01的框图。图片(PDF)富士通

在63mA时,工作电压范围为3.4VDC到5.5VDC,当关闭时,设备绘图0.6mA。有效辐射功率(EIRP)范围为8dBm ~ 13dBm。

人类生命体征监测和其他应用

多普勒雷达传感器可以通过聚焦患者的动脉来读取心率,动脉会随着患者的心率而轻微振动。本质上,敏感模块计算这些扰动,对它们进行平均,并确定心率。

多普勒雷达系统示意图

使用一个发射和两个接收天线的传统多普勒雷达系统示意图。图片(PDF)Anders Høst-Madsen, Nicolas Petrochilos, Olga Boric-Lubecke等。

相似的方法被用于确定病人的呼吸速率。

FWM7RAZ01的其他目标应用包括:

  • 如果病人跌倒,就会向医护人员发出警报
  • 机器维护功能
  • 机械运动检测
  • 确定结构完整性

物理因素

FWM7RAZ01 24GHz多普勒雷达传感器包括24GHz收发器和相关的发射和接收阵列天线。该模块还包括MCU、DAC、E2PROM、中频放大器和LDO稳压器。设备物理尺寸为30mm x 44mm x 9.5mm。

该设备具有部署在模块背面的针头终端,这将简化集成。这最后一个特点可能会被那些对高频电路不太熟悉的设计师所欣赏。

评估和支持工具

富士通提供FRM7RAZ系列多普勒雷达传感器的评估板FRM-ORCA-EVB1。该公司还提供评估委员会用户手册协助oem与FRM7RAZ和评估委员会合作。

在行业

NJR4265来自新日本电台的系列包括四个24GHz的微波多普勒装置。它们包括射频电路、天线、中频放大器、MCU和稳压器。为了适应欧洲、美国和日本的监管制度,这四个独立的设备在输出频率上略有不同。

RFbeam微波GmbH是一家现代化的、可靠的K-LC6是一个双通道多普勒雷达模块。这是一种短程装置,最适合测量人和车辆的运动。