밀리미터파 레이더: mmWave 레이더가 센서 솔루션을 향상시키는 방법

60GHz mmWave 레이더, 존재 감지 센서 모듈

MM5D91-00은 Infineon 60GHz mmWave 기술을 통합한 존재 감지 센서 모듈입니다. 이 모듈은 61.0~61.5 GHz 대역의 mmWave 센서 구현을 간소화하며, Infineon ARM Cortex M4F 기반 프로세서 시스템, 1Tx 3Rx 안테나 및 온보드 레귤레이터를 포함합니다. 이 존재 감지 센서 모듈은 스마트 홈, 사무실, 보안 및 다양한 애플리케이션에서 저전력과 고해상도 존재 감지를 목표로 합니다.

MM5D91-00 존재 감지 평가 키트

밀리미터파 레이더는 보다 정확한 감지 솔루션을 제공합니다

센서 는 일반적으로 온도, 습도, 또는 움직임 상태 등 환경의 다양한 상태를 감지하는 데 사용됩니다.  블루투스 또는 Wi-Fi와 같은 무선 기술과 결합하여 데이터를 전송하는 센서는 가정 및 비즈니스에서 널리 사용되며, 특히 사물인터넷(IoT) 분야에서 전자 산업에 유망한 시장을 만들어왔습니다.
 
센서의 발전은 환경 감시를 개선하기 위해 많은 새로운 기술을 도입했으며, 밀리미터파 레이더가 그 중 하나입니다. 새로운 mmWave 기술 감지 솔루션을 통해 인간, 동물 또는 일반적으로 움직이는 물체를 탐지, 위치 확인 및 추적하는 애플리케이션이 혁신될 것입니다. mmWave 레이더는 주변 환경을 고려하지 않고 높은 민감도와 높은 정확도으로 인근 물체의 위치를 ​​신속하게 감지할 수 있게 합니다.

mmWave 레이더 센싱의 혜택

mmWave 레이더는 고유한 기능을 가지고 있습니다. 예를 들어, 몇 센티미터에서 수백 미터 거리 내에서 작동할 수 있고, 직접적인 시야 없이도 작동 가능하며(예를 들어, 석고보드나 합판을 통해), 햇빛, 연기, 안개, 혹은 흐릿함과 같은 환경 조건에 (어두운 환경 등) 매우 적응성이 뛰어납니다.
 
인간 존재 감지는 mmWave 레이더의 주요 시장 중 하나가 될 것입니다. 현재의 적외선과 초음파 센서와 비교했을 때, mmWave 레이더는 많은 이점을 제공합니다. 예를 들어, mmWave 레이더는 주변 온도나 환경에 덜 민감합니다. 한 예로, 수동 적외선(PIR) 감지 방식의 전통적인 스마트 조명은 실제로 움직이지 않는 사람을 감지하지 못하며 실생활에서 이러한 스마트 센서의 실효성이 만족스럽지 못합니다. 그러나 mmWave 레이더 기술을 기반으로 한 센서는 스마트 빌딩/가정의 조명 또는 공조 시스템 제어에 대해 더 높은 정확성을 제공합니다. 비디오와 결합하면 IP 카메라 분야에서 감지 오류를 크게 줄일 수 있습니다.
 
추가적으로, mmWave 레이더 시스템은 화장실이나 캐비닛처럼 비디오 녹화가 허용되지 않는 장소에서도 보안을 보장할 수 있습니다. mmWave 레이더는 사람의 존재를 감지하고 이동 방향을 나타냄으로써 자동문에 다양한 지능적인 기능을 추가할 수 있습니다. 이에 따라 문은 필요할 때만 열리고, 방이 점유된 경우에만 에어컨이 작동합니다. 이로써 레이더는 동시에 에너지 소비를 절감할 수 있습니다.

mmWave 레이더 애플리케이션

산업 분야는 mmWave 레이더 센서 기술의 주요 응용 분야이며, 이를 사용하여 인간의 신체를 감지함으로써 로봇이나 건설 장비와 같은 중장비 근처에서 작업자의 안전을 개선할 수 있습니다.
 
응용 분야의 수는 무한합니다. 스마트 시티 도 mmWave 레이더로 혜택을 받을 수 있는 또 다른 분야입니다. 차량 및 보행자의 교통 상황을 모니터링하고 이에 따라 신호등 순서를 조정하는 것이 그 예 중 일부에 불과합니다.

칩에서 모듈까지 mmWave 레이더 제품 개발

mmWave 레이더 관련 응용 제품 개발을 가속화하기 위해 Infineon은 초소형 동작을 고속 및 정밀도로 추적할 수 있는 XENSIV™ 60GHz 레이더 칩을 출시했습니다. Infineon의 레이더 센서 솔루션은 소형 크기와 저전력 소비의 장점을 가진 고도로 통합된 제품으로, 여러 애플리케이션에 혁신적이고 직관적인 센싱 기능을 제공합니다. 레이더는 소비자 전자제품, 헬스케어, 감시, 운전자 지원 시스템, 산업용 단거리 포지셔닝, 생체 신호 추적 등 다양한 분야에서 강력한 센서로 입증되었습니다.
 
Infineon의 XENSIV™ 기반 고정밀 존재 감지 솔루션을 통해 스마트 디바이스는 방 안에 사람이 있는지를 감지하고 그 사람과 시각적으로 상호작용할 수 있습니다. 최대 2.5cm의 고해상도 감지 기능을 통해 수평 및 수직 속도, 거리 및 각도를 측정하여 정확한 위치 매핑 및 3D 추적을 제공합니다.
 
이 시스템 솔루션은 자동차의 객실 감지, 스마트 조명(실내 사용/대체 PIR), 독서등, 디스플레이 벽이나 거울, 노트북, 하수 시스템, 회의실 점유 상태, 화장실/욕실 점유 상태, TV, 보안/감시, 자동 화장실 시트 커버, 주차 공간 감지 등 다양한 잠재 애플리케이션에 활용될 수 있습니다.
 
유망한 이 시장을 활용하기 위해 Arrow Electronics는 Jorjin Technologies와 협력하기로 합의했습니다. Jorjin Technologies는 AR 및 IoT 분야에서 활동하는 대만 기반 기업으로, 10년 간의 무선 모듈 개발 경험을 바탕으로 기존 센서 포트폴리오를 mmWave 레이더 기술로 보완하는 데 관심을 가지고 있습니다.
 
2020년 중반까지 Jorjin Technologies는 MM5D91-00, Infineon의 XENSIV™ 60GHz 레이더 칩을 기반으로 하는 통합 mmWave 레이더 센서 모듈을 출시할 예정입니다. 이 모듈은 ARM Cortex-M4F 기반 프로세서 시스템, 1Tx/3Rx 안테나, 온보드 레귤레이터를 통합했으며, 작은 크기(20 x 15 x 2.3mm), 고해상도, 저전력 소비의 장점을 결합하고 있습니다. 이는 스마트 홈, 보안, 동작 감지 등 새로운 분야로 mmWave 레이더 기술을 확산하는 데 크게 기여할 것입니다.
 
Infineon의 mmWave 레이더 솔루션을 촉진하기 위해 Arrow Electronics는 여러 해 동안 Infineon이 주최한 다양한 활동 및 세미나에 참여했으며, Entro, Sensortech, KingCity, Lexiwave 등 여러 IDH (Independent Design House) 기업과 협력하여 스마트 화장실 시트, 지능형 출입 통제, 스마트 주차 공간 감지, 무인 항공기(UAV), 레이더 안테나, 스마트 가로등 등의 개발에서 상당한 성과를 이루어냈습니다.