一、核心技术架构：FMCW技术的底层支撑
该传感器以24GHz FMCW技术为核心，区别于传统脉冲雷达，通过持续发射频率线性变化的连续电磁波，利用“频率差"计算目标信息，具备抗干扰能力强、测距精度高、可检测静止目标的显著优势。核心硬件由高频振荡器、功率放大器、接收天线、混频器、信号处理器及IO-Link通信模块构成，各组件协同实现从信号产生到数据输出的全流程闭环。
其中，高频振荡器负责生成频率随时间呈线性增长的24GHz微波信号，频率变化范围与检测距离直接关联；功率放大器将微弱信号放大至额定功率，确保探测范围覆盖8-60米的设计指标；专用接收天线采用80°×60°宽波束设计，可捕捉不同角度的反射信号，适配大面积检测场景。
二、信号发射与接收：目标探测的基础流程
（一）信号发射环节
传感器启动后，中央控制器触发高频振荡器工作，生成频率从f₀线性升至f₁的连续微波信号，频率变化周期（调制周期）可通过配置软件调整，通常设为10ms-50ms以平衡响应速度与检测精度。经功率放大器放大后，信号通过发射天线以80°×60°的波束角向检测区域辐射，覆盖传感器前方8-60米的核心探测范围。
（二）信号接收环节
当发射的微波信号遇到目标物体（如车辆、货物、障碍物等）时，部分信号被反射形成回波信号，经接收天线捕获后传输至混频器。混频器同时接收来自振荡器的“本振信号"（发射信号的同步副本）与“回波信号"，通过频率叠加生成“差频信号"——该信号的频率值与目标物体到传感器的距离呈线性关系，是后续距离计算的核心依据。
三、数据处理：精准解析目标信息的核心环节
差频信号经低噪声放大器放大后，进入模拟-to-数字（A/D）转换器转换为数字信号，随后传输至专用数字信号处理器（DSP）进行多维度解析，核心处理流程包括滤波去噪、距离计算、速度检测及目标识别。
1. 滤波去噪：通过自适应滤波算法滤除环境噪声（如电磁干扰、杂波反射）及电路噪声，保留有效差频信号，确保数据准确性；2. 距离计算：基于FMCW技术原理，利用差频信号频率、调制周期及电磁波传播速度（光速），通过公式“距离=（差频信号频率×调制周期×光速）/（4×频率变化范围）"精准计算目标距离；3. 速度检测：通过连续采集多组差频信号，分析频率变化趋势，结合多普勒效应原理计算目标移动速度；4. 目标识别：内置智能算法区分有效目标与干扰物体（如飞鸟、落叶），减少误报。
四、功能输出：与工业系统的协同适配
数据处理完成后，传感器通过双重输出机制实现与工业控制系统的协同：一是开关量输出，根据预设的检测阈值（如“距离≤5米触发报警"）输出NPN/PNP信号，直接控制执行机构（如报警器、变频器）；二是IO-Link通信输出，通过IO-Link接口将实时距离、速度等数据上传至主控制器，支持远程参数配置与状态监控。
此外，传感器内置的温度补偿模块可实时修正环境温度（-40℃至65℃）对信号频率的影响，确保不同工况下的检测精度；IP67防护设计则保障了信号发射与接收环节在粉尘、雨雪等恶劣环境中的稳定运行。
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发布时间：2025/11/18
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